密集多通道陶瓷膜处理乳化液废水的研究

密集多通道陶瓷膜处理乳化液废水的研究叶兴刚1，2，李小波2(1．武汉大学资源与环境工程学院，湖北武汉430000;2．湖北工业职业技术学院环境工程系，湖北十堰442000)摘要:针对密集多通道无机陶瓷膜处理汽车发动机乳化液废水开展了中试试验，并通过工程检验，获知该类废水处理的适宜设计参数为:膜面流速取4－6m/s，压力控制为0．3MPa，温度控制在45℃左右;在相应的操作条件下，COD、含油量等均达到了后续污水处理的水质要求，效果明显。关键词:密集多通道无机陶瓷膜;乳化液废水;膜面流速;操作压力;含油量中图分类号:X76文献标识码:A文章编号:2095-8153(2014)04-0100-03①无机陶瓷膜分离技术是基于多孔陶瓷介质的筛分效应而进行的物质分离技术，采用与传统“死端过滤”、“滤饼过滤”等过滤方式截然不同的动态“错流过滤”方式:即在压力驱动下，原料液在膜管内侧膜层表面以一定的流速高速流动，小分子物质(液体)沿与之垂直方向透过微孔膜，大分子物质(或固体颗粒)被膜截留，使流体达到分离浓缩和纯化的目的。近年来，无机陶瓷膜技术由于其独特的优点应用十分广泛［1］。当前，在废水处理中得到了广泛的应用，如用于钛白废水处理、印钞擦版废水处理、钢铁厂冷轧薄板生产线含油废水处理、油脂厂碱炼洗涤废水处理、机械加工厂脱脂液废水处理、电镀废水处理等。本文针对陶瓷膜领域的新产品———密集多通道无机陶瓷膜开展了其在汽车发动机乳化液废水处理的试验研究，以便为相应工程设计提供适宜的技术参数。1废水来源及试验设备本试验所用的废水来自于某合资汽车公司的发动机制造车间所产生的乳化废液及其清洗废水组成的乳化废水(经过纸袋过滤器进行了预处理)。其中乳化废液约占41%，而清洗废水约占59%，该水中的COD为27900－139000mg/L，颜色呈乳白带黑色，石油类为8200－1360mg/L。试验所采用的设备为自行设计组装，其核心部件———膜组件采用的是北京考特科技发展有限公司生产的密集多通道无机陶瓷膜。其基本性能指标如下:纯水通量(0．1Mpa、25℃)L·h－1·m－2截面分子量WMCOPH操作温度℃最高工作压力Mpa膜通道直径mm膜比重80010万1～145～65*0．63．53．5mm*取决塑料壳体如作为水处理用，有关要求原水指标要求如下:原水通量Lmh原水浊度NTUTSSmg/LTOC/TDCmg/L絮凝剂mg/L过滤间隔时间/h化学清洗周期/d就地清洗周期/月170－370＜1500＜3000＜100＜2001－22－46—001—2014年8月湖北工业职业技术学院学报Aug．，2014第27卷第4期JournalofHubeiIndustrialPolytechnicVol．27No．4①收稿日期:2014-04-28作者简介:叶兴刚(1980－)，男，武汉大学资源与环境工程学院硕士研究生，湖北工业职业技术学院环境工程系讲师;李小波(1980－)，男，湖北工业职业技术学院环境工程系讲师。2试验工艺流程说明及监控指标2．1试验工艺流程说明本工程试验采用了1套密集多通道无机陶瓷膜中试设备(0．2t/h)开展了试验，工艺流程见图1。图1中试试验工艺流程框图1－乳化液废水罐，2－膜组件，3－清液罐，4－反洗罐，5－压缩空气罐，6－增压泵取一定量的经预处理后的乳化液废水加入原料罐1中，在增压泵6的作用下被压入膜组件2;原废水分成浓液和滤液两部分分别通过阀门F2、F3进入到1和3，从而利用膜的作用实现油水分离。正常工作状态可以采用错流过滤和全流过滤两种模式。通常同时打开F1、F2、F3、F4使得系统处于错流过滤模式;如关闭F2，则属于全流过滤模式，原水通过膜组件和F3流入清液罐。2．2监控指标本次试验的目的是为了寻求密集多通道无机陶瓷膜处理特殊乳化液废水时的设计参数及操作参数，即通过J－c、J－P、J－T、J－v等关系图来寻求。主要监测的指标为进出水的COD、出水的含油量、进出口压差、水温等。该过程通过循环泵进行料液循环，用截止阀来调节陶瓷膜的工作压力和膜面流速;过滤后的料液温度会升高，使用循环罐外的冷凝管控制温度。水温、压力在线检测;COD的测定采用密闭消解光度法［GB/T11914－1989(A)］、石油类的测定采用红外分光光度法［HJ637－2012］。3乳化液废水处理工艺参数的试验分析在污水分离过程中，压力和膜面流速是膜处理极其重要的设计参数，它对膜通量的影响很大，而且两者的还相互影响。现在通过对乳化液废水的中试试验来确定其相关参数。3．1膜面流速(v)的确定膜面流速v是指在泵的推动作用下料液平行于膜面流动的平均速度，是与过滤速度垂直的重要膜分离参数，膜面流速较小时，膜面易形成较厚的层流底层而使液膜阻力增大，膜通量显著下降;较高的膜面流速可以提高对流传