膜分离技术在废水处理中的应用

过滤与分离!#$%&’()*’+$&+*%,-./&$&+*%011!2’34!53收稿日期!611!71#8$#基金项目!教育部跨世纪优秀人才培养计划基金资助项目%&&%’!(#)作者简介!张杰$*($+$%男%硕士研究生%研究方向!膜分离技术&通讯联系人!褚良银教授%联系电话!1%(8(#!,&,(%3摘要!综述了膜分离技术在废水处理中的应用进展’膜分离技术作为一种能耗低(设备简单(操作方便和分离性能好的分离技术%正日益受到广泛的关注’着重介绍了超滤(纳滤(液膜及膜生物反应器等膜分离技术的特点及其在各种工业废水和生活废水处理中的应用’关键词!膜分离&废水处理&超滤&纳滤&液膜&膜生物反应器中图分类号!-.&%()(&/0&文献标识码!1文章编号!$&&#+(%,#)%&&!$&+&&&(+&!膜分离技术在废水处理中的应用张杰%褚良银%陈文梅四川大学化工学院%四川成都,$&&,#$$引言随着工业化的发展%大量的生活和工业废水排入水体%这些废水中多含有不同浓度的化学成分’为保护环境不受污染%并能回收一些有用物质%对废水有必要进行处理’作为一种新型的分离技术%膜分离技术既能对废水进行有效的净化%又能回收一些有用的物质%同时具有节能(无相变(设备简单(操作方便等优点%因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景2$3’本文主要对超滤膜(纳滤膜(液膜以及膜生物反应器技术在废水处理中的应用和发展进行综述’%超滤膜分离技术在废水处理中的应用%)$超滤膜简介超滤是一种压力驱动的膜分离过程%是根据分子的大小和形态而分离的筛选机理进行分离的2%(3’自%&世纪,&年代以来%超滤很快从实验规模发展成为重要的工业单元操作技术%它已广泛用于食品(医药(工业废水处理(高纯水制备及生物技术工业&在工业废水处理方面应用得最普遍的是电泳涂漆过程’城市污水处理及其他工业废水处理领域都是超滤未来的发展方向’%)%超滤膜在废水处理中的应用2!34$$含油废水处理’机械行业工件的润滑(清洗和石化行业的炼制及加工等会产生含油废水%其油一般以漂浮油(分散油和乳化油三种形式存在%其中乳化油的分离难度最大’用电解或化学法破乳使油粒凝聚的费用较高%而超滤就不需要破乳直接可将油水分离%特别适用于高浓度乳化油的处理和回收’超滤处理乳化油废水时%界面活性剂大部分可透过%而超滤膜对油粒子完全阻止%随浓度增加油粒子粗粒化成为漂浮油浮于液面上%再用撇油装置即可撇除’%$城市污水的处理’随着经济的发展及城市的扩大化%城市排放出的生活污水越来越多’将污水再利用不仅减轻环境污染%而且也是解决水资源短缺的有效方法’超滤通常是与其他处理方法联合使用来处理此类污水的’用超滤技术处理过滤后的城市污水%二级出水可进一步降低水的浊度(色度及有机物’超滤出水可作为循环冷却水(造纸用水等对水质要求不太高的工业用水水源’4$洗毛水的处理’皮毛加工及毛纺过程会产生大量的洗毛水%其中含有羊毛脂’洗毛水的传统处理法是高速离心分离%其效率只能达&59!&5’用超滤法处理洗毛水不仅可以回收废水中的羊毛脂%而且可回用洗毛水’超滤处理后%洗毛水浓缩了$&9%&倍%脂的截留率6(&5%789去除率6(&5’用聚砜中空纤维超滤法处理洗毛废水后%脂(789及总固体的去除率分别在*(5(*#5和(&5以上’!$电泳涂漆水处理’电泳涂漆是对汽车(冰箱(摩托车等的壳体镀上底漆的工艺%完成后需用水漂洗去掉浮漆%为防止洗出漆的损失而且应工艺要求%必须将漆水分离以回收漆’超滤是一种十分理想的回收漆的方法’经超滤分离后%漆返回漆槽回收%清水则返回清(**!!#$%&’!($&过滤与分离)$*+,-%$./0%1+-10$,2345-+-10$,洗水箱继续使用!这样既提高了漆的利用率又减少污水处理费用#$年代超滤被引入汽车涂装工艺!欧美国家几乎所有的涂漆生产线均装配了超滤装置目前!电泳涂漆市场已成为超滤技术最大的应用领域纳滤膜分离技术在废水处理中的应用%&纳滤膜简介纳滤是’$世纪($年代中后期开发的一种新型膜分离过程)’#*由于在渗透过程中截留率大于+,-的最小分子约为&./!故被命名为$纳滤膜%纳滤膜的操作压力应!&%,$012!截留分子量’$$6&$$$纳滤类似于反渗透和超滤!均属于压力驱动型膜过程!但传质机理却与之不同一般认为!超滤膜由于孔径较大!传质过程主要是孔流筛分形式&反渗透膜通常属于无孔致密膜!传质是基于溶解3扩散机理而大部分纳滤膜为荷电膜!其对无机盐的分离行为同时受到化学势梯度和电势梯度的控制影响!即纳滤膜的行为与其荷电性能!以及溶质的荷电状态和相互作用都有关系纳滤膜的一个很大特征是膜本身就带有电荷性!通过静电相互作用!阻碍多价离子的渗透!所以它能在很低压力下具有较高脱盐率%’纳滤膜在废水处理中的应用’&(含重金属废水