3.3 膜污染和清洗
微濾膜污染分為兩個(gè)部分:一是液體中的膠體物質(zhì)及大分子物質(zhì)會(huì)與膜發(fā)生相互作用,在膜面上沉積形成一層凝膠層,又稱濾餅層;二是一些無(wú)機(jī)鹽等固體懸浮物進(jìn)入膜孔,引起膜孔堵塞。
目前,如何消除膜污染、強(qiáng)化過(guò)濾通量是國(guó)內(nèi)外技術(shù)人員一大研究熱點(diǎn),己有的措施和控制方法主要是物理、化學(xué)法。物理法一般是指用高速水沖洗、空曝氣清洗、海綿球機(jī)械擦洗和反沖洗(空氣反吹沖洗、水反沖洗)及近年來(lái)研究較多的超聲波清洗等,其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行?;瘜W(xué)清洗通常是用化學(xué)清洗劑,如稀堿、稀酸、酶、表面活性劑、絡(luò)合劑和氧化劑等。此外,一些新的方法也正在開(kāi)發(fā)中,如在進(jìn)料液中充入氣體、采用脈沖流動(dòng)、讓膜處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)等。
3.4 微濾膜技術(shù)在印染廢水處理過(guò)程中的應(yīng)用
在MF用于印染廢水處理方面,人們也已經(jīng)做了相當(dāng)多的工作。王振余等人[2]采用孔徑為0.11μm的炭膜考察了甲基紫、蒽醌蘭、直接染料大紅、直接染料翠蘭等多種染料的脫色效果,染料的截留率都在95%以上。李文翠等人[3]采用經(jīng)椰殼炭化、粘結(jié)成型制備的植物基微濾炭膜(孔徑為0.5~1.0μm),研究了所制炭膜對(duì)印染廢水的處理效果。結(jié)果表明,對(duì)蒽醌藍(lán)染料分子(分子量為518)的截留率最高可達(dá)99%以上,并初步探討了炭膜處理印染廢水的機(jī)理。陶瓷微濾膜對(duì)含活性染料廢水的脫色率可達(dá)98%以上,透過(guò)液可作為回水使用;?。龋危希乘芤簩?duì)陶瓷膜具有很好的清洗效果。氧化鋁微濾膜對(duì)不溶性染料的截留率能高達(dá)98%;而對(duì)于各種可溶性離子染料,經(jīng)加入表面活性劑預(yù)處理后,脫色率也可達(dá)96%~98%。在高聚物膜方面,采用Fenton試劑和聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維微濾膜對(duì)含有活性艷紅X-3B染料廢水的研究表明,色度平均去除率達(dá)92%,COD平均去除率可達(dá)53%以上。
然而,由于微濾膜的截留顆粒直徑一般在0.02~10μm之間,比印染廢水中的多數(shù)物質(zhì)的直徑大,因而微濾的應(yīng)用相當(dāng)有限。盡管MF可與絮凝等技術(shù)結(jié)合使用,以提高分離效率,但這會(huì)增加處理成本,并產(chǎn)生二次污染。因而,MF主要被用于染色廢漿和洗滌水中不溶物和懸浮固體物(如膠體)等的脫除,以及超濾、納濾和反滲透過(guò)程的前處理。
4 染色廢水中色度去除和染料回收
染色廢水主要來(lái)源于染色浴,水量較大,主要含染料、染色助劑、表面活性劑甚至有毒物質(zhì)等,水質(zhì)隨所用染料不同而不同,一般呈強(qiáng)堿性,特別是硫化染料和還原染料的染色廢水,pH值可達(dá)10以上,色度很高,COD比BOD5高很多,可生化性較差[4]。由于染料品種繁多,染色廢水的處理需根據(jù)染料的種類、分子量、水溶性等性質(zhì),選擇適宜的膜材料和膜分離技術(shù)。經(jīng)過(guò)膜分離后的透過(guò)液可循環(huán)使用,濃縮液用于回收染料。 由于微濾膜的截留粒徑比染色廢水中的多數(shù)染料直徑大,因而微濾的應(yīng)用經(jīng)常與吸附、絮凝等預(yù)處理技術(shù)結(jié)合,以提高分離效率。但這也會(huì)增加處理成本,并可能產(chǎn)生二次污染。對(duì)于靛藍(lán)類等不溶性染料,其直徑一般都在0.5~2.0μm,可選擇微濾或超濾技術(shù)處理。
20世紀(jì)80年代,有人開(kāi)發(fā)了管式超濾膜回收染色廢水中的靛藍(lán)染料,該過(guò)程將截留的染料還原成可溶性染料后再循環(huán)利用。比較聚偏氟乙烯微濾膜和絮凝法對(duì)靛藍(lán)染料廢水的處理結(jié)果,結(jié)果表明:采用膜分離技術(shù)時(shí)靛藍(lán)染料截留率可在99%以上,其經(jīng)濟(jì)成本也優(yōu)于傳統(tǒng)的絮凝法。
5 結(jié)語(yǔ)
膜分離技術(shù)作為一種新型和高效的水處理技術(shù)已得到普遍重視。印染廢水種類多、成分復(fù)雜,如果各部分廢水混合后再處理,很難找到一種合適的解決工藝。膜分離技術(shù)處理印染廢水是一條在經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上都具有很強(qiáng)可行性的途徑,并已在一些印染廢水的處理方面得到了實(shí)際應(yīng)用。膜分離法不僅可以有效地處理印染廢水,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),而且可以回收部分染料和印染助劑、提高水的利用率和能量利用率,因而必將具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,在治理中應(yīng)清濁分流、分質(zhì)處理、分段回用,充分發(fā)揮各個(gè)優(yōu)勢(shì),以便找到膜分離的最佳工藝參數(shù),使膜分離技術(shù)在印染廢水處理上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。膜分離技術(shù)是一種清潔生產(chǎn)工藝,能實(shí)現(xiàn)分離資源并回用,具有巨大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
然而,需要指出的是,膜分離技術(shù)在印染廢水的應(yīng)用方面還存在著一些需要解決的問(wèn)題,如污垢的形成和膜孔的堵塞問(wèn)題,有機(jī)膜的耐熱性和防菌性差、無(wú)機(jī)膜的成本高的問(wèn)題,膜的壽命問(wèn)題,膜分離設(shè)備一次性投資高的問(wèn)題,高效清潔廉價(jià)的濃縮液和截留物的后處理技術(shù)問(wèn)題等。只有當(dāng)這些問(wèn)題得到較好的解決,膜分離在印染廢水的處理方面才能得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]鄭 祥,魏源送,樊耀波,等.膜生物反應(yīng)器在我國(guó)的研究進(jìn)展[J].給水排水,2002,28(12):52~53.
[2]王振余,郭樹(shù)才.炭膜處理染料水溶液的研究[J].膜科學(xué)與技術(shù),1997,17(5):7~10.
[3]李文翠,郭樹(shù)才.炭膜處理印染廢水的研究[J].碳素,2000(1):35~37.
[4]何陸春,葛曉青,趙 景,等.光催化氧化和膜處理染色廢水及其回用[J].染整技術(shù),2002,27(10):23~24.
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