李炜,李方,陈季华
用膜过滤技术处理各种工业废水的研究很早就 已开始。早在上世纪七十年代无机分离膜便开始应 用于工业废水的处理,但由于工业废水的污染程度 高、成分复杂,使得膜的使用寿命很短,且处理成本 很高,因而仅限于一些特定的领域,如含油废水的处 理和乳化液废水的处理等[1]。随着无机膜技术的不 断发展,其所具有的化学稳定性好、机械强度大、抗 酸碱及微生物腐蚀能力强、分离效率高等优点使其 在废水处理中的优势日益明显。
用无机膜处理印染废水的研究开始于上世纪八十 年代。Soma等用0.2μm的氧化铝膜处理印染废水取得 了良好的效果[2];NeytzelldeWilde等用氧化锆动态膜处 理羊毛洗涤废水,实现了出水回用于洗涤工序。 本文应用多孔陶瓷微滤膜处理印染废水二级出 水,采用错流方式,探讨了多孔陶瓷微滤膜的操作条 件,包括跨膜压力、错流速度和运行时间的选择,以 及多孔陶瓷微滤膜对印染废水的处理效果。
1试验部分 1.1试验材料 试验中所用陶瓷膜管由广东佛陶集团金刚新材 料有限公司提供。膜管材料为α-Al2O3,通道数为19, 膜管外径30 mm,通道直径4 mm,壁厚1.5~2 mm, 长度35 cm,膜面积0.24 m·2m-1,平均孔径0.2μm。 所用原水为实验室处理某印花废水装置的出水。原水水质见表1。 装置使系统内温度保持在20℃左右。 试验中过滤方式为错流过滤。废水以切线方向 流过膜表面,在压力作用下通过膜,废水中的颗粒则 被膜截留而停留在膜表面形成一层动态膜。与死端 过滤不同的是废水流经膜表面时产生的高剪切力可 使沉积在膜表面的颗粒扩散返回主体流,从而被带 出微滤膜组件,过滤导致的颗粒在膜表面的沉积速 度与流体流经膜表面时由速度梯度产生的剪切力引 发的颗粒返回主流体的速度达到平衡,可使该动态 膜不再无限增厚而保持在一
2结果与讨论 2.1通量衰减 图2示出陶瓷膜过滤废水的通量随时间的衰减 变化,其中跨膜压差为0.075 MPa,错流速度为2.5 m·s-1。装置启动后通量在开始的20 min内急剧下 降,之后变化幅度逐渐减小,随着装置运行时间的增 加最终通量稳定在100 L·m-2·h-1左右。前20 min通量的急剧下降是由于废水中的颗粒物质使陶瓷膜产 生膜污染,主要为固体悬浮颗粒沉积在膜面形成凝胶 极化层、小颗粒部分堵塞膜孔、颗粒在膜表面吸附而 形成的[4]。