（東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海201620）
【摘要】研究了多孔陶瓷微濾膜對印染廢水的過濾效果，對操作壓力、錯流速度以及運(yùn)行時間等操作參數(shù)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，操作壓力為0.275MPa，錯流速度2.5m·s-1，運(yùn)行20min后COD和NH3-N的去除率分別達(dá)到了30%和20%左右。在廢水中投加0.3g·L-1的高嶺土，COD的平均去除率可達(dá)50%。
關(guān)鍵詞：多孔陶瓷膜；印染廢水；微濾；廢水處理
中圖分類號：TQ028.8；X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-3700(2009)02-084-03用膜過濾技術(shù)處理各種工業(yè)廢水的研究很早就已開始。早在上世紀(jì)七十年代無機(jī)分離膜便開始應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理，但由于工業(yè)廢水的污染程度高、成分復(fù)雜，使得膜的使用壽命很短，且處理成本很高，因而僅限于一些特定的領(lǐng)域，如含油廢水的處理和乳化液廢水的處理等[1]。隨著無機(jī)膜技術(shù)的不斷發(fā)展，其所具有的化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度大、抗酸堿及微生物腐蝕能力強(qiáng)、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)使其在廢水處理中的優(yōu)勢日益明顯。
用無機(jī)膜處理印染廢水的研究開始于上世紀(jì)八十年代。Soma等用0.2μm的氧化鋁膜處理印染廢水取得了良好的效果[2]；NeytzelldeWilde等用氧化鋯動態(tài)膜處理羊毛洗滌廢水，實(shí)現(xiàn)了出水回用于洗滌工序。
本文應(yīng)用多孔陶瓷微濾膜處理印染廢水二級出水，采用錯流方式，探討了多孔陶瓷微濾膜的操作條件，包括跨膜壓力、錯流速度和運(yùn)行時間的選擇，以及多孔陶瓷微濾膜對印染廢水的處理效果。
1·試驗(yàn)部分
1.1試驗(yàn)材料
試驗(yàn)中所用陶瓷膜管由廣東佛陶集團(tuán)金剛新材料有限公司提供。膜管材料為α-Al2O3，通道數(shù)為19，膜管外徑30mm，通道直徑4mm，壁厚1.5～2mm，長度35cm，膜面積0.24m·2m-1，平均孔徑0.2μm。所用原水為實(shí)驗(yàn)室處理某印花廢水裝置的出水。原水水質(zhì)見表1。
1.2工藝流程
試驗(yàn)采用自行設(shè)計(jì)的陶瓷膜分離裝置，裝置及流程如圖1所示。
原液罐中的廢水依靠重力從原液罐流至離心泵，之后在離心泵的作用下在試驗(yàn)系統(tǒng)中循環(huán)流動，廢水經(jīng)過陶瓷膜組件時一部分通過錯流過濾后出水，其余部分則回流至原液罐。膜組件由內(nèi)部的多孔陶瓷膜管和外部的不銹鋼套筒組成，組件內(nèi)設(shè)一根膜管。離心泵出水管一側(cè)開一旁路，壓力和流速的改變通過各個閥門的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。原液罐內(nèi)設(shè)有循環(huán)冷卻裝置使系統(tǒng)內(nèi)溫度保持在20℃左右。
試驗(yàn)中過濾方式為錯流過濾。廢水以切線方向流過膜表面，在壓力作用下通過膜，廢水中的顆粒則被膜截留而停留在膜表面形成一層動態(tài)膜。與死端過濾不同的是廢水流經(jīng)膜表面時產(chǎn)生的高剪切力可使沉積在膜表面的顆粒擴(kuò)散返回主體流，從而被帶出微濾膜組件，過濾導(dǎo)致的顆粒在膜表面的沉積速度與流體流經(jīng)膜表面時由速度梯度產(chǎn)生的剪切力引發(fā)的顆粒返回主流體的速度達(dá)到平衡，可使該動態(tài)膜不再無限增厚而保持在一個較薄的穩(wěn)定水平。試驗(yàn)中跨膜壓差ΔP由精密壓力表上的讀數(shù)通過公式:
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