廢水在膜管內(nèi)高速流動,在膜管兩端壓力的驅(qū)動下,含小分子組分的澄清滲透液從膜管的側(cè)表面透過膜,含大分子組分的混濁濃縮液被膜截流,回流到A /O 流程。無機陶瓷膜分離裝置的跨膜壓差對廢水在膜管內(nèi)的錯流流量和膜通量的影響見表1。由表1 可見,膜管兩端的跨膜壓差越大,廢水在膜管中的錯流流量越大,而膜管側(cè)表面的膜通量越小。這是因為,廢水在高速流動的情況下,流速越大,與流速垂直方向的滲透量越小。
表1 跨膜壓差對廢水在膜管內(nèi)的錯流流量和膜通量的影響
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在跨膜壓差為0.03 MPa 時,懸浮物質(zhì)量濃度對膜通量的影響見圖5。由圖5 可見: 懸浮物質(zhì)量濃度較高時,膜通量隨時間延長而快速下降,并在快速下降一段時間后逐步趨于穩(wěn)定; 懸浮物質(zhì)量濃度較低時,隨時間延長膜通量下降較小。這是因為,懸浮物質(zhì)量濃度較高時,膜管出水穩(wěn)定后通量非常低甚至發(fā)生堵塞,濾餅層迅速形成,使膜孔堵塞,同時廢水的黏度較大,致使膜通量快速下降。在實際的工藝運行中,可通過改善初沉池的沉淀效果,降低懸浮物質(zhì)量濃度,從而提高膜通量。
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在懸浮物質(zhì)量濃度為25.06 mg /L 的條件下,跨膜壓差對膜通量的影響見圖6。由圖6 可見: 當跨膜壓差較小時,錯流流量不高,初始膜通量較高,但初期膜通量下降很快,后期膜通量下降趨緩,但仍較難獲得穩(wěn)定的膜通量; 當跨膜壓差較大時,錯流流量較高,雖然初始膜通量較低,但膜通量下降較小,最終膜通量維持在某一定值上下略有波動,比較符合裝置長周期運行所需要的條件。
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2.3 污染膜的清洗和膜通量的恢復(fù)
無機陶瓷膜分離裝置運行一段時間后,污染膜通量為41.6 L /( m2·h) 。在跨膜壓差為0.03 MPa的條件下,用清水反沖洗后膜通量上升至65.1L /( m2·h) ,膜通量恢復(fù)率為27.9%; 用HCl 溶液( pH 為1) 清洗后膜通量上升至113.2 L /( m2·h) ,膜通量恢復(fù)率為48.4%; 用質(zhì)量分數(shù)為5 % 的NaOH 溶液清洗后膜通量上升至208.7 L /( m2·h) ,膜通量恢復(fù)率為89.3 %,且隨清洗時間延長,膜通量幾乎能夠完全恢復(fù)。這是因為,NaOH 溶液主要可清除油脂、蛋白質(zhì)、藻類等生物污染和膠體污染及大多數(shù)的有機物污染,而己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水主要含有較多的生物菌團和有機膠體等物質(zhì),故用NaOH 溶液清洗污染膜的效果最好。
3 結(jié)論
a) 采用無機陶瓷膜分離裝置對己內(nèi)酰胺生產(chǎn)廢水處理工藝中的初沉池出水進行處理,發(fā)現(xiàn)無機陶瓷膜分離裝置能有效去除廢水中的懸浮物和COD。懸浮物去除率達90%以上,出水懸浮物質(zhì)量濃度在1 mg /L 以下; COD 去除率為70% 以上,出水COD 在100 mg /L 以下。
b) 無機陶瓷膜分離裝置的跨膜壓差越大,廢水在膜管中的錯流流量越大,膜管側(cè)表面的膜通量越小。懸浮物質(zhì)量濃度較高時,膜通量快速下降; 懸浮物質(zhì)量濃度較低時,膜通量下降幅度較小。
c) 采用質(zhì)量分數(shù)為5%的NaOH 溶液能對無機陶瓷膜分離裝置的污染膜進行有效清洗,膜通量恢復(fù)率可達89.3%。
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