膜技術(shù)
近年來,膜技術(shù)發(fā)展迅速,在電力、冶金、石油石化、醫(yī)藥、食品、市政工程、污水回用及海水淡化等領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用,各類工程對膜技術(shù)及其裝備的需求量更是急速增加。目前已經(jīng)熟和不斷研發(fā)出來的微濾、超濾、反滲透、納濾、滲析、電滲析、氣體分離、滲透汽化、無機(jī)膜等技術(shù)正在廣泛用于石油、化工、環(huán)保、能源、電子等行業(yè)中,并產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益,將對21世紀(jì)的工業(yè)技術(shù)改造起著重要的戰(zhàn)略作用。同時(shí),國家和政府相關(guān)部門的高度支持和重視也給膜行業(yè)的發(fā)展帶來了前所未有的機(jī)遇u 。微濾的分離目的是溶液脫粒子和氣體脫粒子,截留粒徑為0.02—10 m的粒子,是所有膜過程中應(yīng)用最普遍且總銷售額最大的一項(xiàng)技術(shù),主要用于制藥行業(yè)的過濾除菌和高純水的制備。
超濾(包括納濾)的分離目的是溶液脫大分子、大分子溶液脫小分子、大分子分級,截留粒徑為1.0—20 nm的粒子。超濾技術(shù)可用于回收電泳涂漆廢水中的涂料,現(xiàn)已廣泛用于世界各地的電泳涂漆自動(dòng)化流水線上。日本等國一些造紙廠的工業(yè)廢液也已采用超濾技術(shù)進(jìn)行處理。在采礦及冶金工業(yè)中,超濾技術(shù)的應(yīng)用正日益受到重視,采用該技術(shù)處理酸性礦物排出液,其滲透液可環(huán)使用,濃縮液可回收有用物質(zhì)。同時(shí),電子工業(yè)集成電路生產(chǎn)和醫(yī)藥工業(yè)用水過程也已開始廣泛應(yīng)用超濾技術(shù)。納濾是在反滲透基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型分離技術(shù),在廢水處理方面,用納濾膜對木材制漿堿萃取階段所形成的廢液進(jìn)行脫色,脫色率可達(dá)98%以上。還可用納濾膜從酸性溶液中分離金屬硫酸鹽和硝酸鹽,其中對硫酸鎳的截留率可達(dá)95%。
反滲透分離的目的是溶劑脫溶質(zhì)、含小分子溶質(zhì)溶液的濃縮,截留粒徑為0.1—1 nm的小分子溶質(zhì)。反滲透技術(shù)已成為海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備及物料預(yù)濃縮的最經(jīng)濟(jì)手段,而且隨著性能優(yōu)良的反滲透膜及膜組件的工業(yè)化,反滲透技術(shù)的應(yīng)用范圍已從最初的脫鹽放到電子、化工、醫(yī)藥、食品、飲料、冶金和環(huán)保等領(lǐng)域?,F(xiàn)正在開發(fā)反滲透技術(shù)在化工和石油化工中的應(yīng)用,如:工藝用水的生產(chǎn)和再利用;廢液處理;水、有機(jī)液體的分離;電鍍漂洗水再利用和金屬回收等。食品工業(yè)正用反滲透技術(shù)開發(fā)奶品加工、糖液濃縮、果汁和乳品加工、廢水處理、低度酒和啤酒的生產(chǎn)。
電滲析技術(shù)目前已發(fā)展成為一個(gè)大規(guī)模的化工單元過程,廣泛用于苦咸水脫鹽,是電滲析技術(shù)應(yīng)用最早且至今仍最大的應(yīng)用領(lǐng)域,前景極好。鍋爐及工業(yè)過程用初級純水的制備是電滲析技術(shù)應(yīng)用的第二大領(lǐng)域。近年來,我國廢水、污水排放量以每年1.8×10。kt的速度增長,全國工業(yè)廢水和生活污水每天的排放量近1.64×10 kt,其中約80%未經(jīng)處理而直接排人水域。因而,我國環(huán)保水處理方面對膜應(yīng)用的需求量將很大,這一領(lǐng)域?qū)⒊蔀樗幚砉I(yè)增長潛力最大的領(lǐng)域。
典型的工業(yè)廢水處理技術(shù)
表面處理廢水
1. 磨光、拋光廢水
在對零件進(jìn)行磨光與拋光過程中,由于磨料及拋光劑等存在,廢水中主要污染物為COD、BOD、SS。
一般可參考以下處理工藝流程進(jìn)行處理:
廢水→調(diào)節(jié)池→混凝反應(yīng)池→沉淀池→水解酸化池→好氧池→二沉池→過濾→排放
2. 除油脫脂廢水
常見的脫脂工藝有:有機(jī)溶劑脫脂、化學(xué)脫脂、電化學(xué)脫脂、超聲波脫脂。除有機(jī)溶劑脫脂外,其它脫脂工藝中由于含堿性物質(zhì)、表面活性劑、緩蝕劑等組成的脫脂劑,廢水中主要的污染物為pH、SS、COD、BOD、石油類、色度等。
一般可以參考以下處理工藝進(jìn)行處理:
廢水→隔油池→調(diào)節(jié)池→氣浮設(shè)備→厭氧或水解酸化→好氧生化→沉淀→過濾或吸附→排放
該類廢水一般含有乳化油,在進(jìn)行氣浮前應(yīng)投加CaCl2破乳劑,將乳化油破除,有利于用氣浮設(shè)備去除。當(dāng)廢水中COD濃度高時(shí),可先采用厭氧生化處理,如不高,則可只采用好氧生化處理。
3. 酸洗磷化廢水
酸洗廢水主要在對鋼鐵零件的酸洗除銹過程中產(chǎn)生,廢水pH一般為2-3,還有高濃度的Fe2+,SS濃度也高。
可參考以下處理工藝進(jìn)行處理:
廢水→調(diào)節(jié)池→中和池→曝氣氧化池→混凝反應(yīng)池→沉淀池→過濾池→pH回調(diào)池→排放
磷化廢水又叫皮膜廢水,指鐵件在含錳、鐵、鋅等磷酸鹽溶液中經(jīng)過化學(xué)處理,表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護(hù)膜,作為噴涂底層,防止鐵件生銹。該類廢水中的主要污染物為:pH、SS、PO43-、COD、Zn2+等。
可參考以下處理工藝進(jìn)行處理:
廢水→調(diào)節(jié)池→一級混凝反應(yīng)池→沉淀池→二級混凝反應(yīng)池→二沉池→過濾池→排放
4. 鋁的陽極氧化廢水
所含污染物主要為pH、COD、PO43-、SS等,因此可采用磷化廢水處理工藝對陽極氧化廢水進(jìn)行處理。
電鍍廢水
電鍍生產(chǎn)工藝有很多種,由于電鍍工藝不同,所產(chǎn)生的廢水也各不相同,一般電鍍企業(yè)所排出的廢水包括有酸、堿等前處理廢水,氰化鍍銅的含氰廢水、含銅廢水、含鎳廢水、含鉻廢水等重金屬廢水。此外還有多種電鍍廢液產(chǎn)生。
對于含不同類型污染物的電鍍廢水有不同的處理方法,分別介紹如下:
1. 含氰廢水
目前處理含氰廢水比較成熟的技術(shù)是采用堿性氯化法處理,必須注意含氰廢水要與其它廢水嚴(yán)格分流,避免混入鎳、鐵等金屬離子,否則處理困難。
該法的原理是廢水在堿性條件下,采用氯系氧化劑將氰化物破壞而除去的方法,處理過程分為兩個(gè)階段,第一階段是將氰氧化為氰酸鹽,對氰破壞不徹底,叫做不完全氧化階段,第二階段是將氰酸鹽進(jìn)一步氧化分解成二氧化碳和水,叫完全氧化階段。
反應(yīng)條件控制:
一級氧化破氰:pH值10~11;理論投藥量:簡單氰化物CN-:Cl2=1:2.73,復(fù)合氰化物CN-:Cl2=1:3.42。用ORP儀控制反應(yīng)終點(diǎn)為300~350mv,反應(yīng)時(shí)間10~15分鐘。
二級氧化破氰:pH值7~8(用H2SO4回調(diào));理論投藥量:簡單氰化物CN-:Cl2=1:4.09,復(fù)合氰化物CN-:Cl2=1:4.09。用ORP儀控制反應(yīng)終點(diǎn)為600~700mv;反應(yīng)時(shí)間10~30分鐘。反應(yīng)出水余氯濃度控制在3~5mg/1。
處理后的含氰廢水混入電鍍綜合廢水里一起進(jìn)行處理。
2. 含鉻廢水
含六價(jià)鉻廢水一般采用鉻還原法進(jìn)行處理,該法原理是在酸性條件下,投加還原劑硫酸亞鐵、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、二氧化硫等,將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻,然后投加氫氧化鈉、氫氧化鈣、石灰等調(diào)pH值,使其生成三價(jià)鉻氫氧化物沉淀從廢水中分離。
還原反應(yīng)條件控制:
加硫酸調(diào)整pH值在2.5~3,投加還原劑進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)終點(diǎn)以O(shè)RP儀控制在300~330mv,具體需通過調(diào)試確定,反應(yīng)時(shí)間約為15-20分鐘。攪拌可采用機(jī)械攪拌、壓縮空氣攪拌或水力攪拌。
混凝反應(yīng)控制條件:
PH值:7~9,反應(yīng)時(shí)間:15~20分鐘。
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