超滤技术在废水处理中的应用

电力18讯：    
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对环境质量的要求越来越高,因此传统的废水处理技术难以满足越来越严格的污水排放标准的要求,而且传统的废水处理人多数只有负的经济效益,无疑这使许多企业无法承受额外的废水处理费用,此外经济的发展也带来了水资源的日趋短缺,客观上要求废水能够循环再利用。在这样的社会效益和经济效益最大化的要求下,各种新型的、改良的高效的废水处理技术应运而生,超滤技术就是其中引人注目的技术之一。本文综述超滤技术在废水处理中的应用及其进展。

早在1861年，schmidt首次在过滤领域忠提出超滤概念。20世纪70～80年代超滤技术高速发展，应用面越来越广，使用量越来越大。

1 超滤技术处理废水的基本原理及其影响因素

1．1  超滤的基本原理

超滤(ultrafiltration ,简称uf) 是溶液在压力作用下,溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧,而高分子溶质或其它乳化胶束团被截留,实现从溶液中分离的目的。它的分离机理主要是*物理的筛分作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附，在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止，而水和低分子物质通过膜。超滤膜比微滤膜孔径小，在0.7～7 kg/cm2 的压力下，可用于分离直径小于10μm 的分子和微粒[1]。它主要应用于生活污水、含油废水、纸浆废水、染料废水等废水处理。超滤材料大多数是有机高分子膜,目前无机膜材料也开始制备和应用。

1．2  超滤工作的影响因素[2]

超滤的操作压力为0.1-0.6mpa，温度为60。c时，超滤的透过通量为1-500l/m2・h，一般为1-100l/m2・h。低于1lm2・h时实用价值不大，超滤透过通量的影响因素如下。

（1）料液流速  提高料液流速虽然对减轻浓差极化、提高透过通量有利，但需要提高料液压力，增加耗能。一般紊流体系中流速控制在1-3m/s。
（2）操作压力  超滤膜透过通量与操作压力的关系取决于膜和凝胶层的性质。超滤过程为凝胶化模型，膜透过通量与压力无关，这时的通量成为临界透过通量。实际操作压力应在极限通量附近进行，此时的操作压力约为0.5-0.6mpa。
（3）温度  操作温度主要取决于所处理的物料的化学、物理性质。由于高温可降低料液的黏度，增加传质效率，提高透过通量，因此应在允许的最高温度下操作。
（4）运行周期  随着超滤过程的进行，在膜表面逐渐形成凝胶层，使透过通量下降，当通量达到某一最低数值时，就需要进行冲洗，这段时间成为运行周期。运行周期的变化与清洗情况有关。
（5）进料浓度  随着超滤过程的进行。主题液流的浓度逐渐增加。此时黏度变大，使凝胶层厚度增加，从而影响透过通量。因此对主体液流应定出最高允许浓度。
（6）料液的预处理  为了提高膜的透过通量，保证超滤膜的正常稳定运行，根据需要应对料液 进行预处理。
（7）膜的清洗  膜必须进行定期冲洗，以保持一定的透过量，并能延长膜的使寿命。一般在规定的料液和压力下，在允许的ph值范围内，温度不超过60。c时，超滤膜可使用12-18个月。如膜清洗不佳，回使膜的寿命缩短。

2    超滤技术新工艺新方法

胶团强化超滤法(micellar - enhanced ultra2filtration ,简称meuf) 是一种新的水处理技术,主要用于去除水中的微量有机物和金属离子,它实质是一种将表面活性剂和超滤膜结合起来的新技术。它的基本原理是,当投入水中的表面活性剂浓度超过表面活性剂的临界胶束浓度时,剩余的表面活性剂分子将在溶液内聚集,形成疏水基向内、亲水基向外的聚集体,即胶团。如果水中溶解了其它化学机构和性质与表面活性剂分子的疏水基相似有机物,根据相似相溶原理,这种有机物将溶解于胶团中或有机物与表面活性剂的亲水基能形成氢健,有机物也会从水相转移到胶团中,当它们通过超滤膜时,则携带有机物的胶团因不能透过膜而被截留,水和少量表面活性剂单体及未形成胶团的有机物能自由透过膜,从而实现绝大部分有机物和水的有效分离。这门技术国内还没有深入的报道,国外也还处于研究阶段。彭跃莲等人[3]对胶团强化超滤技术作了比较详细的综述。

3 　 超滤技术在废水处理中的应用

（1）印染废水的处理

目前常用的生物化学法codcr去除率和脱色效果都不够理想,出水codcr 和色度往往不易达到国家排放标准。在处理印染废水中如果应用超滤技术,让废水先通过超滤膜,使色素和水分离,再将废水中的染料和水进行回收,不仅能保护环境,节约资源,而且会给印染行业带来可观的经济效益。
　　ana maria brites alves等人[4]采用超滤技术对某制革厂染色循环中三个不同时段的出水进行脱色实验研究，实验中采用4个截流分子量 (mwco)分别为40、10、5和3kda的聚醚砜膜及采用封闭环再循环式(clr模式)和批方式（b<