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餐饮废水用无机陶瓷膜处理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2021-01-22 3:51:08 * 浏览: 0

陶瓷膜过滤技术是当前国内外处理工业废水的热点技术,与其他过滤分离技术相比,膜过滤技术具有能耗低、分离效率高、工作可靠性强、设备占地面积少、自动化控制程度高等优点。利用膜过滤技术处理各种含油废水,正常运行时不消耗化学药剂,不产生新的污染。国内较早采用聚丙烯腈膜、聚膜、醋酸纤维素膜处理含油废水,但是上述这些膜都是有机膜,存在着化学稳定性差、易老化、使用寿命短(仅为2~3年)、更换费用高以及不耐高温、酸、碱及有机溶剂等、适用范围和运行条件受限制等缺点。

目前,国内外已出现使用无机陶瓷膜处理各种含油废水的趋势。与有机膜相比,无机膜耐高温、耐酸碱和有机质的腐蚀、机械强度高、使用寿命长(大于5年)、膜孔径分布窄、截油率高、运行稳定性好,当含油乳化液污水的组成和浓度发生变化时,对渗透液水质影响小。此外,以无机陶瓷膜组件和废水生化处理装置结合而形成的膜生物反应器(MembraneBioreactor)也存含油废水处理中呈现了良好的处理效果,成为含油废水处理新的方向跚。文中主要研究了无机陶瓷膜过滤技术对餐饮废水的处理,探讨了膜的孔径、膜内压力、进水浓度、温度等操作条件对膜通量和废水C()D去除率的影响。

1实验部分

实验所用废水取自镇江市观海楼大酒店,COD值约为5000~7000mg·L,pH值约为7.O~8.5。实验采用的陶瓷膜由南京工业大学膜科学与技术研究所研制,膜管长500mm,外径30mm,通道内径4mm,通道数为19。膜孔径分别为0.05m、0.1m、0.2m、0.5m、0.8m,其支撑体为19孔道多孔氧化铝陶瓷芯,其中氧化铝含量大于99。将原水加入贮槽,南循环泵打人陶瓷膜组件进行错流过滤,渗透液由组件侧面流出,截留液流回贮槽中。过滤压差由进口压力、出口压力及渗透侧压力计算得到,膜通量采用秒表、量筒测定一定时间内流出的液体体积并结合膜面积计算而得。

2实验结果与讨论

2.1操作参数对膜通量的影响

2.1.1过滤压差对膜通量的影响

过滤压差即膜管人口和出口的平均压力与渗透侧的压力之差,在膜过滤过程中即为传质的推动力。使用0.05m的陶瓷膜过滤废水,通过改变进、出膜压力,从而改变过滤压差,探讨过滤压差对膜通量的影响。实验结果如图1所示,膜通量随过滤压差的增大而增大。这是由于过滤压差是膜过滤过程的推动力,是影响膜通量的主要因素,压差变大,使渗透液透过膜速度加快,通量增加。

2.1.2膜孔径对膜通量的影响

固定陶瓷膜内压力为0.18kg·cm,分别使用不同孔径的陶瓷膜过滤餐饮废水,得到一系列膜通量数值如图2所示,随着膜孔径由0.05m逐渐增大至0.8m,膜通量变大。这是由于随膜孔径增大,单位时问内透过单位膜面积的液体量增多,即膜通量变大。

2.1.3温度对膜通量的影响

固定膜的孔径为0.05m,膜内压力0.18kg·cm,在一定范围内改变运行温度,测定不同温度条件下的膜通量实验结果见图3,随操作温度的升高,膜通量增大。这可能是由于温度升高,可使餐饮废水的粘度降低,并使其中所含各种成分的分子运动加快,从而减小了过滤时液体的流动阻力,使膜通量变大。但图中亦可看出,当温度升高至3O℃后,膜通量随温度升高而增加的速度减缓。

2.2操作参数对COD去除率的影响

2.2.1膜孔径对COD去除率的影响

固定温度T一25C,进水COD=4875.6mg·I,膜内压力0.13kg·cm,改变膜孔径,测定出水COD实验结果如图4所示,膜孔径对COD的去除率有较大影响,随膜孔径的增大,COD去除率降低。这主要是由于餐饮废水中含较多悬浮物质,而这些悬浮物质即为废水COD的主要来源,当用孔径较小的陶瓷膜进行过滤时,截留的悬浮物较多,凶而COD的去除率较高。由图中还可看出,当膜孔径小于0.2“m时,COD去除率显著上升,说明粒径0.2m以下的悬浮物在废水中占有较大比例。

2.2.2膜内压力对COD去除率的影响

分别用0.8m、0.5m、0.2m的陶瓷膜过滤废水,并改变膜内压力,测定出水COD实验结果如图5所示,膜内压力对COD去除率的影响很小。这可能是由于膜内压力影响的是渗透液透过膜的流速,膜内压力变大,流速也随之变大,但并不能使膜截留更多的悬浮物,而COD主要以悬浮物的形式存在,所以膜内压力的变化对COD的去除率影响不大。

2.2.3进水浓度对COD去除率的影响

使用0.5cm/m的陶瓷膜过滤废水,固定膜内压力为0.18kg·cm,改变污水进水浓度,测定出水COD,实验结果见图6,随进水浓度的升高,COD去除率增大。这可能是由于随进水浓度的增大,废水经膜过滤所截留的悬浮物质的绝对数量增多,而悬浮物质又是餐饮废水COD的主要表现形态,故表现出来COD去除率增大的趋势。这说明陶瓷膜过滤技术特别适合于高浓度餐饮废水的处理。这对餐饮废水的处理具有非常重要的现实意义,可大大降低高浓度餐饮废水的处理费用。

3结论

操作参数对膜通量有较大影响。随过滤压差增大,膜通量增大;随膜孔径增大及运行温度升高,膜通量增大。操作参数对餐饮废水的COD去除率也有影响。随膜孑L径增大及进水浓度升高,废水COD的去除率增大;但膜内压力对COD去除率影响不大。

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