陶瓷膜在浓缩草浆黑液中的应用

早期的商业化无机薄膜是法国SFEc为改善联合碳化物公司的技术而开发的管状氧化锆薄膜。自1981年以来，该膜已用于乳业，饮料和生化产品。欧洲已建立了25种陶瓷膜分离系统。 Barnier等。用切割分子量为7104〜11104的金属氧化物膜在85〜115的处理温度下处理造纸黑液，磺化油的质量浓度可从105〜124mg / L浓缩到280〜 300mg / L，通量为43〜60L /（m2！ H）。随着膜材料和技术的发展，高效膜组件的出现，膜分离技术的应用领域不断扩大。在纸浆和造纸工业中，在废水处理中，更通常使用反渗透和超滤技术。本研究选择了高碱度，高浓度的造纸黑液，其主要成分为木质素，纤维素，半纤维素和碱性物质。使用耐酸碱和高温的陶瓷微滤膜进行实验，获得草浆。黑液膜处理技术的条件参数有助于有针对性地解决黑液膜分离的问题，为造纸黑液的处理和利用提供基础数据。 1实验研究1.1实验过程首先通过沉淀除去黑液，以除去一些SiO2和其他无机颗粒，然后进入渗余液储罐。黑液通过膜组件后，将液体木质素，COD，SiO2和固体去除并送去。将中间部分的水一起处理，可以考虑截留物以回收木质素。过程流程如图1.1.2所示。膜组件和操作模式QH型陶瓷微滤膜装置是由清华大学环境科学与工程系自制的重点实验室模拟和控制的。泉州无机陶瓷膜是南京工业大学膜科学与技术研究所生产的19通道0.8.m管状陶瓷微滤膜。通过正压错流分离进行操作。 1.3黑液黑液得自山东省潍坊市广信造纸厂。工艺混合黑液：波美度5.58704，Be，pH = 10〜11，温度60，木质素质量浓度23.13g / L，固体物质质量浓度83.3g / L，COD 126300mg / L。1.4常规采样后的分析根据各种标准进行检测和分析。 2结果与讨论2.1膜通量与压力的关系实验直接使用了质量好的0.8m陶瓷微滤膜。当循环的混合黑色液体的温度达到50时，使用冷却水保持液体温度。然后，测量膜通量和压力之间的关系，如图2所示。从图2可以看出，初始膜通量随压力变化很大，但是当压力大于0.2 MPa时，膜通量随压力的变化不会改变。大。压力与膜通量趋势呈正相关。实验结果表明，压力与膜表面流速呈负相关。压力为0.2MPa时，膜表面速度为6.7m / s，压力为0.3MPa时，膜表面速度为4.5。 m / s，当压力为0.4MPa时，膜表面的流速为1.7m / s。增加的表面流速增加，高的流速具有高的剪切力，它可以带走薄膜表面的悬浮颗粒和其他成分，同时减少浓差极化的影响。压力升高，薄膜表面流速降低，使薄膜的通量降低。膜的表面流速优选为4〜7m / s，因此工作压力更适合在0.2MPa。 2.2膜通量与温度的关系实验压力控制在0.2MPa。图3表明，当温度较低时，膜通量随温度ri的增加而增加。ses。当温度接近50时，膜通量缓慢变化。当温度高于58时，膜通量变化缓慢。通量减小。原因分析：草浆黑液粘度大，浓度高。当温度逐渐升高时，有利的是降低粘度，增强其流动性，降低膜表面的浓差极化并降低膜表面浓度。高时，通量增加。当温度太高时，膜结垢层中的固体更容易压实，并且膜通量将降低。因此，实验选择条件为：温度为53，压力为0.2 MPa。渗透成分的变化。 2.3.10.8m膜微滤3.5h微滤后木质素含量的比较截留物中木质素的质量浓度从原来的23.13g / L浓缩到57.14g / L，浓缩比为2.47。固体物质的质量浓度为174.9g / L，浓度比为2.1。渗透液木质素的质量浓度为3.41g / L，保留率为85.3％。糖没有保留，并且渗透物含量增加，这有利于中段生化处理。含量比较如图4.2.3.2所示。渗透溶液中COD与时间之间的关系。实验过程检查渗透液中COD随时间的变化，如图5所示。COD保留率超过60％。 2.4膜结垢及减少污染的方法为了研究黑液对微滤膜结垢的影响，实验选择温度为53，在0.2MPa的压力下，测量膜通量与时间的关系，并结果如图6所示。微滤前的膜通量为136.8L /（m2 / h）。连续微滤2h，陶瓷微滤膜已被污染。首先用自来水洗涤10分钟，然后用0.3％硝酸洗涤后，过滤前的膜通量基本恢复。 3结论1）无机陶瓷微滤技术实现了高碱高浓度。草浆增稠黑液具有耐酸碱，耐高温的特点。 2）运行条件温度为53℃，这非常有利于工业化，因为造纸厂排出的黑液温度一般为50〜60℃。压力为0.2MPa，木质素浓度比为3.5h达到2.47。这对于具有广泛应用前景的木质素的提取非常有利。大分子有机化合物通过液体通过膜被捕集，COD保留率大于60％，这提高了生物降解性并有利于后续的生物处理。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器