陶瓷膜過(guò)濾技術(shù)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外處理工業(yè)廢水的熱點(diǎn)技術(shù)，與其他過(guò)濾分離技術(shù)相比，膜過(guò)濾技術(shù)具有能耗低、分離效率高、工作可靠性強(qiáng)、設(shè)備占地面積少、自動(dòng)化控制程度高等優(yōu)點(diǎn)。利用膜過(guò)濾技術(shù)處理各種含油廢水，正常運(yùn)行時(shí)不消耗化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生新的污染。國(guó)內(nèi)較早采用聚丙烯腈膜、聚膜、醋酸纖維素膜處理含油廢水，但是上述這些膜都是有機(jī)膜，存在著化學(xué)穩(wěn)定性差、易老化、使用壽命短(僅為2～3年)、更換費(fèi)用高以及不耐高溫、酸、堿及有機(jī)溶劑等、適用范圍和運(yùn)行條件受限制等缺點(diǎn)。
目前，國(guó)內(nèi)外已出現(xiàn)使用無(wú)機(jī)陶瓷膜處理各種含油廢水的趨勢(shì)。與有機(jī)膜相比，無(wú)機(jī)膜耐高溫、耐酸堿和有機(jī)質(zhì)的腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)(大于5年)、膜孔徑分布窄、截油率高、運(yùn)行穩(wěn)定性好，當(dāng)含油乳化液污水的組成和濃度發(fā)生變化時(shí)，對(duì)滲透液水質(zhì)影響小。此外，以無(wú)機(jī)陶瓷膜組件和廢水生化處理裝置結(jié)合而形成的膜生物反應(yīng)器(MembraneBioreactor)也存含油廢水處理中呈現(xiàn)了良好的處理效果，成為含油廢水處理新的方向跚。文中主要研究了無(wú)機(jī)陶瓷膜過(guò)濾技術(shù)對(duì)餐飲廢水的處理，探討了膜的孔徑、膜內(nèi)壓力、進(jìn)水濃度、溫度等操作條件對(duì)膜通量和廢水C()D去除率的影響。
1實(shí)驗(yàn)部分
實(shí)驗(yàn)所用廢水取自鎮(zhèn)江市觀海樓大酒店，COD值約為5000~7000mg·L，pH值約為7.O～8.5。實(shí)驗(yàn)采用的陶瓷膜由南京工業(yè)大學(xué)膜科學(xué)與技術(shù)研究所研制，膜管長(zhǎng)500mm，外徑30mm，通道內(nèi)徑4mm，通道數(shù)為19。膜孔徑分別為0.05m、0.1m、0.2m、0.5m、0.8m，其支撐體為19孔道多孔氧化鋁陶瓷芯，其中氧化鋁含量大于99。將原水加入貯槽，南循環(huán)泵打人陶瓷膜組件進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾，滲透液由組件側(cè)面流出，截留液流回貯槽中。過(guò)濾壓差由進(jìn)口壓力、出口壓力及滲透?jìng)?cè)壓力計(jì)算得到，膜通量采用秒表、量筒測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)流出的液體體積并結(jié)合膜面積計(jì)算而得。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1操作參數(shù)對(duì)膜通量的影響
2.1.1過(guò)濾壓差對(duì)膜通量的影響
過(guò)濾壓差即膜管人口和出口的平均壓力與滲透?jìng)?cè)的壓力之差，在膜過(guò)濾過(guò)程中即為傳質(zhì)的推動(dòng)力。使用0.05m的陶瓷膜過(guò)濾廢水，通過(guò)改變進(jìn)、出膜壓力，從而改變過(guò)濾壓差，探討過(guò)濾壓差對(duì)膜通量的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，膜通量隨過(guò)濾壓差的增大而增大。這是由于過(guò)濾壓差是膜過(guò)濾過(guò)程的推動(dòng)力，是影響膜通量的主要因素，壓差變大，使?jié)B透液透過(guò)膜速度加快，通量增加。
2.1.2膜孔徑對(duì)膜通量的影響
固定陶瓷膜內(nèi)壓力為0.18kg·cm，分別使用不同孔徑的陶瓷膜過(guò)濾餐飲廢水，得到一系列膜通量數(shù)值如圖2所示，隨著膜孔徑由0.05m逐漸增大至0.8m，膜通量變大。這是由于隨膜孔徑增大，單位時(shí)問(wèn)內(nèi)透過(guò)單位膜面積的液體量增多，即膜通量變大。
2.1.3溫度對(duì)膜通量的影響
固定膜的孔徑為0.05m，膜內(nèi)壓力0.18kg·cm，在一定范圍內(nèi)改變運(yùn)行溫度，測(cè)定不同溫度條件下的膜通量實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3，隨操作溫度的升高，膜通量增大。這可能是由于溫度升高，可使餐飲廢水的粘度降低，并使其中所含各種成分的分子運(yùn)動(dòng)加快，從而減小了過(guò)濾時(shí)液體的流動(dòng)阻力，使膜通量變大。但圖中亦可看出，當(dāng)溫度升高至3O℃后，膜通量隨溫度升高而增加的速度減緩。
2.2操作參數(shù)對(duì)COD去除率的影響
2.2.1膜孔徑對(duì)COD去除率的影響
固定溫度T一25C，進(jìn)水COD=4875.6mg·I，膜內(nèi)壓力0.13kg·cm，改變膜孔徑，測(cè)定出水COD實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，膜孔徑對(duì)COD的去除率有較大影響，隨膜孔徑的增大，COD去除率降低。這主要是由于餐飲廢水中含較多懸浮物質(zhì)，而這些懸浮物質(zhì)即為廢水COD的主要來(lái)源，當(dāng)用孔徑較小的陶瓷膜進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，截留的懸浮物較多，兇而COD的去除率較高。由圖中還可看出，當(dāng)膜孔徑小于0.2“m時(shí)，COD去除率顯著上升，說(shuō)明粒徑0.2m以下的懸浮物在廢水中占有較大比例。
2.2.2膜內(nèi)壓力對(duì)COD去除率的影響
分別用0.8m、0.5m、0.2m的陶瓷膜過(guò)濾廢水，并改變膜內(nèi)壓力，測(cè)定出水COD實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，膜內(nèi)壓力對(duì)COD去除率的影響很小。這可能是由于膜內(nèi)壓力影響的是滲透液透過(guò)膜的流速，膜內(nèi)壓力變大，流速也隨之變大，但并不能使膜截留更多的懸浮物，而COD主要以懸浮物的形式存在，所以膜內(nèi)壓力的變化對(duì)COD的去除率影響不大。
2.2.3進(jìn)水濃度對(duì)COD去除率的影響
使用0.5cm/m的陶瓷膜過(guò)濾廢水，固定膜內(nèi)壓力為0.18kg·cm，改變污水進(jìn)水濃度，測(cè)定出水COD，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6，隨進(jìn)水濃度的升高，COD去除率增大。這可能是由于隨進(jìn)水濃度的增大，廢水經(jīng)膜過(guò)濾所截留的懸浮物質(zhì)的絕對(duì)數(shù)量增多，而懸浮物質(zhì)又是餐飲廢水COD的主要表現(xiàn)形態(tài)，故表現(xiàn)出來(lái)COD去除率增大的趨勢(shì)。這說(shuō)明陶瓷膜過(guò)濾技術(shù)特別適合于高濃度餐飲廢水的處理。這對(duì)餐飲廢水的處理具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義，可大大降低高濃度餐飲廢水的處理費(fèi)用。
3結(jié)論
操作參數(shù)對(duì)膜通量有較大影響。隨過(guò)濾壓差增大，膜通量增大；隨膜孔徑增大及運(yùn)行溫度升高，膜通量增大。操作參數(shù)對(duì)餐飲廢水的COD去除率也有影響。隨膜孑L徑增大及進(jìn)水濃度升高，廢水COD的去除率增大；但膜內(nèi)壓力對(duì)COD去除率影響不大。