作为一种新型的分离技术, 膜分离技术既能对废水进行有效的净化, 又能回收一些有用物质, 同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点, 因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。据估计, 2000 年膜技术的世界市场规模已达近20 亿美元的销售额〔1〕。在废水处理中应用的膜分离过程主要有微滤(MF) 、超滤(UF) 、纳滤(NF) 、反渗透(RO) 和电渗析( ED) , 它们的分离过程及其传质机理见表1〔2〕。

　　1 含油废水的处理

　　含油废水面广量大, 钢铁工业的压延、金属切削、研磨, 以及石油炼制及管道运输等都产生含油废水, 处理含油废水的目的主要是除油同时去除COD及BOD。膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛, 主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理。

　　唐燕辉等利用自行设计、组装的膜处理装置, 考察了多种制膜方法, 实验表明用加压制膜法制备的超滤膜(A4 膜) , 分离机械加工排放的含油污水时, 可以使CODCr 从728.64 mg/L 降至87.8 mg/L, 含油质量浓度从5 000 mg/L 降至2.5 mg/L, 脱除率分别达到87.95%和99.95%, 分离后排水已达到国家规定的排放标准〔3〕。B. E. Reed 研究了用截留相对分子质量为120 000、表面荷负电和截留相对分子质量为100 000、表面不带电的管式聚亚乙烯氟超滤膜处理含质量分数为0.5%油脂的金属工业废水〔4〕。荷电膜由于高的截留相对分子质量和表面电荷, 其平均渗透通量远大于不带电膜。当油脂质量浓度小于50mg/L、总悬浮固体质量浓度小于25 mg/L 时, 荷电膜油脂的平均去除率为97%, 而不带电膜为98%。两种膜对总悬浮固体的去除率均接近97%。张国胜采用0.2 μm 氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水,通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化, 获得了满意的结果, 膜通量100 L/(m2·h) 时, 含油质量浓度从5 000 mg/L 降至10 mg/L 以下, 截留率大于99%, 透过液中油质量分数小于0.001%, 并且该技术已实现了工业化应用〔5〕。张裕嫒用相转化法制备聚砜- Al2O3 复合膜, 将Al2O3 微粒填充到聚砜中, 并用该复合膜对华北油田北大站外排水砂滤后水样进行了超滤处理, 原水的油质量浓度为640 mg/L, 处理后的油质量浓度小于0.5 mg/L, 完全符合回注水的要求〔6〕。

　　2 染料废水的处理

　　目前在染料的工业生产过程中, 产生大量的高盐度( 质量分数大于5%) 、高色度( 数万至十几万) 、高CODCr( 数万至十几万) 的废水。由于该类废水的BOD5 与CODCr 的比值小于0.4, 生物降解性差; 同时废水中所含的盐将进一步降低废水的生物降解性,所以生化处理前必需对其进行预处理〔7〕。

　　杨刚等采用CA 卷式纳滤膜进行了二苯乙烯双三嗪型荧光增白染料(NT) 水溶液脱盐和浓缩过程的研究。在1.8 MPa 压力下经纳滤膜处理后, NT 染料水溶液中的NaCl 浓度从1.05 mol /L 降到0.049mol /L 以下, NT 浓度从0.14 mol /L 浓缩到0.25 mol /L以上, NT 成分的平均截留率达99.8%〔8 〕。GuohuaChen 等采用ATF50 型纳滤膜对香港的印染废水进行处理, 两股原水的COD 分别为14 000 mg /L 和5 430 mg/L, 经纳滤后, 两股废水的COD 截留率分别达到95%和80%～85%, 出水达到了香港的排放标准〔9〕。刘宗义利用卷式反渗透膜处理腈纶丝洗涤废液, 进膜废液中己内酰胺单体质量浓度在2 000mg/L以上时, 可以使单体含量浓缩10 倍以上, 截留率达到80%左右, 透过液可作为工艺用水, 可节约大量新鲜软水, 具有显著的经济效益〔10 〕。郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜, 研究了该纳滤膜对活性艳红、X- 3B 水溶液的分离性能, 结果表明, CA 纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收〔11〕。

　　3 造纸废水处理

　　造纸废水一般含悬浮物( 包括无机和有机的) 较多, 为避免废水污物堵塞薄膜, 减少清洗难度和频率, 不宜直接用一段膜分离法, 最好在膜分离前进行絮凝和常规过滤等预处理。目前对造纸废水的膜分离法的研究已取得实质性进展, 并已开始进入工业化阶段。除抄纸废水( 白水) 用气浮法即可处理外, 膜分离法几乎适用于处理所有的制浆造纸废水( 如机械浆废水、硫酸盐浆漂白碱性废水、涂布废水、亚硫酸盐废液等) , 特别对漂白废水的毒性、色度和悬浮物的去除有明显效果。

　　薛建军等研究用MAE(membrane-assisted electrolysis)单阳膜技术控制造纸黑液的污染。研究表明, MAE 单阳膜技术不但能回收有用的化学品, 还可将黑液的CODCr 从112 000 mg/L 降到2 000 mg/L左右, 具有明显的控制效果〔12〕。F. Zhang 进行了草浆CEH 漂白废水的超滤处理研究, 选用透过相对分子质量分别为3 000(A) 、10 000(B) 、30 000(C) 、60 000(D) 4 种平板PS 膜( 单膜有效面积0.33 cm2, 操作压力0.3 MPa) 进行对比研究, 结果表明, A、C 膜具有较显著的分离效果和膜通量〔13〕。分别以C、A 膜为一、二级联合处理CEH 漂白废水, 膜通量为16.6 L/(m2·h) ,BOD5 去除率为66.0%, CODCr 去除率为85.1%

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