振動膜技術(shù)處理切削液廢水
切削液廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，具有冷卻、潤滑、清洗和防銹的作用。切削液廢水是機(jī)械加工廠的主要污染源，是一種高濃度、難降解的工業(yè)廢水，具有乳化程度高、化學(xué)成分復(fù)雜、油等有機(jī)污染物濃度高等特點(diǎn)。
目前，切削液廢水大多采用常規(guī)物化法結(jié)合生化法處理。切削液廢水采用氣浮隔油→高級氧化→生化處理。這種常規(guī)技術(shù)路線繁瑣，成本高，處理后的廢液達(dá)不到地表排放的要求，處理過程中會產(chǎn)生大量的空氣浮渣和污泥。傳統(tǒng)膜處理技術(shù)存在膜堵塞快、清洗頻繁等問題。振動膜通過振動在膜表面產(chǎn)生高剪切力，可以有效防止顆粒污染物在膜表面沉積，保持較高的過濾速度。提出了超濾振動膜處理切削液廢水的工藝，考察了超濾振動膜對切削液廢水的處理效果和膜通量的穩(wěn)定性。
1.測試材料和方法
1.1廢水來源和水質(zhì)
本試驗(yàn)的處理對象是深圳某廠的切削液廢水。原廢水呈灰色渾濁狀，水質(zhì)見表1。
1.2主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
在本實(shí)驗(yàn)中，使用了香港公司的P型振動膜系統(tǒng)。膜組件為UF-19振動膜，為親水膜。膜組件的較小分子量截止值為150，000。設(shè)備的主要參數(shù)見表2。
1.3實(shí)驗(yàn)方法和過程
先將廢水中的細(xì)小鐵、鋁等顆粒雜質(zhì)經(jīng)袋式過濾器過濾后，進(jìn)入給料池，由進(jìn)水泵提升后進(jìn)入振膜系統(tǒng)，經(jīng)振膜處理后，分別收集產(chǎn)水和濃水。在一定的運(yùn)行周期內(nèi)，考察了不同壓力、溫度、回收率等條件對膜通量和產(chǎn)水水質(zhì)的影響。
測試流程如圖1所示:
2.測試結(jié)果和討論
2.1壓力對廢水膜通量和COD去除率的影響
在進(jìn)水溫度為30℃、回收率為85%的條件下，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時間為30h，不同壓力下膜通量和產(chǎn)出水COD的變化如圖2所示。
從圖2可以看出，隨著入口壓力的增加，膜通量逐漸增加。當(dāng)壓力為0.4~0.55Mpa時，膜通量增長曲線的斜率較大，說明在此范圍內(nèi)壓力對膜系統(tǒng)的處理能力影響較大。當(dāng)壓力大于0.55Mpa時，膜通量增加緩慢，主要是因?yàn)殡S著壓力的增加，凝膠層厚度增加，跨膜阻力也明顯增加。因此，在處理切削液廢水時，0.5～0.55 MPa的操作壓力是首選壓力。
COD的去除率隨著壓力的增加而緩慢增加，因?yàn)殡S著壓力的增加，凝膠層被進(jìn)一步壓實(shí)，使得凝膠層對COD截留的貢獻(xiàn)增加，進(jìn)一步提高了COD截留性能。隨著壓力的增加，COD的去除率增加，但在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到能耗和膜材料的承受能力，壓力不可能無限增加，因此本實(shí)驗(yàn)選擇0.5~0.55Mpa的操作壓力為較好的壓力。
2.2溫度對廢水膜通量和COD去除率的影響
2.2.1溫度對膜通量的影響
回收率為85%時，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時間為30小時。在操作壓力為0.4MPa、0.5Mpa和0.6Mpa時，分別考察了不同入口溫度下水通量的變化。結(jié)果如圖3所示。
從圖3可以看出，在不同壓力條件下，隨著進(jìn)水溫度的升高，產(chǎn)水通量會增加。當(dāng)進(jìn)水溫度為50℃和60℃時，產(chǎn)水流量比40℃時分別增加20%和50%以上。這是因?yàn)闇囟壬邔?dǎo)致粘度降低，傳質(zhì)系數(shù)增大，促進(jìn)膜表面溶質(zhì)向主題移動，減少濃差極化層，從而提高過濾速度和膜通量。
2.2.2進(jìn)水溫度對廢水COD去除率的影響
當(dāng)回收率為85%，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時間為30小時，操作壓力為0.5Mpa時，分別考察不同溫度條件下產(chǎn)出水COD去除率的變化，結(jié)果如圖4所示。
從圖4可以看出，隨著進(jìn)水溫度的升高，采出水COD去除率呈下降趨勢，這可能是由于溫度升高，處理后的料液化學(xué)性質(zhì)和膜結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化。
2.3采收率對采出水膜通量和COD的影響
溫度60℃，壓力0.5MPa，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時間30小時，不同采收率對產(chǎn)水通量和COD的影響如圖5所示。
從圖5可以看出，隨著采收率的增加，采出水COD去除率變化不大，但采出水通量呈逐漸下降趨勢。當(dāng)回收率超過85%時，產(chǎn)水通量急劇下降，這是由于高回收率導(dǎo)致膜污染速率加快。
2.4連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)
回收率85%，進(jìn)水溫度60℃，壓力0.5MPa，每運(yùn)行30小時清洗一次。三個連續(xù)循環(huán)的膜通量和產(chǎn)出水質(zhì)量如表3所示。
2.5化學(xué)清洗測試性能
振膜裝置連續(xù)運(yùn)行30小時后，對振膜進(jìn)行清洗。清洗后，比較膜通量。如表4所示，化學(xué)清洗后膜通量基本可以恢復(fù)。
3.結(jié)論
振動膜用于處理切削液廢水。最佳操作條件為:控制回收率85%，溫度60℃，壓力0.5MPa，在此條件下，COD去除率為81%，油去除率為95%，SS去除率為100%。
高濃度切削液廢水造成的膜污染，經(jīng)過化學(xué)清洗后基本可以恢復(fù)。
通過實(shí)驗(yàn)，證明了振動膜預(yù)處理切削液廢水的可行性，為該技術(shù)的工程推廣應(yīng)用提供了參考。(來源:深圳市深投環(huán)?？萍加邢薰?
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