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油輪污水污染PVDF超濾膜的化學清洗實驗研究

技術應用 | 來源:本網 | 發布日期:2017-10-27 查看次數:869

核心提示:  染后的納米Ti2改性PVDF超濾膜的清洗效果進行分析,得出優良的清洗劑以及使用濃度。結果顯示:超濾膜經NaOH溶液后膜顏色發生明顯變化,膜顏色變為淺粉色且隨著濃度加變色程度越深,而經OP-10、LAS、AES浸泡清洗后,超濾膜顏色不變,四種方式的膜通量恢復率高分別是NaOH為98.412、OP-10為99.893、LAS為97.471、AES為94.276,可見其中OP-10的平均

  染后的納米Ti2改性PVDF超濾膜的清洗效果進行分析,得出最優良的清洗劑以及使用濃度。結果顯示:超濾膜經NaOH溶液后膜顏色發生明顯變化,膜顏色變為淺粉色且隨著濃度加變色程度越深,而經OP-10、LAS、AES浸泡清洗后,超濾膜顏色不變,四種方式的膜通量恢復率最高分別是NaOH為98.412%、OP-10為99.893%、LAS為97.471%、AES為94.276%,可見其中OP-10的平均恢復率最高,最適宜wt%在0.20%左右。

  通訊作者:王北福(1974-),男,博士,浙江海洋大學石化與能源工程學院。

  聚偏氟乙烯(PVDF)作為一種優良的有機高分子材料,其具有穩定的機械性能,良好的耐腐蝕性、耐熱性。因而在油輪污水處理上得到廣泛應用。但由于PVDF表面能低,制備出來的分離膜親水性差,有極強的憎水性,在膜分離過程中,容易受到污染從而使膜的產水量降低。在后期使用中人們也發現膜污染問題是制約膜技術發展的一個重要瓶頸,其不僅僅導致了通量下降,而且加了清洗維護成本,影響系統使用壽命。有數據顯示,膜清洗與更換成本占系統運行成本的50%.,占系統總成本的30%.因此研究一種有效的清洗方式就顯得格外重要,膜清洗方法有:水力清洗,曝氣清洗,超聲清洗,化學清洗等。

  本設置跨膜壓差在0.1MPa下,純水經超濾杯流過PVDF膜,最終流入量筒中。計算膜的純水通量。按公。

  分析可知,當NaOH的濃度低于0.40%時,清洗效果還不如清水沖洗;而當濃度篼于1.00%時,NaOH則會破壞起濾膜的孔徑,使得孔隙度增加,水通量呈現增大趨勢。

  取同一批次生產的納米TiO2改性PVDF起濾膜一張,改用OP-10作為清洗劑,得到。可見隨著OP-10質量濃度的增加,膜通量的恢復率先增加后減少;在0.40%時,膜通量的恢復率最篼,為99.893%;而在篼于0.80%時,膜通量恢復率低于92.886%.范圍內時,才有較好的清洗效果,且膜通量恢復率沒有起過100%,由此可得OP-10并不會破壞起濾膜的孔隙結構。

  質量濃度取同一批次生產的納米TiO2改性PVDF起濾膜一張,改用LAS作為清洗劑,得到。可見隨著LAS質量濃度的增加,膜通量的恢復率在逐漸減少;在0.20%時,膜通量的恢復率最篼,為97.471%;而在質量濃度大于0.80%時,膜通量恢復率小于90.334%.分析可知,同樣地LAS清洗過后膜通量的恢復率也沒有起過100%,由此可得出LAS不會破壞起濾膜的孔隙。在濃度為0.20%的時候,才能發揮LAS最佳的清洗效果,膜通量恢復率為97.471%.取同一批次生產的納米TiO2改性PVDF起濾膜一張,改用AES作為清洗劑,得到。可見隨著AES質量濃度的增加,膜通量的恢復率先增加后減少;在0.80%時,膜通量的恢復率最篼,為94.276%;其余濃度的膜通量恢復率均小于93%,小于在清水中沖洗的恢復率。

  分析可知,能發揮AES最佳的清洗效果的濃度大約在0.80%.左右,同樣地AES也不會破壞起濾膜的孔隙。

  隨后分析每種洗滌劑用于清洗起濾膜后的膜通量恢復率,可得OP-10溶劑相比較其他溶劑,無論是何種質量濃度,其膜通量恢復率均大于其他溶液,且不起過100%. 2膜清洗前后顏色變化分析在一張新膜未做任何處理之前,膜的顏色為純白色。隨后記錄在1.4膜通量恢復率檢測實驗中將四種不同的洗滌劑清洗后起濾膜的顏色,并與國際標準色卡比對得到表1.表1超濾膜清洗后顏色變化記錄表溶液濃度NaOH清洗后OP-10清洗后LAS清洗后AES清洗后淺粉色純白淺粉色純白粉色純白粉色純白深紅色純白(下轉第165頁)國家環境保護總局。污水綜合排放標準。北京:中國標準出版社,1998.項玉婷。高COD含油污水處理技術研究。中國石油大劉剛,胡文勝。油氣田污染物處理方法初探。天然氣與石周洪洋。炭基吸附劑處理油田含油污水的研究。青島:中國海洋大學,2009:1.趙瑞華,商平,季民。活性炭去除油田廢水中CODcr的研究。石化技術與應用,2007,25(6):542-543.馬海燕,倪吾鐘。活性炭纖維的性能及其在環境衛生中的應用。廣東微量元素科學,2003,(4):趙瑞華,商平,季民。超聲波改性沸石去除油田廢水COD的實驗研究。天津科技大學學報,2008,23(30):張鎖兵,馬自俊,丁唯等。油田采油污水處理用絮凝劑研究進展。內蒙古石油化工,2010,(6):83.陳志莉,葉茂平。含油污水處理絮凝劑的選用研究。環境楊小麗,雷明光,雷善義等。絮凝劑對懸浮物沉降和過濾性能的影響。四川化工,2005,(1):張志剛。印染廢水處理與回用技術研究。河北建筑工程盧徐節,張淼佳,韓麗。復合混凝劑在活性染料廢水中的代莎莎,劉建廣,宋武昌等。臭氧氧化法在深度處理難降解有機廢水中的應用。水科學與工程技術,2007,(2):24.盧寧川,府靈敏。臭氧處理印染廢水的方法研究。江蘇環趙東風,路帥,陸曉華。煉油污水深度處理回用中試研究。重慶環境科學,2003,(12):顧夏聲。水處理微生物學(第三版)。北京:中國建筑工業出版社,1998:37.劉濤,包木太,李希明等。油田污水處理工藝中COD的去除研究進展。化工進展,2009,(11):郝超磊,宣美菊,宋有文等。厭氧-好氧工藝在含油廢水生化處理中的應用。油氣田環境保護,2005,(1):21-23.姜瑞,于振波,李晶等。生物接觸氧化法的研究現狀分析。環境科學與管理,2013,(5):沈耀良。固定化微生物污水處理技術北京:化學工業出版社,2002.丁曉玲,賈春寧。生物接觸氧化工藝處理難降解有機廢水的研究。水處理技術,2005,(7):(上接第162頁)對照2.1的分析可知,當NaOH溶液作為洗滌劑時,若清洗后超濾膜的顏色變為深紅色,那么其膜通量恢復率將超本文通過對比的實驗方法,得到:NaOH溶液作為納米Ti2改性PVDF超濾平板膜的洗滌劑時,應注意質量濃度的控制,當質量濃度高于1.00%時,反而會破壞超濾膜原有的結構特性,從而影響其處理污水的效果與使用壽命;劑中OP-10的清洗效果最佳,能去除殘留在膜表面的絕大多數污染物質,使得膜通量恢復率接近100%,最適宜的質量濃度在0.40/.左右,此時膜通量的恢復率達到99.893%;另外兩種表面活性劑的效果不如OP-10溶液,但其也有最適宜的質量濃度:LAS在質量濃度為0.20./.左右時,膜通量恢復率能達到最高,本實驗中其值為97.471%;AES在質量濃度為0.80%左右時,膜通量恢復率能達到最高,本實驗中其值為94.276%.在使用NaOH溶液作為洗滌劑時,判斷配置的濃度是否合理有效,清洗是否完全或者過頭的方法是觀察清洗之后膜的顏色變化,若變為淺粉色則表明清洗的不完全;若變為深紅色則表明溶液濃度過高,已經影響到了膜孔的結構與膜處理污水的性能,應降低NaOH的質量濃度。


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