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切削液廢水處理振動膜技術

發布時間:2021-9-10 9:19:04  中國污水處理工程網

  切削液廣泛應用于機械加工行業,具有冷卻、潤滑、清洗和防銹等作用,切削液廢水是機械加工工廠的主要污染源,是一種高濃度、難降解工業廢水,具有乳化程度高、化學成分復雜、油類等有機污染物濃度高等特點。

  目前,切削液廢水多采用常規的物化方法結合生化方法處理,切削液廢水經過氣浮隔油→高級氧化→生化,這種常規的技術路線處理工段繁瑣、成本高,處理后的廢液達不到地表排放的要求,且處理過程中會產生大量的氣浮渣及污泥。傳統的膜處理技術則存在膜堵塞快,需頻繁清洗等問題,振動膜是通過振動在膜表面產生高剪切力,可有效阻止顆粒污染物在膜表面沉積,維持較高的過濾速度。本研究提出了一種采用超濾振動膜處理切削液廢水的處理工藝,考察了超濾(UF)振動膜對切屑液廢水的處理效果及膜通量的穩定性。

  1、試驗材料與方法

  1.1 廢水來源及水質

  本次試驗處理對象為深圳某工廠的切削液廢水,原廢水呈灰白色混濁狀,水質情況如表1所示。

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  1.2 主要實驗設備

  本實驗采用香港某公司P型振動膜系統,膜組件為為UF-19型振動膜,為親水性膜,膜組件最小截留分子量為150000,設備的主要參數如表2所示。

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  1.3 實驗方法及流程

  首先用袋式過濾器過濾去除廢水中的細小的鐵、鋁等顆粒雜質,進入進料罐,由進水泵提升進入振動膜系統,經振動膜處理后,分別收集產水和濃水。在一定運行周期內,考察不同壓力、溫度、回收率等條件對膜通量和產水水質的影響。

  試驗流程如圖1所示:

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  2、試驗結果及討論

  2.1 壓力對膜通量和廢水COD去除率的影響

  在進水溫度為30℃條件下,回收率為85%時,每次實驗運行時間為30h,不同壓力下振動膜通量和產水COD的變化情況如圖2所示。

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  由圖2可見,隨著進口壓力的升高膜通量呈逐漸上升趨勢,當壓力為0.4~0.55Mpa時,膜通量增長率曲線斜率較大,說明在該范圍內膜系統的處理能力受到壓力的影響較大。當壓力大于0.55Mpa后,膜通量增長緩慢,主要是由于隨著壓力的增加,凝膠層厚度增加,跨膜阻力也隨之明顯增加。所以在處理切屑液廢水時,操作壓力選擇為0.5~0.55Mpa為最佳壓力。

  COD去除率隨著壓力的增加而呈緩緩上升趨勢,這是因為隨著壓力的增加,凝膠層進一步壓實,從而使凝膠層對COD的截留貢獻增加,進一步提升了COD截留性能。隨著壓力的增加COD去除率增加,但在實際應用中考慮到能耗和膜材質的耐受度,壓力不可能無限增加,故本實驗選擇操作壓力0.5~0.55Mpa為最佳壓力。

  2.2 溫度對膜通量和廢水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,每次實驗運行時間為30h,在操作壓力為0.4MPa、0.5Mpa和0.6Mpa時,分別考察不同進水溫度條件下產水通量變化,結果如圖3所示。

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  由圖3可見,在不同壓力條件下,隨著進水溫度的升高,產水通量隨之升高。進水溫度為50℃和60℃時,產水流量分別比40℃時提高了20%和50%以上。這是由于溫度的升高導致黏度變小,傳質系數增大,促使膜表面溶質向主題運動,減小濃差極化層,從而提高了過濾速度,使膜通量升高。

  2.2.2 進水溫度對廢水COD去除率的影響

  回收率為85%時,每次實驗運行時間為30h,在操作壓力為0.5Mpa時,分別考察不同溫度條件下產水COD去除率變化情況,結果如圖4所示。

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  由圖4可見,隨著進水溫度的升高,產水COD去除率呈下降趨勢,這可能是由于隨著溫度的升高,引起處理料液的化學性質和膜的結構發生了一些變化。

  2.3 回收率對膜通量和產水COD的影響

  在溫度60℃、壓力為0.5MPa條件下,每次實驗運行時間為30h,不同回收率對產水通量和產水COD的影響如圖5所示。

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  由圖5可見,隨著回收率的提高,產水COD去除率變化不大,但產水通量呈逐漸下降趨勢,當回收率超過85%時,產水通量急劇下降,這是由于回收過高導致膜污染速度加快。

  2.4 連續運行數據

  控制回收率為85%、進水溫度60℃、壓力0.5MPa,每運行30h后清洗一次,連續三個周期膜通量及產水水質情況如表3所示。

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  2.5 化學清洗測試性能

  振動膜裝置每連續運行30h后,對振動膜進行清洗,清洗后對膜的通量進行了比較,如表4所示,經過化學清洗后,膜通量基本可以恢復。

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  3、結論

  采用振動膜處理切削液廢水,最佳運行條件為:控制回收率為85%、溫度60℃、壓力0.5MPa,在此條件下,COD去除率81%,油類去除率95%,SS去除率100%。

  被切削液廢水高度濃縮后導致的膜污染,經過化學清洗后,膜通量基本可以恢復。

  通過本次實驗,證明了振動膜用于切削液廢水的預處理的可行性,為該技術工程化推廣應用提供了借鑒。(來源:深圳市深投環?萍加邢薰)

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