热致相分离法PVDF中空纤维膜在钢铁废水中的应用
钢铁工业是我国工业发展的基础产业,但同时也是用水大户和废水排放大户。实现钢铁工业废水的资源化、提高水的循环利用率,是解决水资源短缺的一个有效途径。膜分离技术是20世纪50年代开始发展起来的一种新型分离技术,近年来,膜分离技术和传统处理工艺结合的膜集成技术被用于钢铁工业废水的回用,它有效地解决了污水回用的深度处理,对钢铁工业的发展起着重要作用。 本课题选用赛诺膜公司热致相分离法(Tips)制备的SMT600系列聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜组件,研究了该种超滤膜在首都迁钢和唐山国丰两家钢铁公司的废水回用中的性能。首先对膜的性能进行考察,主要包括观测膜的表面形貌,测试断裂伸长率及膜对污染物的截留效果和膜的清洗效果。膜丝的扫描电镜照片表明,膜表面孔径均一,开孔率高,整个断面为均一的海绵体结构。膜丝的断裂伸长率实验表明,Tips中空纤维膜具有很好的耐氧化性和耐酸碱性。截留率实验表明,对外径为0.1μm的聚苯乙烯微球的截留率可以达到99％以上。膜污染与清洗实验结果表明,经过清洗,膜可以恢复到初始状态。 对于首钢迁钢公司的冷轧废水处理工艺,我们采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件 SMT600-P50,建立了超滤膜回用系统,对冷轧废水进行超滤深度处理,并回用作厂内脱盐补充水。整个系统共有三套膜组件,每套有58支膜。长期运行的数据表明,系统运行稳定,产水的SDI15小于2.0,浊度小于0.05NTU,能有效保护后续反渗透(RO)系统的运行。跨膜压差维持在25~50kPa,运行六个月后跨膜压差增长至100kPa。化学清洗后跨膜压差能够恢复至初始状态,并且产水通量稳定。对TOC的去除率可以达到60%以上。 唐山国丰钢铁公司由于原来膜组件在运行18个月以后陆续出现端头密封胶大量开裂、断丝等现象。采用压力式PVDF膜组件SMT600-P30替换出现问题的原组件。运行控制参数与原 Memcor膜系统保持一致,运行周期为30min,包括27min的制水和3min的物理清洗(空气擦洗、反洗与正冲)。运行期间产水浊度始终在0.08NTU以下,SDI值均小于3,对TOC去除率高达60%,说明更换的超滤膜组件产水水质稳定,满足后续反渗透系统的进水要求。 SMT600系列聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件在首钢迁钢公司和唐山国丰钢铁公司的废水回用中的运行情况表明,集成膜技术在钢铁行业的回用中有效解决了废水的深度处理问题,赛诺膜公司的超滤膜在运行过程中性能稳定,产水水质也满足后续系统的进水要求,为国产超滤膜的发展和在钢铁行业中的应用起到了很大的推动作用。
钢铁工业;废水处理;热致相分离法;聚偏氟乙烯中空纤维膜
中国海洋大学
硕士
应用化学
苏保卫
2014
中文
X703.1;X757
61
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）