油轮污水污染PVDF超滤膜的化学清洗实验研究

时间:2017-10-27 14:39:00 来源:本网 添加人:admin

  染后的纳米Ti2改性PVDF超滤膜的清洗效果进行分析,得出最优良的清洗剂以及使用浓度。结果显示:超滤膜经NaOH溶液后膜颜色发生明显变化,膜颜色变为浅粉色且随着浓度加变色程度越深,而经OP-10、LAS、AES浸泡清洗后,超滤膜颜色不变,四种方式的膜通量恢复率最高分别是NaOH为98.412%、OP-10为99.893%、LAS为97.471%、AES为94.276%,可见其中OP-10的平均恢复率最高,最适宜wt%在0.20%左右。

  通讯作者:王北福(1974-),男,博士,浙江海洋大学石化与能源工程学院。

  聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种优良的有机高分子材料,其具有稳定的机械性能,良好的耐腐蚀性、耐热性。因而在油轮污水处理上得到广泛应用。但由于PVDF表面能低,制备出来的分离膜亲水性差,有极强的憎水性,在膜分离过程中,容易受到污染从而使膜的产水量降低。在后期使用中人们也发现膜污染问题是制约膜技术发展的一个重要瓶颈,其不仅仅导致了通量下降,而且加了清洗维护成本,影响系统使用寿命。有数据显示,膜清洗与更换成本占系统运行成本的50%.,占系统总成本的30%.因此研究一种有效的清洗方式就显得格外重要,膜清洗方法有:水力清洗,曝气清洗,超声清洗,化学清洗等。

  本设置跨膜压差在0.1MPa下,纯水经超滤杯流过PVDF膜,最终流入量筒中。计算膜的纯水通量。按公。

  分析可知,当NaOH的浓度低于0.40%时,清洗效果还不如清水冲洗;而当浓度篼于1.00%时,NaOH则会破坏起滤膜的孔径,使得孔隙度增加,水通量呈现增大趋势。

  取同一批次生产的纳米TiO2改性PVDF起滤膜一张,改用OP-10作为清洗剂,得到。可见随着OP-10质量浓度的增加,膜通量的恢复率先增加后减少;在0.40%时,膜通量的恢复率最篼,为99.893%;而在篼于0.80%时,膜通量恢复率低于92.886%.范围内时,才有较好的清洗效果,且膜通量恢复率没有起过100%,由此可得OP-10并不会破坏起滤膜的孔隙结构。

  质量浓度取同一批次生产的纳米TiO2改性PVDF起滤膜一张,改用LAS作为清洗剂,得到。可见随着LAS质量浓度的增加,膜通量的恢复率在逐渐减少;在0.20%时,膜通量的恢复率最篼,为97.471%;而在质量浓度大于0.80%时,膜通量恢复率小于90.334%.分析可知,同样地LAS清洗过后膜通量的恢复率也没有起过100%,由此可得出LAS不会破坏起滤膜的孔隙。在浓度为0.20%的时候,才能发挥LAS最佳的清洗效果,膜通量恢复率为97.471%.取同一批次生产的纳米TiO2改性PVDF起滤膜一张,改用AES作为清洗剂,得到。可见随着AES质量浓度的增加,膜通量的恢复率先增加后减少;在0.80%时,膜通量的恢复率最篼,为94.276%;其余浓度的膜通量恢复率均小于93%,小于在清水中冲洗的恢复率。

  分析可知,能发挥AES最佳的清洗效果的浓度大约在0.80%.左右,同样地AES也不会破坏起滤膜的孔隙。

  随后分析每种洗涤剂用于清洗起滤膜后的膜通量恢复率,可得OP-10溶剂相比较其他溶剂,无论是何种质量浓度,其膜通量恢复率均大于其他溶液,且不起过100%. 2膜清洗前后颜色变化分析在一张新膜未做任何处理之前,膜的颜色为纯白色。随后记录在1.4膜通量恢复率检测实验中将四种不同的洗涤剂清洗后起滤膜的颜色,并与国际标准色卡比对得到表1.表1超滤膜清洗后颜色变化记录表溶液浓度NaOH清洗后OP-10清洗后LAS清洗后AES清洗后浅粉色纯白浅粉色纯白粉色纯白粉色纯白深红色纯白(下转第165页)国家环境保护总局。污水综合排放标准。北京:中国标准出版社,1998.项玉婷。高COD含油污水处理技术研究。中国石油大刘刚,胡文胜。油气田污染物处理方法初探。天然气与石周洪洋。炭基吸附剂处理油田含油污水的研究。青岛:中国海洋大学,2009:1.赵瑞华,商平,季民。活性炭去除油田废水中CODcr的研究。石化技术与应用,2007,25(6):542-543.马海燕,倪吾钟。活性炭纤维的性能及其在环境卫生中的应用。广东微量元素科学,2003,(4):赵瑞华,商平,季民。超声波改性沸石去除油田废水COD的实验研究。天津科技大学学报,2008,23(30):张锁兵,马自俊,丁唯等。油田采油污水处理用絮凝剂研究进展。内蒙古石油化工,2010,(6):83.陈志莉,叶茂平。含油污水处理絮凝剂的选用研究。环境杨小丽,雷明光,雷善义等。絮凝剂对悬浮物沉降和过滤性能的影响。四川化工,2005,(1):张志刚。印染废水处理与回用技术研究。河北建筑工程卢徐节,张淼佳,韩丽。复合混凝剂在活性染料废水中的代莎莎,刘建广,宋武昌等。臭氧氧化法在深度处理难降解有机废水中的应用。水科学与工程技术,2007,(2):24.卢宁川,府灵敏。臭氧处理印染废水的方法研究。江苏环赵东风,路帅,陆晓华。炼油污水深度处理回用中试研究。重庆环境科学,2003,(12):顾夏声。水处理微生物学(第三版)。北京:中国建筑工业出版社,1998:37.刘涛,包木太,李希明等。油田污水处理工艺中COD的去除研究进展。化工进展,2009,(11):郝超磊,宣美菊,宋有文等。厌氧-好氧工艺在含油废水生化处理中的应用。油气田环境保护,2005,(1):21-23.姜瑞,于振波,李晶等。生物接触氧化法的研究现状分析。环境科学与管理,2013,(5):沈耀良。固定化微生物污水处理技术北京:化学工业出版社,2002.丁晓玲,贾春宁。生物接触氧化工艺处理难降解有机废水的研究。水处理技术,2005,(7):(上接第162页)对照2.1的分析可知,当NaOH溶液作为洗涤剂时,若清洗后超滤膜的颜色变为深红色,那么其膜通量恢复率将超本文通过对比的实验方法,得到:NaOH溶液作为纳米Ti2改性PVDF超滤平板膜的洗涤剂时,应注意质量浓度的控制,当质量浓度高于1.00%时,反而会破坏超滤膜原有的结构特性,从而影响其处理污水的效果与使用寿命;剂中OP-10的清洗效果最佳,能去除残留在膜表面的绝大多数污染物质,使得膜通量恢复率接近100%,最适宜的质量浓度在0.40/.左右,此时膜通量的恢复率达到99.893%;另外两种表面活性剂的效果不如OP-10溶液,但其也有最适宜的质量浓度:LAS在质量浓度为0.20./.左右时,膜通量恢复率能达到最高,本实验中其值为97.471%;AES在质量浓度为0.80%左右时,膜通量恢复率能达到最高,本实验中其值为94.276%.在使用NaOH溶液作为洗涤剂时,判断配置的浓度是否合理有效,清洗是否完全或者过头的方法是观察清洗之后膜的颜色变化,若变为浅粉色则表明清洗的不完全;若变为深红色则表明溶液浓度过高,已经影响到了膜孔的结构与膜处理污水的性能,应降低NaOH的质量浓度。

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