加载絮凝—超滤—反渗透处理电镀废水中试研究

发布时间：2020-05-13 16:52

【摘要】：印制电路板(PCB)废水含有高浓度的重金属离子和较低浓度的COD、NH4+-N。采用加载絮凝-超滤-反渗透工艺处理PCB废水,使其可以达标排放。进行小试预处理工艺优化并应用于中试系统研究。为延长膜系统使用周期,提高系统稳定性,研究了膜污染及其控制方法。首先,进行了加载絮凝预处理中试优化研究,获得最佳的工艺参数为:沉淀 pH1=10.5、混凝 pH2=9.5、PAC=10mg/L、PAM=1.0mg/L、回流污泥量占处理水量的47%;三级搅拌速度分别为250r/min、150 r/min、50r/min;三级搅拌时间分别为6min、8min、4min;其对应的速度梯度G分别为144.0、72.4、16.5 s-1,GT值分别为51840、36192、3960。中试预处理出水水质平稳。污泥回流与不进行污泥回流时相比,浊度减小了 9.8NTU,Cu2+浓度降低了 0.72mg/L,Ni2+浓度降低了约0.53 mg/L。出水中95%的颗粒平均粒径为2.09 μm,即95%的颗粒可被超滤膜过滤掉。其次,预处理出水进入到超滤-反渗透系统中,对比分析了两种超滤膜(平板陶瓷膜和中空纤维膜)的运行状况和出水水质以及反渗透膜串联与并联模式下的脱盐率。经平板陶瓷膜处理后,出水Cu2+、Ni2+浓度分别为0.034、0.029mg/L,去除率分别为87.2%、86.9%;中空纤维膜出水中Cu2+、Ni2+浓度分别为0.025、0.022 mg/L,去除率分别为90.7%、90.1%;对COD、NH4+-N的去除效果相差不大,出水浓度分别为46、7.55 mg/L。二者出水都达标,中空纤维膜对污染物质去除效果较好。反渗透膜串、并联回收率分别为64%、80%的情况下,串联模式的脱盐率为97.6%,而并联模式的脱盐率为97.06%,串联模式脱盐效果优于并联模式,但是串联膜滤水量较大,稳定性比并联模式差。优化后的PCB废水处理系统运行稳定。最后,为了膜系统的稳定运行,进行了膜的扫描电镜和能谱分析。结果发现:有机物造成了平板陶瓷膜的不可逆污染,无机物造成了中.空纤维膜的不可逆污染。对膜的化学清洗方式研究发现,平板陶瓷膜和中空纤维膜的最优化学清洗方式都为:先碱洗(NaOH+NaClO,0.20%(W/V)),后酸洗(HCl+EDTA,0.25%(W/V)),跨膜压差恢复率分别为97%、98%。经过五次化学清洗,平板陶瓷膜的TMP恢复率由96.6%变成了 73.8%,运行时间由108 h缩短为76.8 h,在此过程中总的运行时间为571 h;中空纤维膜的TMP恢复率由97.7%变成了81%,运行时间由122 h缩短为86 h,总的运行时间为609 h。由膜污染模型分析发现:中间堵塞模型和滤饼层堵塞模型都适用于平板陶瓷膜,而只有中间堵塞模型适用于中空纤维膜,但是平板膜运行初期滤饼层尚未形成,模型拟合结果并不完全符合实际情况。由串联阻力模型可知,平板陶瓷膜膜孔堵塞和吸附阻力最大,占总阻力的60.28%,其次是滤饼层阻力,约占20.67%。
【图文】：

示意图,模型,示意图,滤过

为了使超滤膜得到优化，应尽量使膜表面的孔隙率高，孔径分布窄。这些方逡逑程描述的膜通量与溶质的性质无关。逦？逡逑２．堵塞模型逡逑随着污染的产生，膜分离过程归为标准滤过、完全堵塞滤过、中间堵塞滤过、逡逑附着层滤过［６４］。恒压模式下的数学模型如式（１－４）所示，恒流模式下的数学模逡逑型［６４１如式（１－５）所示。逡逑Ｋ）”逦式（卜４）．逡逑＾邋＝逦逦式（１－５）逡逑图１．１为堵塞模型示意图。当ｎ＝０时，为滤饼堵塞过滤；当ｎ＝ｌ时，为中间逡逑堵塞过滤；当ｎ＝２时，为完全堵塞过滤；当ｎ＝１．５时，为标准堵塞过滤。逡逑

示意图,传质阻力,示意图,改变原料

图１－２膜的各种传质阻力示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｍａｓｓ邋ｔｒａｎｓｆｅｒ邋ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑治逡逑会产生膜通量或跨膜压差的变化，即膜被不同的不同，采取相应的措施。然而，膜的污染现种方法解决各种膜污染问题。只能通过料液的选取办法减轻膜的污染程度［５２＿５８］。常用的膜处理逡逑原料液中投加某些物质，改变原料液的性质或、加配合剂、活性炭吸附、调节ｐＨ等处理ｔ％，９逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X781.1

【参考文献】