关键词:
有机管式膜
钠电池废水
纺织碱减量废水
硫酸亚铁
摘要:
膜分离技术作为深度水处理技术,在分离、浓缩、提纯等方面应用广泛。其中有机管式超滤膜与中空纤维超滤膜和陶瓷膜相比,具有抗污染性强,能够适应污泥量多的废水,同时生产运行成本低、占地面积小、便于运输等优点。针对有机管式膜在水处理中的应用,具体进行了以下研究:
(1)钠离子电池作为新兴产业,有关其生产工艺的研究较多,但是鲜少见到关于钠电池生产废水处理工艺的研究。因此,本文对普鲁士蓝类钠电池正极废水的预处理工艺进行实验研究,探究最佳处理工艺。最终确定了母液废水采用直接氧化法预处理工艺,即先加入H2O2(1.18倍理论投入量),然后用30 wt%NaOH溶液调pH至9左右,静置30 min,再经过过滤,母液中铁锰元素的去除率分别约为99.93%和99.99%。洗水废水采用“固氰除铁+氧化沉淀+超滤”预处理工艺,即第一阶段采用固氰除铁法,先用30 wt%NaOH溶液调pH至7左右然后加入硫酸亚铁(硫酸亚铁投入量与废水中铁元素质量比为5.2),反应静置30 min。主要去除废水中绝大部分的铁元素和少部分锰元素。在一段处理的基础上再采用氧化沉淀法,先加入H2O2(0.83倍理论投入量),然后用30 wt%NaOH溶液调pH至9,反应静置30 min,再经过有机管式超滤膜在0.20 MPa,膜面流速2.5 m/s条件下过滤,最终铁和锰元素的去除率分别约为99.87%和99.99%。
(2)在碱减量废水处理研究中,直接酸析法不仅需要耗费大量酸,成本高,而且该方法存在许多缺陷,如TA颗粒小,沉降性差等,针对这些缺点,本实验确定了“酸析法+化学混凝+超滤”工艺的方案,旨在通过化学混凝的方式提高TA颗粒度,同时为了降低其他化学药剂的添加,对回收TA的纯度造成影响,引入有机管式膜进行浓缩分离,达到处理碱减量废水并回收TA的目的。通过单因素实验法,确定了最佳工艺:使用硫酸调节pH=4.5,搅拌10min,然后加入0.15%FeSO4、0.12%PAC和0.15%PAM,在80 r/min下震荡5 min,静置1h,然后通过有机管式超滤膜,在跨膜压差0.20 MPa,膜面流速是2.0 m/s过滤,最终产水COD、TA、浊度去除率分别为87.2%、96.6%、99.8%。
(3)膜污染不仅会影响膜通量降低还会导致膜寿命减少,因此通过实验确定了最佳清洗方案,膜通量恢复率可达99.8%。先用800 mg/L氢氧化钠溶液浸泡5h后,用纯水冲洗3~4次,去除表面的污染物和清洗剂,然后用300 mg/L次氯酸钠溶液浸泡3h,最后,用纯水再冲洗3~4次。