聚偏氟乙烯（PVDF）膜在废水中的应用

Posted 2023-01-14 应用

篇首语：勤劳一日，可得一夜安眠；勤劳一生，可得幸福长眠本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了聚偏氟乙烯（PVDF）膜在废水中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

含油废水

我国油田每年产生的污水达2*10⁹-30*10⁹t，采用常规处理方法回注或再利用时，大多达不到水质要求，急需一种易操作、寿命长、过滤精度高的油田采出水的污水处理设备。采用膜分离技术可以解决这一问题，特别是超滤，己经在除油的相关研究中取得了一定的进展，逐渐从实验室走向实际应用阶段。

张奉东等根据低渗油田和特低渗油田的特点，研制出PVDF管式超滤膜，开展室内基础研究，并在江苏台兴油田进行中试和大规模的现场试验。经过处理后，水质标准达到油田回注水A1标准(SY／T5329— 1994)，满足了低渗油田和特低渗油田的注水要求。镇祥华等旧采用截留分子质量为100 k的PVDF超滤膜组件对大庆油田采出水进行了处理，超滤出水中的悬浮物、含油量均低于1．00 mg·L^-1，粒径中值和SRB不能检出，超滤出水水质完全满足油田回注水标准。芦艳等用改性纳米Al₂O₃-PVDF管式膜装置处理含油污水，出水含油质量浓度0．2 mg·L^-1，SS质量浓度为0．2 mg·L^-1，TOC去除率达98．86％，COD和浊度的去除率均达90％以上，粒径中值小于2μm。改性膜处理含油污水的出水指标均高于未改性膜，达到了油田同注水标准。

印染废水

印染废水的处理难点是COD高，可生化性差；色度高、成分复杂、脱色难度大。特别是新型助剂、染料、整理剂等难生物降解的有机物在印染行业被大量使用，致使印染废水中的COD增高、BOD／COD 更低，采用传统印染废水处理工艺，其出水指标难以达到排放标准。而采用膜技术处理印染废水，可取得较好的效果和降低运行成本。

邱滔等采用一体式膜生物反应器处理印染废水前处理废水。试验选择外压式聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜，膜孔径为0．4μm，壁厚为100μm，稳定状态产水量为lO L·h^-1·m^-2。在系统稳定运行期间废水COD去除率t>70％，出水SS质量浓度为0，出水无异味。王文浪等采用水解酸化+MBR工艺处理印染废水，膜组件采用上海应用物理研究所生产的改性PVDF平片膜，有效膜面积为0．6 m²。该系统对浊度去除率几乎达100％，对COD、色度去除率分别达到90％、82％。丛利泽等采用混凝沉淀预处理，膜生物反应器与反渗透膜系统组合工艺处理印染废水具有很好的效果。当原水COD高达2500 mg·L^-1，色度高达10000倍，经该工艺处理后COD降到30 mg·L^-1，NH₃．N质量浓度降到8 mg·L^-1，色度为0，已经达到废水回用标准。

重金属废水

水体重金属污染防治是水污染治理的重要内容，许多技术如化学沉淀、膜分离、离子交换与吸附等已被用于重金属离子的去除，其中膜分离技术具有分离效率高、无相变、节能、操作简便等特点。

宋来洲等应用丙烯酸(AA)、PVDF为主要材料，研制出新型的、具有离子交换性能的聚偏氟乙烯共混改性微滤膜。PVDF膜对Zn(Ⅱ)具有优良的吸附性能。改性膜经吸附／脱附4次循环后，对水体中Zn(Ⅱ)吸附量大于0.005 mg·cm^-2，脱附率超过 95％，具有较好的再生利用性能。同时分析了PVDF 改性膜对水溶液中Cu²⁺的吸附性能，PVDF膜经吸附／脱附4次循环后，对模拟废水中Cu²⁺和城市污水中Cu²⁺的吸附量分别大于0．025 mg·cm^-2和 0．015 mg·cm^-2，脱附率超过95％。杜军等采用自制PVDF膜和商品膜进行了减压膜蒸馏法处理Cr³⁺ 水溶液的实验研究。其膜通量可达40 kg·m^-2．h^-1以上，商品膜的截留率大于90％，自制膜的截留率也在50％以上，其中平均孔径为0．05μm膜，其截留率高80％，显示出这一方法潜在的应用价值，有重金属废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

焦化废水

焦化污水是指在煤的高温干馏、煤气净化及化工产品精制过程中所产生的污水。废水中除含有大量的挥发酚、COD、氰化物、硫化物外，还有高浓度的氨氮及许多难降解的稠环芳烃和杂环化合物，如吲哚、奈、喹啉等，对环境的影响极大，通常还是致癌物质。传统活性污泥法处理焦化废水已经不能满足废水排放要求，其中COD和NH3-N两项指标，很难达到排放标准。膜生物反应器是高效的膜分离技术和传统活性污泥法的结合，与传统生物处理工艺相比具有出水水质好，占地面积少，设备集中，模块化，并具有升级改造的潜力等优点，是一项很有发展前景的工艺。

李筱焕等对膜生物反应器处理焦化废水进行了研究。实验以PVDF中空纤维微滤膜作为膜组件，采用缺氧-好氧-缺氧工艺运行。该系统对COD的去除效率在79．8％～88．7％，平均83．4％。反应器内存在N0_2--N积累的现象，NO_2--N的存在明显影响了反应器出水中COD。NH₃-N的去除效率在93．7％～ 99．0％，平均为96．2％。在好氧阶段存在同时硝化／反硝化(SND)过程。TN的去除效率在72．3％～ 81．6％，平均77．5％。

含酚废水

酚类化合物是重要的化工原料，可用于树脂、染料、医药品、杀菌剂、炸药等，它也常见于有关化工废水中。此外，焦化厂、煤气厂都有严重的含酚废水排出。含酚化合物对环境及人类健康危害很大。含酚废水常见的处理方法有物理化学法、化学处理法、生化处理法等。膜法处理含酚废水是物理化学法的一种，由于其占地面积小、操作简单、不产生二次污染等优点，已受到人们的重视。

周小霞等以PVDF微孔膜为分离膜，采用减压膜蒸馏过程处理含酚废水。进料温度为50℃时，具有最高分离效率(苯酚去除率)和离子截留率。同时，所研究的温度范围(40-80℃)内，苯酚去除率都高于70％；离子截留率都高于99％。实验中，进料电导率在2．7x103μS·cm^-I左右，馏出液电导率为 10～20μS·cm^-1；进料pH接近12．0，馏出液pH在 8．2-9．5。这表明含酚废水通过处理，在馏出液中苯酚能大大降低，废水中的苯酚含量将得到富集，而富集的含酚废水可以进行综合利用。说明该过程具有潜在的应用研究价值。李建生等利用中空纤维膜萃取技术处理废水中高浓度的挥发酚。采用PVDF中空纤维膜，以体积分数50％煤油+体积分数50％磷酸三丁醋(TBP)为萃取剂，对含酚废水进行了膜萃取实验。废水中的酚质量浓度可以从1223 mg·L^-1降低到45 mg·L^-1，去除率达到96％以上。中空纤维膜萃取法处理含酚废水是一种较为有效的方法。