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改性膜共混膜复合膜同时处理含油废水的对比介绍

日期:2019-11-12 11:16来源:贵阳水处理设备
复合膜
 
  由于单一膜存在制膜工艺复杂、膜的重复性差、制备小孔径膜困难、质脆柔韧性差、成本高等缺点,因此研究者们将2种单一膜复合在一起,使其同时具备2种或多种单一膜的优点。目前国内外研究的复合膜主要是有机-无机复合膜。常用的无机材料主要有TiO2、SiO2、Al2O3等,常用的有机材料主要有聚砜、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚乙烯和聚乙烯吡咯烷酮。张裕卿等报道了聚砜-Al2O3复合膜处理油田含油污水,复合膜的截油率可达90%,出水满足油田回注水标准,而且复合膜经过清洗后,水渗透通量能回复到原始通量的85%。王枢等采用界面聚合法对PVDF超滤膜进行表面改性,制备出了具有抗污染的聚酰胺/聚乙烯醇复合超滤膜,在复合膜水通量为190L/(m2·h)时,复合膜的截油率可达98.5%以上,出水含油量小于1.6mg/L,膜性能均优于单一的PVDF膜。吴春金等以混合醋酸纤维素微孔膜为支撑膜制备了聚乙烯醇复合超滤膜,对模拟含油污水的处理实验结果表明,该复合膜的截油率可达90%以上,且具有良好的耐油污染性能。Lu等采用相转化法制备出了管式Al2O3-PVDF复合超滤膜,并将其用于处理大庆油田含油水,结果表明,出水含油量和悬浮固体含量均低于1mg/L,化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)的去除率分别为90%和98%以上,而且清洗后的膜通量恢复率可达100%。Ong等以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,以TiO2和聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,制备了PVDF-PVP-TiO2复合超滤膜,当PVDF膜中TiO2的质量分数为2%时,该复合膜的性能最佳,膜通量可达70.48L/(m2·h),截油率更是高达99.7%,但是当含油量由从250mg/L增大到1000mg/L时,膜通量下降较快。
 
  改性膜
 
  目前国内外常用的超滤膜改性方法主要有膜表面改性法和膜材料改性法。膜表面改性主要通过膜表面的物理改性和化学改性来实现,而膜材料改性则是通过向超滤膜铸膜液中添加高分子材料或小分子无机粒子以及膜材料本体的化学改性来实现。通过改性处理,可以使超滤膜具有更好的抗污染性,增大膜的使用寿命。芦艳等采用膜材料改性法制备了改性PVDF超滤膜,并用制备的PVDF超滤膜处理含油污水,出水含油量和悬浮固体含量均为0.2mg/L,粒径中值也小于2μm,出水水质满足油田回注水要求。竺柏康等向PVDF/PVP体系中添加TiO2和Al2O32种无机纳米颗粒,制备出了改性PVDF平板超滤膜,当纳米颗粒总含量为3%,Al2O3与TiO2质量比为1∶2时,改性PVDF平板超滤膜性能最好,出水悬浮物含量低于0.4mg/L,石油烃类含量小于0.5mg/L,COD值在60~70mg/L,达到国家污水排放标准。吕慧等采用无机纳米改性PVDF超滤膜处理大庆油田采油废水,在操作压力为0.1MPa,处理温度为40℃时,处理后的出水中含油量小于1.0mg/L,悬浮物含量小于0.4mg/L,COD去除率为80%~94%,TOC去除率在90%以上。徐俊等采用改性的PVDF膜处理大庆油田含油污水,在膜面流速为4.5m/s,跨膜压差为0.2MPa,温度为(37±0.5)℃的最佳运行条件下,出水水质可达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》(SY/T5329—94)的A1级标准。Abdolhamid等用改性PES中空纤维超滤膜处理工业含油废水,截油率可达98.5%,悬浮固体去除率也可达98.2%。Chakrabarty等以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PEG)为添加剂,制备出了亲水性强,孔隙度高的改性PSf超滤膜,实验进行了12种改性PSf超滤膜处理含油污水,结果表明,每种改性PSf超滤膜的截油率都能达到90%以上,都可以达到污水排放标准。
共混膜
 
  国内关于共混超滤膜制备和表征的文献较多,潘学杰、于兰哲、王新、赵津礼、赵后昌等人都报道了相关共混超滤膜的制备和表征,但共混超滤膜用于含油污水处理的文献报道则很少,仅赵文敏等报道了PVDF/PAN共混超滤膜处理自制乳化油污水,国外则有共混超滤膜处理含油污水的文献报道。Martin报道了PVDF/PC(聚碳酸酯)共混膜过滤油水乳状液,并分析了聚碳酸酯含量对PVDF/PC共混膜结构、亲水性和功能的影响,实验结果表明,当PVDF/PC共混膜中PC的质量分数为20%时,共混膜的性能最优,此时共混膜的原始渗透通量可达28.59L/(m2·h),极限渗透通量为22.11L/(m2·h),截油率更是高达97.8%。Abdolhamid等运用一种干喷湿纺工艺,利用相转化法制备了PES/PAN共混中空纤维超滤膜,通过实验研究发现,PES与PAN的质量比为3∶1时,共混膜的机械强度和分离效果最好,用此条件下的共混膜处理含油污水,COD的去除率为80.6%,TOC的去除率为89.3%,悬浮固体的去除率可达100%,除油率也高达99.7%,出水水质满足含油污水排放标准。Martin等[27]磺化聚碳酸酯(SPC)/PVDF共混超滤膜处理乳化含油污水,截油率可达96.63%以上。www.gymmscl.com
 

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