切削液廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，具有冷卻、潤滑、清洗和防銹等作用，切削液廢水是機(jī)械加工工廠的主要污染源，是一種高濃度、難降解工業(yè)廢水，具有乳化程度高、化學(xué)成分復(fù)雜、油類等有機(jī)污染物濃度高等特點(diǎn)。
目前，切削液廢水多采用常規(guī)的物化方法結(jié)合生化方法處理，切削液廢水經(jīng)過氣浮隔油→高級(jí)氧化→生化，這種常規(guī)的技術(shù)路線處理工段繁瑣、成本高，處理后的廢液達(dá)不到地表排放的要求，且處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣浮渣及污泥。傳統(tǒng)的膜處理技術(shù)則存在膜堵塞快，需頻繁清洗等問題，振動(dòng)膜是通過振動(dòng)在膜表面產(chǎn)生高剪切力，可有效阻止顆粒污染物在膜表面沉積，維持較高的過濾速度。本研究提出了一種采用超濾振動(dòng)膜處理切削液廢水的處理工藝，考察了超濾(UF)振動(dòng)膜對(duì)切屑液廢水的處理效果及膜通量的穩(wěn)定性。
1、試驗(yàn)材料與方法
1.1 廢水 >
本次試驗(yàn)處理對(duì)象為深圳某工廠的切削液廢水，原廢水呈灰白色混濁狀，水質(zhì)情況如表1所示。
1.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
本實(shí)驗(yàn)采用香港某公司P型振動(dòng)膜系統(tǒng)，膜組件為為UF-19型振動(dòng)膜，為親水性膜，膜組件最小截留分子量為150000，設(shè)備的主要參數(shù)如表2所示。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法及流程
首先用袋式過濾器過濾去除廢水中的細(xì)小的鐵、鋁等顆粒雜質(zhì)，進(jìn)入進(jìn)料罐，由進(jìn)水泵提升進(jìn)入振動(dòng)膜系統(tǒng)，經(jīng)振動(dòng)膜處理后，分別收集產(chǎn)水和濃水。在一定運(yùn)行周期內(nèi)，考察不同壓力、溫度、回收率等條件對(duì)膜通量和產(chǎn)水水質(zhì)的影響。
試驗(yàn)流程如圖1所示：
2、試驗(yàn)結(jié)果及討論
2.1 壓力對(duì)膜通量和廢水COD去除率的影響
在進(jìn)水溫度為30℃條件下，回收率為85%時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間為30h，不同壓力下振動(dòng)膜通量和產(chǎn)水COD的變化情況如圖2所示。
由圖2可見，隨著進(jìn)口壓力的升高膜通量呈逐漸上升趨勢(shì)，當(dāng)壓力為0.4~0.55Mpa時(shí)，膜通量增長率曲線斜率較大，說明在該范圍內(nèi)膜系統(tǒng)的處理能力受到壓力的影響較大。當(dāng)壓力大于0.55Mpa后，膜通量增長緩慢，主要是由于隨著壓力的增加，凝膠層厚度增加，跨膜阻力也隨之明顯增加。所以在處理切屑液廢水時(shí)，操作壓力選擇為0.5~0.55Mpa為最佳壓力。
COD去除率隨著壓力的增加而呈緩緩上升趨勢(shì)，這是因?yàn)殡S著壓力的增加，凝膠層進(jìn)一步壓實(shí)，從而使凝膠層對(duì)COD的截留貢獻(xiàn)增加，進(jìn)一步提升了COD截留性能。隨著壓力的增加COD去除率增加，但在實(shí)際應(yīng)用中考慮到能耗和膜材質(zhì)的耐受度，壓力不可能無限增加，故本實(shí)驗(yàn)選擇操作壓力0.5~0.55Mpa為最佳壓力。
2.2 溫度對(duì)膜通量和廢水COD去除率的影響
2.2.1 溫度對(duì)膜通量的影響
回收率為85%時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間為30h，在操作壓力為0.4MPa、0.5Mpa和0.6Mpa時(shí)，分別考察不同進(jìn)水溫度條件下產(chǎn)水通量變化，結(jié)果如圖3所示。
由圖3可見，在不同壓力條件下，隨著進(jìn)水溫度的升高，產(chǎn)水通量隨之升高。進(jìn)水溫度為50℃和60℃時(shí)，產(chǎn)水流量分別比40℃時(shí)提高了20%和50%以上。這是由于溫度的升高導(dǎo)致黏度變小，傳質(zhì)系數(shù)增大，促使膜表面溶質(zhì)向主題運(yùn)動(dòng)，減小濃差極化層，從而提高了過濾速度，使膜通量升高。
2.2.2 進(jìn)水溫度對(duì)廢水COD去除率的影響
回收率為85%時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間為30h，在操作壓力為0.5Mpa時(shí)，分別考察不同溫度條件下產(chǎn)水COD去除率變化情況，結(jié)果如圖4所示。
由圖4可見，隨著進(jìn)水溫度的升高，產(chǎn)水COD去除率呈下降趨勢(shì)，這可能是由于隨著溫度的升高，引起處理料液的化學(xué)性質(zhì)和膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些變化。
2.3 回收率對(duì)膜通量和產(chǎn)水COD的影響
在溫度60℃、壓力為0.5MPa條件下，每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間為30h，不同回收率對(duì)產(chǎn)水通量和產(chǎn)水COD的影響如圖5所示。
由圖5可見，隨著回收率的提高，產(chǎn)水COD去除率變化不大，但產(chǎn)水通量呈逐漸下降趨勢(shì)，當(dāng)回收率超過85%時(shí)，產(chǎn)水通量急劇下降，這是由于回收過高導(dǎo)致膜污染速度加快。
2.4 連續(xù)運(yùn)行數(shù)據(jù)
控制回收率為85%、進(jìn)水溫度60℃、壓力0.5MPa，每運(yùn)行30h后清洗一次，連續(xù)三個(gè)周期膜通量及產(chǎn)水水質(zhì)情況如表3所示。
2.5 化學(xué)清洗測試性能
振動(dòng)膜裝置每連續(xù)運(yùn)行30h后，對(duì)振動(dòng)膜進(jìn)行清洗，清洗后對(duì)膜的通量進(jìn)行了比較，如表4所示，經(jīng)過化學(xué)清洗后，膜通量基本可以恢復(fù)。
3、結(jié)論
采用振動(dòng)膜處理切削液廢水，最佳運(yùn)行條件為：控制回收率為85%、溫度60℃、壓力0.5MPa，在此條件下，COD去除率81%，油類去除率95%，SS去除率100%。
被切削液廢水高度濃縮后導(dǎo)致的膜污染，經(jīng)過化學(xué)清洗后，膜通量基本可以恢復(fù)。
通過本次實(shí)驗(yàn)，證明了振動(dòng)膜用于切削液廢水的預(yù)處理的可行性，為該技術(shù)工程化推廣應(yīng)用提供了借鑒。( >
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