乳状液膜分离法脱除废水中的污染物
乳状液膜分离法脱除废水中的污染物
杨磊
（同济大学化学系上海）
摘要：本实验以煤油作膜相，NaOH溶液作内相，制取非流动载体乳状液膜，并用于分离柠檬黄水溶液。通过控制变量法，保持搅拌条件和乳水比不变，改变油内比，用来探究油内比对于乳状液膜分离过程中制乳、传质和破乳的影响。本实验还可以对其他因素予以探讨。
关键词：乳状液膜柠檬黄制乳、传质、破乳油内比乳水比
Emulsion liquid membrane separation method of removing the pollutants in wastewater
Yang Lei
（(the Chemical Department of Tongji University Shanghai)
Abstract: With kerosene as the membrane phase, NaOH solution for internal phase, making the carrier flow emulsion liquid membrane, and is used to separate citric yellow aqueous solution.This experiment by controlling variable method, the mixing condition and the water ratio unchanged, than change oil, used to explore oil than for emulsion membrane separation process in milk, the effect of mass transfer and demulsification.This experiment can also refer to other factors.
Key words:Emulsion Liquid Membrane Tartrazine solution Mass Transfer Oil Naypyidaw Water Than Milk
1、引言：
液膜分离技术是受细胞流动载体的启发而衍生发展出来的一种分离技术，分为支撑液膜和乳状液膜，其类似于萃取和反萃取过程，常用于低浓度物质的富集。[1]液膜通常由膜溶剂、表面活性剂和流动载体组成。它利用选择透过性原理,以膜两侧的溶质化学浓度差为传质动力,使料液中待分离溶质在膜内相富集浓缩,分离待分离物质。在液膜分离过程中，被分离组分从外相进入膜相，再转入内相，浓集于内相。传质推动力大，试剂消耗量少，溶质逆浓度梯度效应，非常高的传质面积使其有极高的分离效率，且液膜传质速率高，选择性好，同时液膜分离具有操作简单以及连续性好的性质，使得液膜分离可广泛应用于化工、生化、医药、环保、有色冶金、核技术、食品、轻工、动力、机械等行业，有着广泛的应用前景。[2]
液膜分离机理有以下几种类型：①选择性渗透。利用混合物中各组分透过液膜的渗透速率的差别，实现组分分离，需要利用内外浓度差。②内相有化学反应。被分离组分 A透过液膜后与内相中的反萃剂R发生化学反应，反应产物P不能透过液膜，利用化学反应创造内外浓度差。③膜内添加活动载体。载体 R1作为渗透组分A在膜内传递的媒介。载体相当于萃取剂中的萃取反应剂，在外相与液膜的界面处，与渗透组分A生成络合物P1,P1在液膜内扩
散到内相与液膜的界面,与内相中的反萃剂R2作用而发生解络,组分A 进入内相;解络后的载
体在液膜内扩散返回外相与液膜界面，再一次进行络合，可以逆浓度传质。[4]
影响液膜分离和液膜稳定性的因素：高渗透性、高选择性与高稳定性是膜分离过程所应具备
的基本性能，但是，迄今所开发的大多数液膜过程，很难同时具备这3种性能。[5]
（1）乳化、传质和分离：影响乳化的主要因素是油相和内相的体积比Roi ，油内比越大，液膜厚度越大，传质路程越大，渗透率降低，处理能力下降，但液膜稳定性增加。表面活性剂是乳化液膜体系的关键组份之一，它直接影响着液膜的稳定性、溶胀性能、液膜乳液的破乳以及油相回用等方面。一定范围内，表面活性剂能增加膜通透性，增加液膜稳定性。乳液和外相体积比Rew 反映了液膜一次的处理能力。乳水比越大，传质面积大，但后续处理难度
增加。[7]搅拌速率和搅拌时间大，促进传质，但容易使膜破裂。提高传质推动力的方式：增大外相浓度和酸度，充分利用内相反应。降低传质阻力的方式：降低油内比、增加表面活性
剂、升高温度等。[6]
（2）稳定性：对乳状液膜体系来说，其本身在热力学上就是一个不稳定体系，有聚并、分层和凝聚的内在趋势。液膜的厚度和物化性质决定了液膜的稳定性，其主要的影响因素有：油内比、表面活性剂量、搅拌速率、温度、膜粘度，一般膜稳定性和膜阻力成矛盾关系。 本实验制取不同油内比和油水比的乳状液膜，并调节搅拌速率，采用控制变量法研究乳状液膜的传质和稳定性的影响因素。通过实验达到以下目的：1.掌握液膜分离的机理和操作；2.用乳状液膜分离技术脱出废水中污染物（模拟废水）；3.了解乳液破乳方法和机理；4.用电破乳技术回收浓缩液。[12]
1-1乳状液膜结构示意图 1-2液膜分离过程示意图
O H NaAc NaOH HAc 2+→+HAc 料液(外相) 液膜 内相O H NaAc NaOH HAc 2+→
+HAc 料液(外相) 液膜 内相HCAc C
H
2、实验部分：
实验装置：
制乳搅拌器、传质搅拌器和电破乳器、分光光度计（425nm 波长）、离心机、100mL 量筒、大小烧杯、10只小试管等
实验试剂：
膜相（煤油、膜增强剂、流动载体等组成，已配制）、内相（NaOH 溶液）、表面活性剂、100mg/L
柠檬黄水溶液
实验步骤及操作：
1）制备乳状液膜：在制乳搅拌器中按比例加入液膜各组分，打开制乳搅拌器，然后在低于2000 r/min的转速下滴加内相NaOH水溶液(油内比为1:1、1:1.5、1:2），总体积保持在100mL
左右。在此转速下搅拌8分钟左右，待成稳定乳状液后停止搅拌，关闭电源，卸装置出料。2）传质分离：采用乳水比(乳液体积/料液体积)为1:3，在传质搅拌器中加入待处理的
100mg/mL的柠檬黄水溶液300mL，在约320 r/min的搅拌速度下加入上述乳液膜100mL，进
行传质分离实验。
3）检测：搅拌过程中，在一定时间下，用长针注射器和试管取少量料液进行分析，共取十组，记录时间。料液静置分层，吸取上层少量油层，离心5min，静置，取上层清液，用分
光光度计在425nm处测定上层清液中柠檬黄浓度随时间的变化，并作出外相柠檬黄浓度与时
间的关系曲线。
4）破乳：将剩余料液静置分层，取约100mL油相（包括膜相和内相）于100mL量筒中，水
相另处理。打开破乳装置，根据油内比计算出铁片深入位置，开始破乳，并记录破乳时上层
膜相和下层内相（包括柠檬黄）的体积随时间的变化。待两相界面达到电容铁片处时停止破乳。
5）关闭仪器和电源，清洗仪器，整理设备。
3、实验数据和处理：
3-1 实验数据记录：
料液浓度：100mg/L、HCl浓度：6mol/L、NaOH浓度：2mol/L
搅拌时间：5min、搅拌转速：350r/min
3-2 实验设计与规划（控制油内比）：
膜相体积/mL 内相体积/mL 柠檬黄体积/mL 油内比乳水比HCl体积/mL
50 50 300 1.0:1.0 1.0:3.0 16
33 66 300 1.0:2.0 1.0:3.0 16
25 75 300 1.0:3.0 1.0:3.0 16
3-3 柠檬黄标准曲线：吸光度A-浓度C（mg/L）
c-mg/L 100 20 10 5 2.5 1.25 0.625 T% 2.2 21.5 45.2 67 81.5 90 94.2 A 1.658 0.668 0.345 0.174 0.089 0.046 0.026
3-4 制乳过程和传质过程数据及图像：
1）第一组实验：
编号12345678910
时间37s46s1min1s1min13s1min26s1min45s2min17s3min15s4min58s9min54s 透光率% 5454.356.958.25860.162.265.86770
浓度mg/L 7.86 7.79 7.18 6.88 6.93 6.46 6.01 5.28 5.04 4.47
回收率% 92.14 92.21 92.82 93.12 93.07 93.54 93.99 94.72 94.96 95.53
2）第二组实验：
编号12345678910
时间30s45s1min2s1min25s1min51s2min20s2min51s3min48s6min5s 10min53s 透光率% 45.2 48 52 54.2 58 59.5 67.2 70 69.2 69
浓度mg/L 10.19 9.40 8.35 7.81 6.93 6.59 5.00 4.47 4.62 4.66 回收率% 89.81 90.60 91.65 92.19 93.07 93.41 95.00 95.53 95.38 95.34
3）第三组实验：
编号12345678910
时间33s54s1min18s1min39s 2min2s2min30s3min4min 7min2s12min
透光率% 45.2 48 50 52.2 54 54 54.2 55.8 56 60
浓度mg/L 10.19 9.40 8.87 8.30 7.86 7.86 7.81 7.43 7.39 6.48 回收率% 89.81 90.60 91.13 91.70 92.14 92.14 92.19 92.57 92.61 93.52
他组外相料液浓度Ct-时间t曲线：
本组实验外相料液浓度Ct-时间t曲线图像：
他组回收率η-时间t曲线：
本组实验回收率η-时间t曲线图像：
3-5 传质过程分析和讨论：
1）三组实验结果显示，第一个实验点均在30s 左右，其回收率基本就到达了90%，而后大概在200s 左右基本上波动不大，基本呈平衡。短时间完成了传质过程，且随着时间进行，外相浓度基本不变，说明三者膜稳定性均较好；
2）三组实验外向浓度在3-11mg/L 之间，回收率大于90%，说明本次实验结果较为成功，乳状液膜的分离效果好，膜稳定性和传质效率好，反映了乳状液膜分离技术具有传质推动力大，试剂消耗量少，有非常高的传质面积使其有极高的分离效率，且液膜传质速率高操作简单以及连续性好的性质；
3）第一组到第三组中，乳水比为1:3不变，而油内比从1：1-1:2-1:3逐渐减小，而外相料液浓度三组呈逐渐上升，且回收率逐次下降。理论上，油内比减小，膜厚度减小，传质路程越小，渗透率增大，利于传质，处理能力增强，但液膜稳定性下降，而实验回收率的下降与之相反；
4）而本组实验结果不尽如人意。三组数据外向浓度均较高（10-30mg/L ），回收率远小于他组实验数据结果（仅80%），说明膜传质效果不佳。而第一组数据波动大，除去仪器和测量因素，原以为是传质过程中搅拌速率或搅拌时间过长，但与其他组对比，搅拌条件和油内比/乳水比相差不大，可能原因是对于制乳器使用不当，未能充分及时的完成制乳，导致膜稳定性效果差、不均一。同时第二组和第三组实验结果虽有规律，但两组实验均是外向浓度随时间不降反升，这与理论矛盾。可能原因：样品分析时组别记录错误；离心后上下层颜色相差大，上层清液基本无黄色，但仪器测得柠檬黄浓度很高，说明可能是少许浮于清液上的油相未能完全吸出，造成误差；传质速率高，传质时间短，因此随着时间延长，外向浓度趋于稳定，甚至长时间和高速搅拌造成膜破裂与重新形成，使得外向浓度较高；可能是油内比偏低，使得膜稳定性下降和传质时间缩短；可能是搅拌条件或内相、HCl 加入量不对。
3-6 破乳过程记录和处理： 时间/s 油层体积/mL 水层体积/mL 破乳率% 216 1 6.4 14.8 310 1.3 7.5 17.6 417 1.6 8.8 20.8 508 2.3 11 26.6 637 3.1 13.8 33.8 760 5 17 44 880 6.8 20.1 53.8 1032 9.8 25.2 70 1090 11 27.8 77.6 1198 12.4 30 84.8 1308 12.8 31 87.6 1370 13 31.9 89.8
破乳率ε-时间t 曲线： 时间/s 油层体积/mL 水层体积/mL 破乳率% 110 1 5 12 181 2 8 20 225 2.5 10.5 26 275 3 13 32 354 4 16 40 400 4.4 18 44.8 460 5.1 20 50.2 515 6 21.5 55 602 7 23 60 688 8 24.3 64.6 781 8.8 25.8 69.2 848 14.3 28.1 84.8 878 14.8 28.6 86.8 990 15.1 30.2 90.6 1060 15.3 31 92.6 1115 15.8 31.5 94.6 1175 16.1 31.8 95.8
3-7 破乳过程分析：
从实验结果和数据上看：
两组实验明显破乳效率不同，尽管由于实验操作失误，实验组数较少，但可以看出随着油内比减小，破乳率-时间曲线斜率和破乳能力亦减小。而两者在试验范围内体现出较为明显的线性关系，基本说明破乳过程是成功的。理论上，破乳效果主要取决于油和水（内相）的体积比，它是选择适当脉冲强度和频率的重要参数。在脉冲高压静电条件下对乳状液进行破乳，其影响因素主要是乳状液的性质和高压脉冲电场的条件如电压、电场频率等及破乳器本身的结构等因素。[8]尽管控制变量下，破乳率和时间是否呈线性关系，以及油内比对该斜率（破乳效果）的影响都暂时不能完全确定，但实验结果基本与理论相符，至于其他影响因素或具体关系的确定可以另行实验确定。
本次破乳实验，从现象上看：
随着破乳的进行，上层出现透明略带黄色的油状物，下层则为黄色的水溶液，中间的乳状液厚度不断减小。但从数据上可以看出，上层油相和下层的比例明显高于设定的油内比（第一组从1:5-1:2，均大于1:1.5；第二组从1:6-1:2.5，大于1:2），且随着时间的进行，上下层体积比不断减小，说明内相中包括了传质进入的柠檬黄溶液，而破乳过程膜相不断破裂成油相，不再重组为新的膜相。同时在实验过程中，当电容接触到乳状液和水相界面时，由于水的导电性，电容出现火花，这可能是造成破乳率出现波动的原因。而后实验中我们不断调整电容高度直至大部分乳状液完全破乳，这一步其实没有必要，这可能也是破乳率-时间曲线出现后半段斜率不同的曲线的原因。破乳过程中，乳状液出现颗粒球状油滴或乳滴，这与破乳理论中乳状液在电场作用下极化聚成球状相符。
4、实验讨论与小结：
1）实验原理小结：内相为NaOH溶液，NaOH溶液与柠檬黄反应，使得转入内相的柠檬黄通过化学反应变为另一种物质，而降低内相中的柠檬黄浓度，使内外浓度差（即传质动力）保持较高水平；柠檬黄能与酸碱反应，同时微溶于酒精，不溶于其他有机溶剂，因此不溶于膜相，膜相为传质作用；连续相pH决定渗透物的存在状态，在一定pH下，渗透物能与液膜中的载体形成配合物而进人液膜相，从而产生良好分离效果，反之则分离效果差，因此外相加入HCl的作用作为调节pH。
2）由于传质速率过快，很多小组均出现较短时间内传质完成的结果（33s外相浓度就降为10mg/L），也就是说短时间内大部分柠檬黄（80-90%）均转入内相，使得实验取样来不及，且后续组数据基本失去意义，且即使是浓度有下降的样点也看不到明显变化（理论上随着传质的进行，外相浓度应该从100降至7mg/L，而实验即使是在37s测得的数据也是10mg/L）。这说明传质过快，可以通过以下措施予以改变：增加油内比，使膜厚度增加，传质路程增加；降低搅拌速率，减少搅拌对传质的促进作用；稀释外相浓度，减小传质动力；内相不使用
NaOH溶液，降低传质动力，并延长传质动态平衡到达时间。
3）本实验仅从改变油内比来探究，可以改变乳水比、搅拌速率、改变膜相组成（增加或改变表面活性剂、膜钝化剂和载体）、改变外相浓度、内相组成和浓度等来探究液膜分离的条件和影响因素，并探究最优的实验条件和膜组成。同时我们可以探究不同电压、电容和频率以及不同加入物质、不同膜组成、不同油内比等对于破乳的影响。
4）从实验结果来看，大部分小组实验曲线基本与理论值矛盾，甚至截然相反。从前面的实验数据分析和理论分析来看，都不能找出合理的原因，由于膜稳定性和传质效率的矛盾，而实验中无论是内相还是外相、膜相，其组成及性质都很简单，因此还需要在2）的基础上继续改变不同影响因素来继续探究。
5）从第三点来看，其实本次实验我们可以每个小组探究不同的条件和影响因素，而不是每一组都按照实验报告做同样的实验。
5、结论：
（1）利用非流动载体乳状液膜体系分离柠檬黄操作简单，效率高、速度快，能达到分离富集的目的；
（2）膜相为煤油，内相取NaOH溶液，乳水比为1:3，改变油内比（1:1-1:3），柠檬黄水溶液初始浓度为100mg/L，经过乳状液膜分离后降为4-6mg/L，最终回收率为94%，可见乳状液膜一级分离效果好；
（3）本组实验控制油内比为变量，外相浓度变化趋势与理论有出入，可能原因是传质过快，或油内比下降，膜稳定性下降。油内比减小，传质效率增加，这与理论相符；
（4）破乳过程，破乳率随时间基本呈线性关系，且随着油内比减小，破乳效率下降。
参考文献：
[1] 顾忠茂.液膜分离技术进展[J].膜科学与技术，2003年，第23卷，第4期：214-223
[2]朱亦仁，张仲华，普敏莉.液膜法提取发酵液中的柠檬酸---分离原理及膜配方[J].水处理技术，2000年，第26卷，第5期：277-280
[3]乔运娟，金一中，赵青宁.石油醚为油相的乳状液膜稳定性研究[J].环境污染与防治，2008年，第30卷，第8期：19-23
[4]苏俊霖，蒲晓林.乳状液膜分离技术及其在废水处理中的应用[J].日用化学工业，2008年，第38卷，第3期：182-184
[5]孙志娟，张心亚，黄洪，陈焕钦.乳状液膜分离技术的发展与应用[J].现代化工，2006年，第26卷，第9期：63-66
[6]李明玉，燕启社，唐启红，尹华，田依林，万印华.乳状液膜法提取分离水中苯胺[J].化工学报，2003年，第54卷，第6期：836-840
[7]程靖，汪寿建，孙国恩.乳状液膜的研究进展[J].广州化工，2009年，第37卷，第4期：20-23
[8]刘茉.乳状液膜的电破乳机理研究[J].中国科技博览2009(3)
[9]https://www.wendangku.net/doc/406015448.html,/view/862686.htm?fr=aladdin.2014.5.20
[10]https://www.wendangku.net/doc/406015448.html,/view/2163135.htm?fr=aladdin.2014.5.20
[11]张瑞华.液膜分离技术.江西人民出版社，1984
[12]房鼎业，乐清华，李福清.化学工程与工艺专业实验.北京：化学工业出版社，2000
致谢
不仅是本次实验，在化工专业和化工原理实验中，我想对那些曾经给与我帮助及关怀的人表示诚挚的感谢。
我想要感谢徐宁老师和王玫老师。本实验的操作和报告完成都是在两位老师的悉心指导下完成的。徐老师和王老师学识渊博，治学态度严谨，工作一丝不苟。在实验操作、分析和实验报告的写作过程中，老师多次询问实验进程，为我指点迷津，帮我开拓思路，同时积极主动为我们答疑解惑。对于老师的感激之情，我无法用语言表达，但是铭记于心。
我想要感谢我真诚友善的同学们，他们不论在学习中还是生活中都给与了我热情的帮助。本次实验是本小组共同完成的，在此，我感谢本小组的其他组员樊波、唐伟强和石鹏皓对于本人的理解和支持，以及他们在实验操作、数据记录和处理、结果分析和讨论中对我的帮助。我将会永远记得我们之间的深厚友谊。
同时，我还要特别感谢张姜同学提供他组数据，这对于本组的分析和讨论尤为重要。更多的数据对于实验结果的讨论更珍贵。同时我还要感谢熊文韬和于圣航两位学识渊博的同学在实验报告中对我的不足和错误之处的指导，我和他们的讨论过程中获益良多。
在此，我再一次真诚的向所有帮助我、关心我的人表示诚挚的感谢。
杨磊
膜分离技术在废水处理中的应用
膜分离技术在废水处理中的应用 李珍11204112 摘要膜分离技术作为一种能耗低、设备简单、操作方便和分离性能好的分离技术在废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。本文综述了膜分离技术在废水处理中的应用，着重介绍了超滤、纳滤、液膜等膜分离技术的特点及其在各种废水处理中的应用，并对膜技术应用前景做了总结与展望。 关键词膜分离废水处理超滤纳滤液膜 1.膜分离技术简介 1.1膜分离技术 膜分离技术是指在分子水平不同粒径分子的混合物在通过半透膜时, 实现 选择性分离的技术, 半透膜又称分离膜或滤膜, 膜壁充满小孔, 根据孔径大小可以分为: 微滤膜(MF ) 、超滤膜(U F) 、纳滤膜(NF) 、反渗透渗出膜(R 0 ) 等, 膜分离采用错流过滤方式。膜分离技术因为具有常温下操纵、无相态变化、无化学变化、选择性好、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点, 广泛应用于发酵、生物制药、植物提取、化工、饮用水净化、除菌、废水处理等多个领域。分离膜因其独特的结构和机能, 在环境保护和水资源再生方面异军突起, 在环境工程, 特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。 1.2 膜分离技术原理 膜分离与传统过滤的不同在于, 膜可以在分子范围内进行分离, 是一种物理过程, 不需添助剂。膜分离技术可利用混合物物理性质的不同(质量、体积、几何形状等) 将其分离，也可利用混合物通过分离膜的速度不同将其分离。 2. 超滤膜分离技术在废水处理中的应用 2.1超滤膜简介 超滤是一种压力驱动的膜分离过程，是根据分子的大小和形态而分离的筛选机理进行分离的。自20世纪60年代以来，超滤很快从实验规模发展成为重要的工业单元操作技术，它广泛用于食品、医药、工业废水处理、高纯水制备及生物技术工业；在工业废水处理方面应用得最普遍的是电泳涂漆过程，城市污水处理及
膜分离技术在处理废水中的应用
说明 本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。 说明课题的来源（自拟题目或指导教师承担的科研任务）、课题研究的目的和意义、课题在国内外研究现状和发展趋势。 若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。
用前景。 目前，膜的发展缓慢的原因有：膜产品的价格昂贵；膜污染较严重；膜分离性能低下。对于以上的三个问题可以更好的解决的话，膜分离技术发展会突飞猛进，跨越时代的进步，可以快速提高经济效益，对于水资源的利用率更高，会发挥更为重要的作用。 参考文献： [1]彭会清, 庞翠玲. 膜分离技术在处理酸性废液中的应用概述[J]. 金属矿山, 2006(9):14-17. [2]韩倩倩. 膜分离技术在水处理中的应用现状及展望综述[J]. 硅谷, 2009(9):117+133. [3]朱智清. 膜分离技术的发展及其工业应用[J]. 化工技术与开发, 2003, 32(1):19-21. [4]岳志新, 马东祝, 赵丽娜,等. 膜分离技术的应用及发展趋势[J]. 云南地理环境研究, 2006, 18(5):52-57. [5]张杰, 褚良银, 陈文梅. 膜分离技术在废水处理中的应用[J]. 过滤与分离, 2004, 14(3):8-11. [6]谷大建, 徐巍. 膜分离技术的应用及研究进展[J]. 中国药业, 2008, 17(6):58-59. [7]陈翠萍, 谌伟艳. 膜分离技术及其在废水处理中的应用[J]. 污染防治技術, 2007, 20(3):42-45. [8]吴绮桃. 膜分离技术及其在水处理中的应用[J]. 四川建材, 2008, 34(2):58-59. [9]郭洪勋. 膜分离技术的研究进展[J]. 科技创业家, 2012(8). [10]孙佳林, 何晓燕. 膜分离技术处理印染废水在我国的应用及发展趋势[J]. 化工管理, 2014(3):92-93. [11]段巧丽, 宁艳春. 现代膜分离技术的应用研究与进展[J]. 管理学家, 2011. [12]孙文毅, 张斌. 膜分离技术在水处理中的应用[J]. 北京电力高等专科学校学报:社会科 学版, 2010, 27. [13]陈业刚. 膜分离技术在水资源回用领域的应用研究[J]. 中美国际过滤与分离技术研讨 会, 2010. [14]李晓波, 王晓静. 膜分离技术及其在废水处理中的应用[J]. 河北工业科技, 2005, 22(4):207-211. [15]刘济阳, 夏明芳, 张林生,等. 膜分离技术处理电镀废水的研究及应用前景[J]. 污染防 治技术, 2009, 22(3):65-69.
污水处理工程膜分离法技术规范
污水处理工程膜分离法技术规范 1 适用范围 本标准规定了膜分离法污水处理工程的设计参数、系统安装与调试、工程验收、运行管理，以及预处理、后处理工艺的选择。 本标准适用于以膜分离法进行污水处理及深度处理回用的工程，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。本标准所指膜分离法为：微滤、超滤、纳滤及反渗透膜分离技术。 本标准不适用于以膜生物反应器法和荷电膜进行污水处理及回用的膜分离工程。 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。 GB 50235 工业金属管道工程施工及验收规范 GB/T 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 3797 电器设备第1 部分：装有电子器件的电控设备 GB/T 5226.1 机械安全机械电器设备第1 部分：通用技术条
件 GB/T 12469焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级 GB/T 19249反渗透水处理设备 GB/T 20103膜分离技术术语 HJ/T 270 环境保护产品技术要求反渗透水处理装置 JB/T 2932 水处理设备技术条件 HG 20520 玻璃钢/聚氯乙稀(FRP/PVC)复合管道设计规定 建设项目竣工环境保护验收管理办法［国家环境保护总局令第13 号］ 3．术语和定义 《膜分离技术术语》GB/T 20103 规定的术语及下列术语和定义适用于本标准。 3.1 膜分离法 以压力为驱动力，以膜为过滤介质，实现溶剂与溶质分离的方法。 3.2 膜降解 指膜被氧化或水解造成膜性能下降的过程。 3.4 膜结垢 指盐类的浓度超过其溶度积在膜面上的沉淀。 4 设计水质与膜单元适宜性
液膜分离实验
液膜分离实验 液膜分离装置主体实图 液膜分离加料
一、实验的流程 液膜分离的工艺流程如图1所示。 图1 乳状液膜分离过程示意图 二、实验步骤及方法 1 实验步骤 本实验为乳状液膜法脱除水溶液中的醋酸，首先需制备液膜。液膜组成已于实验前配好，分别为以下两种液膜： 1) 液膜1#组成：煤油95％；乳化剂司班80，5％。 2) 液膜2#组成：煤油90％；乳化剂司班80，5％；液体石蜡(载体)，5％。 内相用2M的NaOH水溶液。采用HAc水溶液作为料液进行传质试验，外相HAc的初始浓度在实验时测定。 具体步骤如下： ①在制乳搅拌釜中先加入液膜1#70mL，然后在1600r／min的转速下滴加内相NaoH水溶液70mL(约1分钟加完)，在此转速下搅拌15分钟，待成稳定乳状液后停止搅拌，待用。 ②在传质釜中加入待处理的料液450mL，在约300r／min的搅拌速度下加入上述乳液80 mL，进行传质实验，在一定时间下取少量料液进行分析，测定外相HAc浓度随时间的变化(取样时间为2、5、8、12、16、20、25分钟)，并作出外相HAc浓度与时间的关系曲线。待外相中所有HAc均进入内相后，停止搅拌。放出釜中液体，洗净待用。 ③在传质釜中加入450mL料液，在搅拌下(与②同样转速)加入小釜中的乳状液50 ml，重复步骤2。 ④比较②，③的实验结果，说明在不同处理比(料液体积/乳液体积)下传质速率的差别，并分析其原因。 ⑤用液膜2#膜相，重复上述步骤①～④。注意，两次传质的乳液量应分别与②、③步的用量相同。 ⑥分析比较不同液膜组成的传质速率，并分析其原因。 ⑦收集经沉降澄清后的上层乳液，采用砂芯漏斗抽滤破乳，破乳得到的膜
污水处理历史意义
2011年03月10日
1、毕业设计(论文)选题依据(选题意义、国内外发展现状分析、主要参考文献目录) 1.1选题意义 随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,用水紧张和污水排放的问题已越来越突出。目前,我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式,没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染。在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视,对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境的重要性越来越大,高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用。 建立城镇污水处理厂对改善城镇水环境，保障城镇经济发展起着举足轻重的作用。随着经济的发展，城市化进程的不断加速，人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低，以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趋严重的原因。大量未经充分处理的污水被用于灌溉，已经使农田受到重金属和合成有机物的污染。据农业部在占国土面积85%的流域内，通过372个代表性区域取样调查，发现全国粮食总量的1/10不符合卫生标准。污水灌溉还造成粮食产量低，污染加大，营养成分下降。长期的污染水灌溉使病原体、致突变、致癌物质通过粮食、蔬菜、水果等食物迁移到人体内，严重危害了人体健康。水污染还对养殖业造成极大的危害，水源污染使原有的水处理工艺受到前所未有的挑战。 根据我国经济发展和环境保护需求，结合我国环境保护最新研究成果和国际环境保护技术水平和发展趋势，提出一套合理、经济、运转效率高的工艺流程对污水进行处理，以达到标准排放。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着重要的意义。 1.2国内外发展现状分析（写2~3页） （1）关于活性污泥法 当前流行的污水处理工艺有：SBR法、氧化沟法、普通曝气法、CASS 法、A2/O 工艺等，这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的，且各有其特点。 （1）CASS法 CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺是间歇式活性污泥法的一种变革，是由SBR（序批式活性污泥法）工艺发展而来，集合了ICEAS和CAST工艺的优点。CASS
污水膜分离法工程技术规范(征求意见稿)
污水膜分离法工程技术规范（征求意见稿） 编制说明
目 次 1 规范编制的来源及意义 (1) 1.1任务来源 (1) 1.2标准编制的意义 (1) 2 制定本标准的原则、方法及技术依据 (1) 2.1编制原则 (2) 2.2制定标准的工作方法与技术依据 (3) 3 主要工作过程 (3) 4 膜技术概况及工程实例、经济分析 (4) 4.1国内外膜法技术现状及发展趋势 (4) 4.2相关标准、技术政策、指南制订情况 (6) 4.3工程案例 (7) 5 标准的主要内容说明 (19) 5.1污水来源及水质特点 (19) 5.2进水指标控制 (19) 5.3预处理 (20) 5.4污水膜分离系统设计 (25) 5.5运行管理与维护 (30) 6 与执行现行法律、法规、规章、政策的关系及实施建议 (34)
1 标准编制的来源及意义 1.1任务来源 根据国家环境保护总局于2007 年下达的《国家环境保护标准计划任务书》中，编制《污水油水分离工程技术规范》（项目统一编号：1400）的任务，江西金达莱环保研发中心有限公司作为主编单位承担了该规范的研究及编制工作，参编单位有华中科技大学和北京市环境保护科学研究院。 1.2 标准编制的意义 环境保护标准化是我国环境保护一项重要发展战略，建立与国际接轨的环境保护工程技术规范，是当前加强环境保护标准化步伐的一项重要任务，是国家环境管理的重要手段，在贯彻法律法规、落实环保规划目标、促进技术进步、优化产业结构、规范管理和执法行为等方面发挥着重要和不可替代的作用。 从1973 年我国发布第一个国家环境保护标准《工业“三废”排放标准》起截至2005年底，经过三十多年的发展，我国环境保护标准体系已初具规模。各类现行有效的环境保护标准共计841 项，包括环境质量标准、污染物排放标准、环境基础标准、监测分析方法标准和环境标准样品标准五类，以及国家标准、行业标准和地方标准三级。各省、市、自治区人民政府根据当地环境质量状况和环境管理需要，制订和发布了一系列地方环境标准。构成了以国家环境标准为主体，地方环境标准为补充的我国环境标准体系，这些环境标准为防治环境污染起到了重要的基础性作用。 环境工程技术标准属于国家环境保护行业标准。国家环保总局已组织制定了环境工程技术规范体系，编制了“十一五”环境工程技术规范编制计划；组织制定发布了十余项环境工程技术规范，以及涉及污染治理产品、环境监测仪器、环保药剂、材料等方面的100余项行业标准或技术要求。并指出“十一五”期间实现新型工业化，要重点解决国家重大工业布局规划以及相应的环境保护技术规范问题。受各种因素的制约和影响，我国部分现行国家环境标准（特别是环境保护行业标准、污染防治技术政策）还不够完善，已不适应当前形势，对行业技术进步的促进作用不足，和国际水准尚有较大差距。 污水膜分离处理，国外已有成熟的技术；而在国内，膜法水处理技术的主要应用领域是纯水制备及海水淡化，随着污水排放标准越来越严格以及污水资源化的要求，近年来才开始广泛地推广、应用膜分离法污水处理技术。目前，我国有针对海水利用领域的膜分离法技术标准，尚无系统的污水膜分离法行业标准；在环境保护行业标准中，仅有反渗透、超滤、电渗析装置的环境保护产品技术要求，针对性不强，不能对行业技术起到很好的指导作用。
污水处理工艺水质净化效果分析
污水处理工艺水质净化效果分析 发表时间：2019-06-10T11:38:47.517Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：朱琳[导读] 但五日生化需氧量和总磷三种污染物的处理能力，效率明显高于A厂B处理厂，因此认为B厂工艺更适合该地区污水废水的处理。山东泉建工程检测有限公司山东济南 250014 摘要：对某新区两座不同处理工艺的污水处理厂长达一年的进出水水质比较，发现两种工艺对氨氮和总氮处理效率相当，但是在化学需氧量、五日生化需氧量和总磷三类污染物处理能力方面，B厂处理效率明显高于A厂。我们认为B厂工艺更加适合处理该地区的污废水。 关键词：污水处理；水质净化效果；处理工艺随着大量污水处理厂的建设和投入使用，新的污水处理厂迫切需要提高符合条件的排放的操作和操作水平。然而，就目前的国际废水处理技术而言，每一种方法都有一个适用性问题。 一、国内污水处理工艺概况 自工业革命以来，废水处理已经被越来越多地被关注，从原始的自然处理到简单的初级处理，到各种先进技术的使用，到废水的深层处理和再利用。处理过程也从传统的活性污泥法、氧化污水法、A/O、A2/O、AB、SBR(包括CASS过程)等方法发展，以满足不同的疏散要求。目前，二次废水处理通常使用活性污泥法、生物膜法和生态处理法，以补充微生物有氧代谢在废水中去除有机物。日本已经开发出生物反应器，能够有效地消除工业和家庭废水中的氮化合物，并将氮化合物转化为氮。在20世纪90年代，美国开发了先进的电絮凝废水处理技术，这些技术运行良好，水质稳定;到20世纪末，欧盟国家已经开发出了等离子污水处理技术，其耗电量是一般臭氧发生器的十倍以上。由于卫生条件要求过高或成本过高，这些先进的废水处理工艺尚未大规模投入使用。与发达国家相比,废水处理在我国初始阶段,与污水处理厂生物处理工艺作为主体工艺，也有部分地区采用化学、物理强化一级处理、土地处理法等。 二、工程概况与工艺 1．再生水厂。A厂是近几年建成的，设计污水处理能力为20000 m3/d，采用h20工艺，出水水质达到《城市污水处理厂污染物排放标准》A级标准。该装置近年来运行良好，整个处理过程如图l所示。A20工艺简单，总水力滞留时间比其他类似工艺短，工艺交替进行厌氧(缺氧)和好氧。不适合丝状菌繁殖，污泥膨胀，不需要加药等。但是，提高除氮效果比较困难，污泥生长受到一定的限制，使得提高除磷效果比较困难等缺点。 2.B可再生水厂。B厂也是近几年建成的，工艺流程分为预处理、生物处理、深度处理、污泥处理和脱臭五个部分。流程流程如图2所示。主要处理工艺为卡塞尔氧化沟3000。再生水厂的出水水质应符合《北京市水污染排放标准》(DBl 1/307-2005)B级标准，并符合国家和北京市有关标准。Carussel氧化沟是荷兰DIN公司开发的，它是为了满足在较深的氧化沟中使混合料充分混合，并能保持较高的传质效率，克服氧化沟浅、混合效果差等缺陷而开发的。实践证明，该工艺具有投资少、效率高、可行性好、管理方便、运行维护成本低等优点。 2.抽样和分析方法。样本收集和存储根据水质检测中心水和废水监测分析方法相关要求Ⅲ,每月固定指向一个瞬时样本,分析化学需氧量(cod)生化需氧量(CODcr、)、5(bod)、氨氮(NH5 N)、总氮(TN)、总磷(TP),共有五个指标。进口采样点为沉淀池出口，出口采样点为二次沉淀池出口。样品分析。水质分析方法:CoDcr采用GB/t22597-2008重铬酸盐法，BODs采用hj505-2009稀释接种法，nh3-n采用hj535-2009 Nash试剂分光光度法，TN采用GB/Tl 1894-1989碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，TP采用GB/t11893-1989钼酸铵分光光度法。 三、结果与讨论 1.入口水温分析。相关研究表明，进水温度对污水处理效果有一定的影响。每年6月瞧水温较高,21℃~28℃;1~3个月和12月水温很低,低于12℃;至少1个月,低于5℃。但水温不影响A、B工艺的处理效果。 2.化学需氧量。城市污水处理厂的主要功能之一是减少污水中的有机污染物，减少污染物总量。浓度。在图2中(a)和(b)为两个处理厂进水和出水的CODcr变化。从图中可以看出，两厂的处理效果非常好，出水水质保持稳定，达到了《城市污水处理厂污染物排放标准》(gbl8918-2002)B级标准所憎恶的1。TN采用Hj535-2009 Nash试剂分光光度法，GB/Tl 1894-1989碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，TP 采用GB/t1183-1989钼酸铵分光光度法。B厂进水水质较A厂差，B厂最大COD进水达到550mg l-1,A厂最大COD进水达到300mg l-1。A厂年均进水浓度为90mg/L,B厂年均进水浓度为216mg/L。5 mg/L、A、B工厂年平均加工效率可达88。和94年的9%。两厂出水CODcr均低于25mg l-1，温度和进水浓度对两种工艺处理效果无显著影响。出水完全符合排放要求。 3．五日生化需氧量。图1(C)和(d)显示了两种植物的bod进出水的变化。从图中可以看出，BOD和COD。，两者之间存在着密切的相关性。两种指标的进水浓度具有一致的波动特征。B厂进水浓度明显高于A厂，A厂进水浓度年均值为30。4毫克/升，B工厂是98。1 mg/L,B 厂的水是A厂的3倍，两厂最大进水浓度分别为104mg/L和379 mg/L，也是A厂的3倍左右。对比化学需氧量浓度分布图，可以看出水体具有良好的生物降解性。根据出水指数，A厂处理后的年平均浓度为4。8 mg/L,B厂年平均出水浓度仅为2。在3 mg/L时，平均处理效率达到84。和97年的2%。7%,可以看出植物B的治疗效率高于工厂,但是工厂的废水水质可以满足排放要求,不到20 mg/L,出水水质稳定,外部条件的变化没有显著影响的效果。
膜分离技术处理工业废水的应用
膜分离技术处理工业废水的应用现状及发展趋势 摘要：本文阐述了膜分离技术基本原理及其特点、分离膜需要具备的条件，介绍了膜分离技术在工业废水处理中的应用情况，提出了膜分离技术发展趋势。 关键词：膜分离技术；废水处理；发展趋势 膜分离技术是在20世纪初出现、20世纪60年代迅速崛起的一门分离新技术，膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、吸附、萃取、深冷分离等)相比较，过程不发生相变，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单等特点，受到世界各技术先进国家的高度重视，投入大量资金和人力，促进膜技术迅速发展，使用范围日益扩大，广泛应用于工业废水等处理过程，给人类带来了巨大的环境效应。膜分离技术应用到工业废水的处理中，不仅使渗透液达到排放标准或循环生产，而且能回收有价资源。 1. 膜分离技术的基本原理和特点 1.1 膜技术在水处理中应用的基本原理是：利用水溶液（原水）中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液（原水）进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。总的说来，分离膜之所以能使混在一起的物质分开，不外乎两种手段。 1.1.1 根据混合物物理性质的不同——主要是质量、体积大小和几何形态差异，用过筛的办法将其分离。微滤膜分离过程就是根据这一原理将水溶液中孔径大于50 nm的固体杂质去掉的。 1.1.2 根据混合物的不同化学性质。物质通过分离膜的速度取决于以下两个步骤的速度，首先是从膜表面接触的混合物中进入膜内的速度(称溶解速度)，其次是进入膜内后从膜的表面扩散到膜的另一表面的速度。二者之和为总速度。总速度愈大，透过膜所需的时间愈短；总速度愈小，透过时间愈久。 1.2 膜分离技术的特点 膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型流体分离单元操作技术。在膜分离出现前，已有很多分离技术在生产中得到广泛应用。例如：蒸馏、吸附、吸收、苹取、深冷分离等。与这些传统的分离技术相比，膜分离具有以下特点： (1) 膜分离通常是一个高效的分离过程。例如：在按物质颗粒大小分离的领域，以重力为基础的分离技术最小极限是微米，而膜分离却可以做到将相对分子质量为几千甚至几百的物质进行分离(相应的颗粒大小为纳米)。 (2) 膜分离过程的能耗(功耗)通常比较低。大多数膜分离过程都不发生“相”
水处理膜分离技术
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）： 微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在 1000-300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广
二氧化氯在污水处理中作用
论二氧化氯在废水处理中的作用 齐翔东北煤炭环境保护研究所 一、二氧化氯的性能与特点 二氧化氯在常温下是一种带有辛辣气味的黄色气体，易溶于水形成黄绿色溶液，浓度为107.9g/L，能迅速杀灭细菌和病毒，不与酚类反应生成有害化合物，能降低或消除氯气易形成的致诱变和致癌的三氯甲烷，是稳定的使用单体。二氧化氯对病毒芽孢及水中的异氧菌、硫酸盐、还原菌和真菌均有较好的消毒效果。它的主要作用是对细胞壁的吸附和通过功能，可有效的氧化细胞酶的系统，并快速的控制微生物蛋白质的合成。 ClO2气体的性质极不稳定，在一定的浓度和压力下(当空气中ClO2浓度大于10%易于爆计炸)具有爆炸的危险，不易储存和运输，因此，要求在使用的现场制备。目前，制作二氧化氯的设备有电解法和化学法及高纯度二氧化氯发生器。 二二氧化氯的机理 1、二氧化氯的杀菌机理， 细菌表面带有一定的负电荷，这些负电荷可以避免细菌收到带负电荷的杀菌剂的影响。ClO2以中性单分子形态存在并进入细胞内部，其效果不受细胞表面负电型的影响。ClO2透过细胞膜的方式为单纯扩散，不需要载体蛋白（渗透酶）的参与，所以无论细菌的代谢活力如何，ClO2均可起到杀菌作用。另外ClO2能破坏微生物的葡萄糖氧化酶，使其不能参加氧化还原活动并导致细
胞的代谢机能发生障碍。ClO2还可以与细菌中的部分氨基酸发生氧化还原反应，是氨基酸分解破坏，进而控制蛋白质的合成，最终导致细菌死亡。 2、脱色机理 用ClO2处理废水主要利用其强氧化性。ClO2与有机物的反应都是自由基氧反应，高沸点的有机物大部分被氧化成为较低沸点的中小分子的有机物，其中部分被分解为可挥发的有机物、CO2和H2O。在脱色工艺中，ClO2可是染料中的某些家断裂形成电子，电子跃迁能力很大，最大吸收波长已移到可见光外，于是颜色便消失。由于水中的分子数目减少，水对同一波长的吸收减弱，吸光度值减小，这样就达到了脱色的目的。 3、除酚机理 在除酚工艺中，ClO2可使酚类化合物分解位醌类化合物和简单的有机酸，其中的一部分可以进一步分解为CO2和H2O。MN2+、CN－等无机物和酚类、腐殖质等发生反应并有效地去除这些物质，达到降低色度、分解酚类等物质的目的。 三二氧化氯在污水处理中的应用 二氧化氯在医院污水处理中的应用 医院污水不可避免的含有多种细菌、病毒、寄生虫卵和有害物质，如不进行有效的处理就排放，细菌病毒会严重污染水体，传播大量的疾病。目前：医院污水消毒有几种方法，如液氯消毒法、次氯酸钠消毒法、抽烟消毒法、二氧化氯消毒法。一般液氯
液膜萃取法
液膜萃取法文献综述 液膜萃取技术结合了固体膜分离法和溶剂萃取法的特点,是一种新型的膜分离方法.液膜是乳状液滴分散在另一水相或油相中聚集成平均直径为1mm的聚集体时形成的(W/O)/W或(O/W)/O型复相乳液体系。在前一种情况,两种不同的水相(分别称为内相、外相)被一层油膜隔开,后一种情况是两种不同的油相被一层水膜隔开,液膜本身的厚度为1～10Lm。由于液膜的厚度只有人工固体薄膜的十分之一,所以物质穿过液膜的迁移速度更快。液膜萃取就是利用液膜的选择透过性,使料液中的某些组分透过液膜进入接受液,然后将三者各自分开,从而实现料液组分的分离。液膜萃取过程是由三个液相所形成的两个相界面上的传质分离过程,实质上是萃取与反萃取的结合。 应用领域：30多年来,液膜一直是一个十分活跃的研究课题。液膜传质速率高与选择性好的特点,使之成为分离、纯化与浓缩溶质的有效手段,
它与其它辅助设备、仪器、检测方法相结合,在石油化学、冶金工业、海水淡化、废水处理和综合回收、医学、生物学等方面的应用已日益受到人们的重视。 应用优点：一些物理化学性质相似的碳氢化合物很难分离，采用液膜技术可以成功分离碳氢化合物。利用液膜萃取技术可以有效地提取某些金属，提取率达99.5%。液膜萃取法处理废水，使废水达到了国家排放标准，有效的回收了可循环利用的成分，同时也减少了环境的污染。液膜萃取在生物学方面。青霉素是一种应用广泛的抗生素类药物,传统的提取方法采用溶媒萃取法。青霉素易分解损失。莫凤奎等使用青霉素G钠盐纯品溶液,模拟考察了乳状液膜法分离青霉素的条件,在最佳条件下青霉素的提取率可达92%。浓缩比可达9,且具有青霉素不易损失,工艺简单等优点。 废水处理中液膜萃取应用的优点：对含有机质废水的处理,大多采用有机溶剂萃取法,但处理后的废水中仍含有较高浓度的有机物质,采用液膜法则可使废水得到彻底的处理。 发展前景：经过多年的发展,液膜萃取在机理
废水处理
废水处理技术相关进展 贺成志 指导老师欧阳玉祝 （吉首大学化学化工学院湖南吉首416000） 摘要：废水处理就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。本文介绍了高浓度有机废水，农村生活污水，焦化废水三大类废水的处理技术。 关键词：废水；处理技术 Advances in the research on wastwater treatment He Chengzhi Teacher Ouyang Yuzhu (College of Chemistry and Chemical Engineering, Jishou University, Jishou Hunan, 416000) Abstract:Wastewater treatment is the use of physical, chemical and biological methods of wastewater treatment, purification of waste water, reduce pollution, as well as to wastewater recycling, reuse, make full use of water resources. Key words:wastwater；processing 1 高浓度有机废水处理技术 1.1 化学处理技术 1.1.1 焚烧法 焚烧法利用燃料油、煤等助燃剂将有机废水单独或者和其他废物混合燃烧,焚烧炉可采用各种炉型。效率高,速度快,可以一步将有害废水中有机物彻底转化为二氧化碳和水。但设备投资大,处理成本高,除某些特殊废水(如医院废水)以外难以采用。 1.1.2 Fenton氧化法 Fenton试剂具有很强的氧化能力,因此Fen2ton氧化法在处理废水有机物过程中发挥
膜分离技术处理工业废水的应用现状及发展趋势
扬州工业职业技术学院 2013 —2014 学年 第一学期 文献检索论文 课题名称：膜分离技术在废水处理中的应用及其发展方向设计时间： 2013.10.10～2013.12.15 系部：化学工程学院 班级： 1301应用化工 姓名：郑鹏 指导教师：王富花 学号： 1301110137
目录 摘要 (1) Abstract (1) 第一章前言 (3) 1.1膜技术在水处理中应用的基本原理 (3) 1.1.1根据混合物物理性质的不同 (3) 1.1.2根据混合物的不同化学性质 (3) 1.2 膜分离技术的特 点 (4) 2.1 分离性 (4) 2.1.1 分离膜必须对被分离的混合物具有选择透过(即具有分离)的能力 (4) 2.1.2 分离能力要适度 (4) 2.2 透过性 (4) 2.3 物理、化学稳定性 (4) 2.4 经济性 (5) 3在工业废水处理中的具体应用 (5) 3.1 淀粉污水处理 (5) 3.2 含酚废水处理 (5) 3.3 含氰废水处理 (5) 3.4 重金属离子的处理 (6) 3.5 炼油废水处理 (6) 展望 (6) 参考文献 (8)
膜分离技术在废水处理中的应用及其发展方向 摘要：本文阐述了膜分离技术基本原理及其特点、分离膜需要具备的条件，介绍了膜分离技术在工业废水处理中的应用情况，提出了膜分离技术发展趋势。 关键词：膜分离技术；废水处理；发展趋势 膜分离技术是在20世纪初出现、20世纪60年代迅速崛起的一门分离新技术，膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作(如蒸发、吸附、萃取、深冷分离等)相比较，过程不发生相变，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单等特点，受到世界各技术先进国家的高度重视，投入大量资金和人力，促进膜技术迅速发展，使用范围日益扩大，广泛应用于工业废水等处理过程，给人类带来了巨大的环境效应。膜分离技术应用到工业废水的处理中，不仅使渗透液达到排放标准或循环生产，而且能回收有价资源。 1. 膜分离技术的基本原理和特点 1.1 膜技术在水处理中应用的基本原理是：利用水溶液（原水）中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力作用下对水溶液（原水）进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。总的说来，分离膜之所以能使混在一起的物质分开，不外乎两种手段。 1.1.1 根据混合物物理性质的不同——主要是质量、体积大小和几何形态差异，用过筛的办法将其分离。微滤膜分离过程就是根据这一原理将水溶液中孔径大于50 nm的固体杂质去掉的。 1.1.2 根据混合物的不同化学性质。物质通过分离膜的速度取决于以下两个步骤的速度，首先是从膜表面接触的混合物中进入膜内的速度(称溶解速度)，其次是进入膜内后从膜的表面扩散到膜的另一表面的速度。二者之和为总速度。总速度愈大，透过膜所需的时间愈短；总速度愈小，透过时间愈久。 1.2 膜分离技术的特点 膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型流体分离单元操作技术。在膜分离出现前，已有很多分离技术在生产中得到广泛应用。例如：蒸馏、吸附、吸收、苹取、深冷分离等。与这些传统的分离技术相比，膜分离具有以下特点： (1) 膜分离通常是一个高效的分离过程。例如：在按物质颗粒大小分离的领域，以重力为基础的分离技术最小极限是微米，而膜分离却可以做到将相对分子质量为几千甚至几百的物质进行分离(相应的颗粒大小为纳米)。 (2) 膜分离过程的能耗(功耗)通常比较低。大多数膜分离过程都不发生“相”
膜分离技术深度处理废水
膜分离技术深度处理废水 1膜技术简介;：膜分离技术是指利用膜的选择性对料液的不同组分进行分离、纯化、浓缩的过程。根据制作材料的不同，可将膜分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，其具有制作成本低、孔径范围广、组件形式多样等特点因此应用比无机膜更为广泛。 2膜技术在焦化废水回用技术中的应用：1)预处理+超滤膜(UF)+纳滤膜(NF)工艺：唐山中润煤业化工有限公司采用预处理+超滤膜(UF)+纳滤膜(NF)工艺对公司下属焦化厂废水处理站生化出水进行深度处理，处理后的出水水质除氯离子含量较高外其他组分含量均达标排放，出水可以作为循环水的补充水进行回用。本工艺在超滤膜处理后采用纳滤膜进行再处理与超滤膜相比提高了产水率，但再用纳滤膜无法去除水中的氯离子因此导致出水回用时对设备腐蚀较大。 2)预处理+超滤膜(UF)+反渗透膜(RO)工艺：山西亚鑫煤焦化有限公司以及新疆八一钢厂焦化公司均采用预处理+超滤膜(UF)+反渗透膜(RO)工艺对焦化厂废水处理站生化出水进行深度处理，处理后的出水作为循环水补充水进行回用。该工艺出水水质较好，完全可以作为循环水进行回用，且出水中氯离子含量较低对设备腐蚀较小，但是该工艺存在污泥量大，产水率低，产水量下降较快等缺点急需对工艺进行改进。 3)预处理+膜生物反应器(MBR)+反渗透膜(RO)工艺：山东邹平铁雄焦化公司采用预处理+膜生物反应器(MBR)+反渗透膜(RO)工艺对焦化废水进行深度处理，处理后废水作为锅炉补水进行回用。该工艺出水水质较好，各组分含量均达标排放，但是在运行过程中膜生物反应器极易被污泥所堵塞，从而导致清洗
中药液膜分离技术的应用及发展
2 液膜分离技术在废水处理中的应用 2.1去除重金属离子 液膜分离技术可以有效地分离并回收废水中的重金属离子。奥地利Graz工业大学的Marr等人采用乳状液液膜分离技术，对去除粘胶废水中的Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2-、C产、Ni2+等重金属离子作了大量试验。表I为试验结果。 表1从粘胶废水中去除各种剧金属离子的中试结果 重金厲离子废水涼矗 /(L*h-T) 初始厳度 /(mg ? L_ 11 处理肓浓度 /(mu-L-1) 2r严3045004 Z严30500 Zn I+701500,5 Cu i+20SOOO27 3*408003 Ni沖202200360 Cd"60[40 t01 Pb叶6080. 01 Cr3*4015004 从表I中可以看出，除Ni夕卜，其他金属离子的去除率均高于99%，以Zn的去除与回收为例，与溶剂萃取、化学沉淀、离子交换等方法比较，液膜分离法最经济。分离Zn的工艺采用逆流萃取塔和静电聚结破乳装置，内包相使用 DTPA[ ( 2-乙基己基)二硫代磷酸]。回收1 0 0 k g Zn的费用为54.4美元，而市售100 kg Zn为133美元采用液膜法从废水中回收zn具有一定的经济效益。美国Syracuse大学Jongheop Yi采用陶瓷支撑膜分离Cu他们认为，充满有机螫合酸的孔状陶瓷支撑膜，作为分离稀溶液中金属离子的无机支撑膜系统.其性能优于聚合物支撑膜，具有广阔的应用前景。因为聚合物支撑膜对温度、pH敏感，易变形老化，而陶瓷支撑膜正好弥补了聚合物支撑膜的缺点。在分离Cu 2+过程中，陶瓷支撑膜制成a铝/硅片型，其中注入2-羟基-5-壬基乙酰苯。 2 .2分离废水中的有机酸、无机酸 美国科罗拉多矿业大学的Wan gC.C研究了用液膜分离法去除水溶液中的多种
膜分离技术在工业含盐废水处理中的应用
膜分离技术在工业含盐废水处理中的应用 发表时间：2019-04-02T14:10:16.633Z 来源：《基层建设》2019年第1期作者：孟梅 [导读] 摘要：随着我国对于工业含盐废水处理要求的不断提升，膜分离技术也在工业含盐废水的处理之中得到了深入的应用。 武汉江扬环境科技股份有限公司湖北省武汉市 430000 摘要：随着我国对于工业含盐废水处理要求的不断提升，膜分离技术也在工业含盐废水的处理之中得到了深入的应用。随着科学技术的不断发展，膜分离技术的技术应用也拥有了更多的形式和更加科学的废水处理方法，能够提升工业含盐废水的处理效率和处理质量。本文针对于膜分离技术在工业含盐废水处理之中的应用形式展开了深入的探讨，希望能对膜分离技术的深入应用起到一定的推进作用。 关键词：膜分离技术；工业含盐废水；处理；应用 引言： 在进行膜分离技术应用的探究时，应该以膜分离技术的总体概述作为切入点，深入而又相近的探究膜分离技术在工业含盐废水处理之中的多种应用形式，并对膜分离技术在工业含盐废水处理之中的发展形势进行合理展望，进而使技术的应用能够符合工业含盐废水处理的根本要求，促进膜分离技术在工业含盐废水处理之中的广泛应用。 一、膜分离技术的总体概述 就我国的膜分离技术而言，利用的是膜的选择通透性质，在溶液通过膜时，会将杂质进行有效的截留，从而达到分离液料之中不同成分的根本作用。随着时代的发展，科技的进步，膜分离技术使用的膜孔径可以精确到微米，从而使膜分离技术的应用更加精准。在工业含盐废水的处理过程之中，膜分离技术能够将压力转化为动力，在废水经过膜的表面的同时，将杂质以及其他污染物一并拦截，从而达到水的净化与处理的作用。同时，膜分离技术也更具备定向性，可以将工业含盐废水之中的有用成分进行回收再利用，进而能够提升相关企业的经济效益和社会效益，达到高效高质量处理工业含盐废水的根本目的[1]。 二、膜分离技术在工业含盐废水处理之中的应用形式 （一）反渗透技术的应用 反渗透技术是一种较为新型的工业含盐废水处理技术，可以用于水的淡化处理，目前主要应用于脱盐水、纯水以及超纯水的制备之中，而近些年来，随着工业含盐废水处理要求的不断提升，反渗透技术也得到了广泛应用，其主要的应用形式在于苦咸水、海水淡化以及无法使用其它处理技术进行处理的废水领域。反渗透技术的反渗透膜能够将工业含盐废水之中百分之九十五以上的溶解性盐分子截留在膜网之上，而且操作简单，资源和能源的消耗量较小，反渗透技术本身设备也不会占用过多的空间，能够全面降低技术的应用成本，提升技术的应用效力。在技术应用时，一般会通过与热法结合作为工业含盐废水的与处理方案，通过渗透技术能够得到两种水，其中一种含盐量较低的水，这种水可以直接进入水循环系统；另一种水含盐量较高，需要进行深度处理。在反渗透技术的应用之下，能够全面降低工业含盐废水的处理量，提升废水处理的实际效率和处理质量，使工业含盐废水的处理更加具备经济效益和社会效益。虽然反渗透技术设备的制作成本较高，很少在我国农业生产之中进行应用，然而在技术来说，其在工业领域和军事领域有着更为广泛的应用价值[2]。 （二）纳滤技术的应用 所谓的纳滤技术是膜分离技术的一种主要应用形式，主要的技术应用形式在于利用超滤和反渗透之间的压力驱动，从而将小分子有机物能够精准的截留在膜上，是一种集合分离、浓缩于透析一体的先进技术。这种技术在应用过程之中，与反渗透技术相比操作空间较大，能量消耗较小，可以将多种分离进行更加有效的截留，对于钙、硫酸盐、镁离子都有着更高的脱除率。纳滤技术在应用时，可以利用上述优势，首先经过预处理将工业含盐废水之中的多价离子除去，然后将这部分废水送入纳滤系统，将硫酸钠和氯化钠进行有效分离，然后在进行后续的蒸馏与结晶处理工序，从而实现工业含盐废水的有效处理。与其他水处理技术相比，纳滤技术的技术指向性更强，能够有效的将多种金属离子进行去除，并能够对于可以用的物质进行结晶，从而实现结晶盐的回收再利用。在工业之中，可以将通过纳滤技术进行分离后的结晶盐制成多种副产品，从而实现资源的再利用，达到循环经济的根本目的。然而纳滤技术的设备投入较高，大型的工业生产基地也需要6年左右才可以收回成本，在技术应用时需要慎重调研和考虑。 （三）电透析技术的应用 所谓的电透析技术，即是将工业含盐废水的溶液置入直流电环境之中，使工业含盐废水之中的阴离子和阳离子能够得到有效分离，从而使其能够通过交换膜进行定向分离。一般情况下而言，电透析技术能够通过交换膜的选择通透性而进行离子交换，使溶液之中的阴离子向阴极方向迁移，阳离子向杨箕方向迁移，最后两种离子在浓水室之中根据直流电场的作用向两个方向进行移动。如此一来，浓水室就会因为阴阳离子的不断移动而不断的降低浓度，最终将净化后的水流进行有效牵引，从而完成整个工业含盐废水的处理过程。电透析技术随着时代的不断发展，在工业领域、医药生产领域以及食品生产领域得到了广泛应用，目前，电透析技术已经在多个国家和地区建立了成熟的技术体系，已经成为了膜分离技术之中不能缺少的关键性技术[3]。 三、膜分离技术的应用前景 由于膜分离技术能够有效的进行工业含盐废水的处理，因此在我们日常的生产生活之中有着较为广泛的应用。尤其是在近些年来，随着我国人口数量的急剧上升，人均可利用的水资源在不断减少，相应的水资源保护法律法规应运而生，这些客观条件都是膜分离技术的深入应用成为必然。而膜分离技术也从过去的实验工具一跃而成为更具技术背景和应用前景的实用性技术。在工业含盐废水的处理过程之中，可以采用RO技术进行海水的淡化，不仅能够缓解水资源利用的困难，同时也能提升能源的利用效率，目前，每立方米的海水淡化能耗已经降低到5KW/H，更加有效的节约了技术成本。同时，膜分离技术也可以应用到食品制造行业，医学药品制造行业，能够有效的提取发酵液之中的制定化学成分。膜分离技术还能够进行大分子的分离以及化学品纯度的提纯等等，精确率更高，效率也得到了更进一步的提升。在医学之中，人工透析技术就是采用膜分离技术进行的手术，能够将人身体内的血液之中有害物质进行清除。随着膜分离技术的深入应用，越来越多人意识到膜分离技术的应用前景和商业价值，全球的膜市场也在以每年百分之8到百分之10的速度高速增长，在一些发达国家之中，膜市场的市场占有率甚至高达百分之75。而膜分离市场之中，人工透析的占有率高达百分之43，反渗透膜、微滤技术和超滤技术占比百分之41，而在化工工业气体成分分离的技术占比百分之5。相信在未来，随着人们对于膜分离技术认识的不断深入，科学技术手段的不断发展，膜制造与膜技术的应用将会得到更具体的发展。在未来，膜分离技术将从材料和技术两个方面入手，提升膜分离技术的定向性与稳定性，同时能够更进一步延长，膜材料的使用寿命，确保膜本身的通透性和稳定性[4]。相信在科学技术的不断发展之中，膜分离技术