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陶瓷膜处理工业污水一、技术详情1、纳米平板陶瓷膜污水处理工艺，由纳米陶瓷膜分别技术和生物技术有机结合的新型水处理工艺，采纳第五代纳米陶瓷技术生产的纳米平板陶瓷膜，利用MBR的长污泥龄优势，在系统内通过精确掌握溶解氧、污泥浓度等条件，实现系统同步硝化和反硝化脱氮，提高生物除磷力量。
再通过纳米陶瓷膜进行污水分别，有效拦截水中的病原微生物、重金属等污染物。
本技术主要适用于生活污水、工业废水、中水再生回用、屠宰养殖废水、农村污水处理、垃圾渗滤液等领域。
纳米平板陶瓷膜污水处理工艺具有占地面积低，能耗低，剩余污泥量低，处理效率高等优势。
实践证明，其出水水质远优于我国城镇污水处理排放标准最高要求，达到了中水回用的标准。
2、纳米平板陶瓷膜一体扮装备是在纳米平板陶瓷膜污水处理技术的基础上，集陶瓷膜组器及生物反应器于一体，综合了生物处理和陶瓷膜过滤技术特点的复合型水质净化器。
本技术产品主要用于生活污水、工业废水、各类有机废水及乡镇污水处理等，采纳高度集成化设计、标准化生产。
二、技术优势本技术处理出水达《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。
主要的技术经济指标：（1）本技术主要技术指标：溶解氧浓度掌握在0.5-2mg/L，水力停留时间在4-6小时，污泥浓度在8000-15000mg/L。
（2）污泥负荷：0.03-0.15kgBOD5/KgMLSS.d。
（3）氮负荷：0.006-0.012kgN/KgMLSS.d。
（4）污泥产率：0.05-0.1kgMLSS/KgCOD。
（5）投资成本在通常在3000~4000元/吨，直接运行成本在0.4-0.8元/吨，综合运行成本在1.0~1.2元/吨。
三、适用范围适用于工业区污水处理。
陶瓷膜孔径过滤发酵液
摘要：
1.陶瓷膜的概述
2.陶瓷膜的孔径对过滤发酵液的影响
3.陶瓷膜过滤发酵液的方法
4.陶瓷膜在过滤发酵液中的应用案例
5.陶瓷膜过滤发酵液的优势及展望
正文：
一、陶瓷膜的概述
陶瓷膜是一种以陶瓷材料为基质的膜过滤材料，具有良好的耐热性、耐腐蚀性、高通量和高选择性等特点。
在我国，陶瓷膜广泛应用于化工、环保、食品、医药等领域，其中在发酵液过滤领域表现尤为突出。
二、陶瓷膜的孔径对过滤发酵液的影响
陶瓷膜的孔径大小对过滤发酵液有着重要的影响。
孔径过大，容易导致发酵液中的菌丝体和杂质通过，降低过滤效果；孔径过小，陶瓷膜的过滤速度会受到影响，降低生产效率。
因此，合适的孔径大小对于陶瓷膜过滤发酵液至关重要。
三、陶瓷膜过滤发酵液的方法
陶瓷膜过滤发酵液的方法主要有两种：一种是在滤布上预先铺一层助滤剂，如硅藻土、珍珠岩等，以提高滤速；另一种是直接将助滤剂加入发酵液中，以增加滤饼的疏松程度，提高过滤效果。
四、陶瓷膜在过滤发酵液中的应用案例
在新生霉素发酵液过滤过程中，可以加入氯化钙和磷酸钠作为填充- 凝固剂，生成的磷酸钙沉淀不仅能作为助滤剂，还能使悬浮物凝固。
环丝氨酸发酵液则可以通过加入氧化钙和磷酸处理，生成磷酸钙沉淀，提高过滤速度。
五、陶瓷膜过滤发酵液的优势及展望
陶瓷膜过滤发酵液具有过滤速度快、过滤效果佳、耐热性强、耐腐蚀性好等优点，为发酵液过滤提供了一种高效、可靠的解决方案。
陶瓷膜在废水处理中的脱盐性能研究陶瓷膜在废水处理中的脱盐性能研究引言：近年来，随着工业化和城市化的快速发展，废水处理问题日益受到人们的关注。
废水中含有大量的盐类物质，如氯化物、硫酸盐等，如果直接排放到环境中将对周围的生态环境造成严重影响。
因此，开发高效的脱盐技术对于废水处理具有重要意义。
陶瓷膜作为一种新型脱盐材料，在废水处理中展示出良好的应用前景。
一、陶瓷膜的介绍陶瓷膜是一种由无机材料制成的多孔性薄膜，具有良好的机械强度和热稳定性。
其微孔大小可调，可以选择性地让水分子通过，同时将盐类物质截留在膜表面。
因此，陶瓷膜具备优秀的脱盐性能，被广泛应用于废水处理领域。
二、陶瓷膜在废水处理中的应用1. 离子交换膜陶瓷膜的微孔结构使其成为一种理想的离子交换膜，可用于去除废水中的盐类物质。
离子交换膜将带电的盐离子吸附在膜表面，通过应用电场，使其向相反方向迁移，从而实现脱盐效果。
2. 微滤膜陶瓷膜的多孔性和过滤性能使其适用于微滤膜技术。
通过调整陶瓷膜的孔隙大小和排列密度，可以有效地截留废水中的微小颗粒和悬浮物，从而实现对废水的脱盐处理。
3. 水蒸气渗透膜陶瓷膜还可用于水蒸气渗透膜技术，该技术通过水分子的渗透，将废水中的盐类物质与水分离。
陶瓷膜的高渗透性和选择性使其在这一领域具有潜力。
三、陶瓷膜脱盐性能的影响因素1. 孔隙结构陶瓷膜的孔隙结构对脱盐性能具有重要影响。
合适的孔隙大小和分布可以提高陶瓷膜的截留效果，同时保持足够的通透性，从而实现高效的脱盐。
2. 渗透压陶瓷膜脱盐的过程中，渗透压是影响渗透性能的关键因素。
适当调节渗透压，可以提高脱盐效率和废水处理的稳定性。
3. 过滤速度过滤速度是指单位面积的膜表面上通过的废水量。
适当控制过滤速度可以防止膜表面的堵塞和疏水涂层的破坏，从而保证陶瓷膜的长期稳定性。
4. 废水质量废水的性质对陶瓷膜的脱盐性能产生重要影响。
不同的盐类物质和水中的杂质会对陶瓷膜的性能产生不同程度的影响，因此需要根据废水的具体情况选择适宜的陶瓷膜材料和工艺条件。
乙醇提纯应用的陶瓷膜分离技术解读
乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用;具有特殊香味，并略带刺激;微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。
乙醇提纯技术是大家非常关心的。
下面，小编为大家介绍一下陶瓷膜分离提纯乙醇的优势。
陶瓷膜是一种由金属氧化物经高温烧制而成的无机膜元件，具有耐酸耐碱耐腐蚀耐高温等一系列应用优势。
无机陶瓷膜因具有耐热、耐酸、耐碱、易清洗、能耗低、使用寿命长等一系列优点，应用范围也不断拓宽，能更好地适应乙醇体系。
用陶瓷膜来分离发酵液的微生物，如菌体和酵母等的回收利用，已有许多成功应用的案例。
随着膜分离技术的发展，许多膜分离技术已经整合入生物发酵行业。
其中无机陶瓷膜以其耐酸碱、耐高温、耐磨损、抗污染、易清洗的优势分离提纯行业展现出得天独厚的优势。
陶瓷膜用于处理乙醇发酵废液
2020.04.20
陶瓷膜用于处理乙醇发酵废液
燃料乙醇，也称为粮食酒精，是一种新能源，属于可再生能源，作为石油的替代品和可再生能源，可以在能源供应的可持续发展中发挥积极的作用，使用含10 %乙醇的混合汽油，可减少汽车的有害气体排放。
燃料乙醇加入汽油后可提高燃料质量，是理想的汽油添加剂，特别对辛烷值的提高很有效。
目前，采用生物发酵法生产燃料乙醇是减缓能源短缺的有效方法之一，其核心是使糖原料通过酵母发酵转化为乙醇。
可以使用甘蔗糖和甜菜糖作为原料，也可以将谷物等转化为糖料作为原料，例如玉米、小麦、马铃薯、含糖份的秸秆、淀粉或植物纤维这些都可以用来生产乙醇。
在生产乙醇过程中，也要考虑对于乙醇发酵废液的处理，该废液成分较为复杂，乙醇以及少量副产物被分离后，残留在母液中的主要成分为纤维素、蛋白质、粗脂肪、无机盐等。
水量大，浓度高，COD高，是乙醇生产企业重要的染污之一。
使用传统生物法处理存在出水水质差、浪费资源等问题。
而参考目前其他行业对于发酵液的处理工艺，采用膜分离法可以达到更好的效果，同时也能回收发酵废液中的可利用资源。
无机陶瓷膜具有耐酸碱、耐高温、耐有机溶剂、抗污染、易清洗的特点，在发酵液处理方面应用最为广泛，因此使用陶瓷膜作为乙醇发酵废液较为合适。
研究表明使用陶瓷膜超滤能够回收乙醇发酵液中的蛋白资源作为蛋白质饲料，能够达到一定资源再利用的作用，同时处理水回用于发酵系统中, 对乙醇产量没有产生明显影响。
综上所述，陶瓷膜技术可以作为乙醇发酵废液的处理工艺，支持乙醇的大规模生产。
陶瓷膜处理乙醇发酵废水的工艺条件研究申屠佩兰,张峰,仲兆祥,邢卫红(南京工业大学膜科学技术研究所,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京,210009)摘 要 发酵法生产乙醇的过程中产生大量废水,文中采用陶瓷膜处理乙醇发酵废水,考察了膜孔径、料液性质以及操作条件对过滤过程的影响。
结果表明,陶瓷膜过滤乙醇发酵废水有较好的效果,化学需氧量(COD )去除率达80%,固体悬浮物(SS )截留率在99%以上。
确定了孔径为200nm 的膜管在pH 值为810,错流速度为5m /s,温度为50℃,操作压力0115MPa 条件下操作,膜通量大于700L /(m 2・h )。
关键词 陶瓷膜,乙醇废水,操作条件第一作者:硕士研究生。
收稿日期:2009-01-06 生物发酵法生产乙醇是缓解能源短缺的有效途径之一[1],但存在严重的环境污染问题。
以木薯、瓜干和玉米等为原料,吨酒精排放高浓度废水13～16t [2],其COD 约(5～7)万,生化需氧量(BOD 5)约(2～4)万,即使经固液分离后仍达20～30g/L,是我国排放有机污染物浓度最高、造成水环境污染严重的第2大轻工废水[3]。
传统生物法处理乙醇发酵废水存在能耗高、出水水质差等问题,采用膜分离技术可得到更好的效果。
有机膜对乙醇发酵废水的应用研究主要集中于纳滤和反渗透等工艺。
Sanna [4]等结合纳滤和反渗透处理糖蜜酒糟废水,纳滤过程对色度的去除效果良好,反渗透对可溶解固体总量(T DS )、COD 及K +的去除率分别达到了99180%、99190%和99199%。
李健秀等人[5]采用超滤2反渗透集成工艺分离玉米酒糟废水,对蛋白质的平均截留率为94170%,甘油平均截留率为65115%,COD 值降到1000mg/L 左右。
B raeken 等人[6]选用4种不同的纳滤膜对酿酒厂经生物法处理后的糟液废水、发酵釜底残液、糖化车间残液及啤酒蓄水池残液等四种不同废水进行处理,对糟液废水处理后,出水电导率为550μS/c m 左右,COD 、Na +和Cl +含量达到饮用水标准,而其余3种废水的有机物去除效果相对较差。
陶瓷膜在水处理中的应用研究一、陶瓷膜的特点陶瓷膜是一种由无机材料制成的薄膜，其具有高温耐受、酸碱抗蚀、机械强度高等特点。
与传统的聚合物膜相比，陶瓷膜在水处理中具有更长的使用寿命和更好的抗污染性能，因此在水处理领域备受瞩目。
陶瓷膜的孔隙大小均匀、分布稳定，能够有效地分离微小的悬浮固体和溶解固体，具有较高的截污性能。
由于这些特点，陶瓷膜在水处理领域中得到了广泛的应用。
二、陶瓷膜在污水处理中的应用在城市污水处理中，陶瓷膜可用于深度处理污水中的悬浮物和微生物，能够有效地去除污水中的颗粒物和有机物等污染物质。
陶瓷膜还可用于脱盐处理，通过膜分离技术实现海水淡化，为缓解淡水资源紧缺问题提供了新的途径。
与传统的多级蒸馏法相比，陶瓷膜技术在海水淡化中具有能耗低、操作成本低、设备简单等优势。
三、陶瓷膜在饮用水处理中的应用在饮用水处理领域，陶瓷膜也具有独特的优势。
陶瓷膜能够有效地去除水中的微生物和有机物，提高饮用水的卫生质量。
陶瓷膜能够实现对水中重金属、硝酸盐等有害物质的有效去除，保障饮用水的质量安全。
陶瓷膜还能够有效地除去水中的浑浊物质和异味物质，使水质更清澈、更纯净、更可口。
四、陶瓷膜在工业废水处理中的应用在工业生产中，废水处理是一项重要的环保工作。
陶瓷膜在工业废水处理中的应用主要体现在其对工业废水中有机物和重金属的去除上。
通过陶瓷膜技术，可实现对工业废水中有机物的高效分离和回收，减少对环境的污染。
陶瓷膜还可以有效地去除工业废水中的重金属离子，降低对水资源的污染程度，保护生态环境。
五、陶瓷膜在水资源再利用中的应用随着社会经济的发展和水资源的短缺，水资源再利用成为一种重要的手段。
陶瓷膜技术在水资源再利用中具有广泛的应用前景。
通过陶瓷膜技术，可实现对污水的高效处理和再利用，提高水资源的利用率，减少对自然水资源的开采。
常见的水资源再利用方式包括工业用水回收、中水回用、废水处理再生等，而陶瓷膜技术则能为这些再利用方式提供高效可靠的膜分离技术支持。
陶瓷膜在废水处理领域中的研究进展张诗洋1,2,单历元3,廖松义1,2,朋小康1,刘荣涛1,闵永刚1,2(1.广东工业大学材料与能源学院,广东广州510006;2.东莞华南设计创新院,广东东莞523808;3.西安交通大学理学院,陕西西安710049)[摘要]陶瓷膜具有优良的热稳定性、孔稳定性、耐化学腐蚀性和机械强度高等特点,在废水处理领域受到广泛关注。
根据近年来陶瓷膜处理废水的研究现状,介绍了改性陶瓷膜的策略及性能,并针对非改性陶瓷膜对离子/小分子过滤精度低的问题,重点介绍了二氧化钛、石墨烯改性膜的制备及应用。
最后展望了陶瓷膜在此领域中的发展前景。
[关键词]陶瓷膜;废水处理;TiO 2;石墨烯;改性[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)04-0031-06Research progress of ceramic membrane in wastewater treatmentZhang Shiyang 1,2,Shan Liyuan 3,Liao Songyi 1,2,Peng Xiaokang 1,Liu Rongtao 1,Min Yonggang 1,2(1.School of Materials and Energy ,Guangdong University of Technology ,Guangzhou 510006,China ;2.Dongguan South China Design Innovation Institute ,Dongguan 523808,China ;3.School of Science ,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710049,China )Abstract :Due to excellent thermal stability ,pore stability ,chemical corrosion resistance and mechanical strength ,ceramic membrane materials attract wide attention in the field of wastewater treatment.According to the research sta ⁃tus of ceramic membrane in wastewater treatment in recent years ,the strategy and performance of modified ceramic membranes were introduced.Aiming at the lower accuracy of ionic/small molecule filtration for non ⁃modified ceramic membranes ,the preparation and application of titanium dioxide and graphene modified ones were mainly introduced.Finally ,the development of ceramic membrane materials in wastewater treatment was prospected.Key words :ceramic membrane ;wastewater treatment ;titanium dioxide ;graphene ;modification[基金项目]广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队项目(2016ZT06C412)我国人口众多,水资源分布不均,缺口日益严重。
陶瓷膜处理乙醇发酵废水的工艺条件研究申屠佩兰,张峰,仲兆祥,邢卫红(南京工业大学膜科学技术研究所,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京,210009)摘 要 发酵法生产乙醇的过程中产生大量废水,文中采用陶瓷膜处理乙醇发酵废水,考察了膜孔径、料液性质以及操作条件对过滤过程的影响。
结果表明,陶瓷膜过滤乙醇发酵废水有较好的效果,化学需氧量(COD )去除率达80%,固体悬浮物(SS )截留率在99%以上。
确定了孔径为200nm 的膜管在pH 值为810,错流速度为5m /s,温度为50℃,操作压力0115MPa 条件下操作,膜通量大于700L /(m 2・h )。
关键词 陶瓷膜,乙醇废水,操作条件第一作者:硕士研究生。
收稿日期:2009-01-06 生物发酵法生产乙醇是缓解能源短缺的有效途径之一[1],但存在严重的环境污染问题。
以木薯、瓜干和玉米等为原料,吨酒精排放高浓度废水13～16t [2],其COD 约(5～7)万,生化需氧量(BOD 5)约(2～4)万,即使经固液分离后仍达20～30g/L,是我国排放有机污染物浓度最高、造成水环境污染严重的第2大轻工废水[3]。
传统生物法处理乙醇发酵废水存在能耗高、出水水质差等问题,采用膜分离技术可得到更好的效果。
有机膜对乙醇发酵废水的应用研究主要集中于纳滤和反渗透等工艺。
Sanna [4]等结合纳滤和反渗透处理糖蜜酒糟废水,纳滤过程对色度的去除效果良好,反渗透对可溶解固体总量(T DS )、COD 及K +的去除率分别达到了99180%、99190%和99199%。
李健秀等人[5]采用超滤2反渗透集成工艺分离玉米酒糟废水,对蛋白质的平均截留率为94170%,甘油平均截留率为65115%,COD 值降到1000mg/L 左右。
B raeken 等人[6]选用4种不同的纳滤膜对酿酒厂经生物法处理后的糟液废水、发酵釜底残液、糖化车间残液及啤酒蓄水池残液等四种不同废水进行处理,对糟液废水处理后,出水电导率为550μS/c m 左右,COD 、Na +和Cl +含量达到饮用水标准,而其余3种废水的有机物去除效果相对较差。
与有机膜相比,无机膜具有耐酸、耐碱、抗微生物能力强、使用寿命长等优势,对乙醇发酵废水的应用研究主要是超滤和微滤处理。
Lap is ova 等[7]在乙醇发酵中试中对发酵糟液进行了微滤和超滤(孔径为114μm ～5ku )的研究,得出先用孔径为012μm 的陶瓷膜进行处理,再将其滤液用孔径为50ku 和15ku 的陶瓷膜处理后皆可作为工艺水回用。
Ki m 等[8]采用截留分子质量为5ku 的陶瓷膜对糟液进行超滤处理后滤液回用于发酵系统中,对乙醇产量没有影响;丁重阳[9]和方亚叶等人[10]都报道了运用陶瓷膜对浓醪酒糟进行微滤后,滤液同样可以成功回用于发酵系统中。
以上研究均表明,陶瓷膜可以应用于乙醇发酵废水的处理中,但废水性质及陶瓷膜的操作工艺对陶瓷膜处理效果的影响尚未有详细讨论。
本文以实验室发酵后获得的糟液及洗罐水混合配制的废水为研究对象,采用陶瓷膜过滤,着重考察废水pH 、操作参数等对膜过滤性能的影响,为陶瓷膜应用的工艺设计提供参数。
1 实验部分111 实验装置及实验原料本实验采用陶瓷膜过滤装置如文献所示[11],实验原料及材料如表1。
表1 实验用原料及材料原料及材料规格及等级制造单位纯水电导率8～11μS/c m 实验室自制NaOH 分析纯(AR )广西省汕头市西陇化工厂NaCl O 分析纯(AR )上海试四赫维化工有限公司乙醇发酵废水COD Cr =3000～5000mg/L;实验室发酵所得糟液及Turbidity =240NT U 洗罐水混合配制陶瓷膜19通道,膜孔径20、50、200及500nm,南京九思高科技有限公司通道内径4mm,管长50c m,膜面积约0111m 2112 实验方法采用错流过滤,每次过滤时间约为150m in,定时测定渗透通量,在未作说明时,渗透液返回储液罐中。
分析过滤前后液体的COD 值、浊度及固体悬浮物含量(SS ):COD 的测定采用HACH 公司的COD 测定仪;浊度的测量采用美国HACH 公司生产的HACH2100N 浊度仪;Zeta 电位的测定采用马尔文公司的Nano 2Z 电位测定仪;固体悬浮物含量(SS )采用国家标准测定方法[12]。
污染膜用清水冲洗后用1%NaCl O 浸泡,膜通量恢复后再进行下次实验。
2 结果与讨论211 膜孔径对过滤效果的影响实验考察了膜孔径分别为20n m 、50n m 、200n m 、500nm 的膜管对乙醇发酵废水的处理效果。
操作条件为:操作压力011MPa,膜面流速3m /s,温度为25℃。
图1是不同孔径膜管过滤乙醇发酵废水膜通量随时间的衰减趋势图。
从图1中可以看出,过滤过程刚开始,通量衰减速度都较快,但30m in 以后,通量下降趋缓。
4种孔径的陶瓷膜对膜过滤通量的影响分别为200n m >50nm >20n m >500nm ,渗透通量与膜孔之间存在最优值的关系。
这是由于发酵废水中大分子胶粒平均粒径大约在450n m 左右,采用孔径为200n m 以下的陶瓷膜过滤,膜污染以表面滤饼层为主,当滤饼层稳定后,膜通量也趋于稳定,同时由于膜孔径减小,膜自身阻力增大,表现出随着膜孔径减小,膜渗透通量减小;而采用孔径为500nm 膜管,膜通量出现持续下降,尽管30m in 后下降缓慢,但160m in 还没有进入拟稳态区,这是由于持续不断发生膜孔内堵塞所致。
综合膜渗透通量和出水水质两方面因素,认为孔径200nm 的陶瓷膜适合乙醇发酵废水处理过程。
图1 孔径对膜通量的影响212 料液pH 值对膜通量的影响乙醇发酵废水中含大量的蛋白质、酵母及各种杂菌,Yun 等人[13]报道,料液pH 值会影响蛋白质、酵母表面的电荷和膜表面的Zeta 电位,从而影响3者之间电荷的相互作用,影响滤饼形成的速度和厚度,对膜过滤过程产生影响。
Nar ong[14]等研究了Zeta 电位对陶瓷膜过滤酵母悬浮液过滤性能的影响,指出陶瓷膜与料液的Zeta 电位之乘积是影响吸附的因素之一。
压力011MPa,膜面流速3m /s,温度为25℃的操作条件下,在不同pH 值下测定膜通量的变化曲线,结果如图2所示。
当料液pH 值低于8时,膜的拟稳定通量随废水pH 的增大而增大;pH 高于8时,膜的拟稳定通量随pH 值的增大而逐步下降。
测定不同pH 乙醇发酵废水的Zeta 电位,如图3所示。
实验采用的陶瓷膜是氧化锆材质,其等电点在516左右[11],随着pH 增大,陶瓷膜表面从荷正电变为电中性再转向荷负电。
本体系当pH 值在8附近时表现出最高的渗透通量,这是由于pH 为8时,溶质和膜表面均呈负电性,Zeta 电位相差最大而使蛋白和菌体的吸附相对较轻。
在较低pH 时,膜表面和溶质电性相反易使蛋白及菌体吸附在膜表面而使通量下降;另外,当料液呈较强碱性时,此时的pH 值接近大部分蛋白质的等电点,使得溶液中的蛋白大量析出,一方面使膜表面滤饼层变厚,另一方面析出蛋白的尺寸可能与膜孔径尺寸相当,引起膜污染的加剧[15]。
因此从提高膜通量的角度出发,可适当将pH 值调为8。
图2 废水pH 值对膜通量的影响图3 不同pH 值下陶瓷膜和发酵废水的zeta 电位213 操作压力对膜通量的影响膜的错流过滤是以压力差为推动力的分离过程,操作压力是影响膜通量的主要因素。
本实验考察了操作压力分别为0105,0108,0112,0115,0120,0125MPa 下膜通量的变化。
料液pH 值为8,膜面流速3m /s,温度为25℃,所得结果如图4所示。
图4 操作压力对膜通量的影响由图4可知,较高操作压力的初始通量高于低压的初始通量,但在初始阶段,较高操作压力的渗透通量衰减比低压要快得多,之后变化趋于缓和。
随着操作压力的增大,膜的拟稳定通量先增大后减小。
当操作压力低于0115MPa 时,膜的拟稳定通量随操作压力的增大而增大;超过0115MPa 后,随着操作压力的增大膜的拟稳定通量反而下降。
这可能是双重因素作用的结果,一方面过滤推动力增大,使膜通量增大;另一方面也引起凝胶层的压实导致极化现象严重,使过滤阻力增大。
在低压力部分时,前一因素起主要作用,压力升高则膜通量增大;在高压力部分时,后一因素逐渐起主要作用,压力升高则膜通量下降。
本试验认为,采用操作压力为0115MPa 时,有利于提高膜通量。
214 错流速率对膜通量的影响图5 错流速度对膜通量的影响适宜的错流速度对降低膜面边界层厚度,减轻浓差极化,缓解膜的污染,对提高膜通量有着重要的作用。
料液pH 值为8,操作压力0115MPa,温度25℃。
在膜面流速分别为2m /s ,3m /s,4m /s 和5m /s 时,考察了膜通量的衰减情况,所得结果如图5所示,随着膜面错流速度增加,膜的拟稳定通量逐渐增大。
由于增大膜面错流速度,膜管内流体的剪切力增加,使膜表面的沉积和堵塞膜孔的大分子被带走,从而有效地减小膜表面的凝胶层厚度和降低膜孔污染。
同时,减少了过滤阻力,相应减轻浓差极化的影响。
本实验范围内,膜面错流速度越大,膜的通量越高,但是过高的膜面错流速度也意味着较高的能耗。
本实验的结果同时也说明,陶瓷膜处理乙醇发酵废水的主要膜污染是膜面滤饼层,流速增大,膜面污染层减薄。
本文选择膜面错流速度为5m /s 左右。
215 温度对膜通量的影响一般情况下,温度升高料液黏度下降,传质扩散系数增加,因此有利于膜通量的提高。
pH 为8,膜面流速5m /s ,操作压力0115MPa 。
不同操作温度对膜通量的影响见图6,膜通量随温度的增加而增大。
操作温度越高膜通量越大,但温度的增加也意味着能耗的增加。
将各种温度下过滤后的渗透液进行了COD 及浊度的测定,结果如图7和图8所示。
从图7可见,COD的去除率随着温度的升高有显著的提高。
这是由于乙醇发酵废水中有机物随着温度的升高而挥发掉,从而降低了渗透出水中COD 的含量。
从图8可以看出,温度变化对浊度影响不大。
考虑到现有乙醇发酵工艺中,排出的糟液温度多在50～60℃,因此选择60℃左右是适宜的。
图6 操作温度对膜通量的影响图7 滤液COD 及其去除率216 膜过滤前后乙醇发酵糟液废水的理化指标分析表2是乙醇发酵废水在优化操作条件下经陶瓷膜过滤后的水质参数。
其中浊度和固体悬浮物的去除效果较好达到99%,陶瓷膜对COD 的去除率约为80%左右,但是对无机盐和残糖几乎无截留效果。
渗透液中COD 含量较高,还不能直接进行排放,但是这图8 滤液浊度及其去除率部分COD主要是由发酵废水中的残糖引起的,可以考虑将糖分回用于发酵。
因此,基于节能节水、降低废水处理成本,将渗透液作为工艺用水回用于发酵过程中具有较好的应用前景。
