陶瓷膜在印钞废水处理中的应用

2019-08-08 16:34:21 3
通过对膜过滤过程的研究,选择了合适孔径的膜、优化了操作参数,并对膜再生的方法、膜清洗实验重复性进行了考察。最终确定用无机陶瓷膜处理印钞废水,合适的膜孔径为50纳米,在操作压力0.3MPa,膜面流速4.0m/s,操作温度为45~550C时可取得较高的渗透通量;最简单有效的膜再生方法为渗透液清洗法,并且本实验有较好的重复性和稳定性。由于膜分离具有无相变、能耗低、效率高、适用范围广、操作稳定、不产生二次污染等优点,膜法处理印钞废水的研究越来越多。考虑到此废水体系为强碱性(其中含NaOH1%左右),而无机陶瓷膜具有耐酸碱、耐高温、运行寿命长及易再生的优点,故选择无机陶瓷膜对印钞废水进行处理。印钞废水经过无机陶瓷超滤膜处理后,渗透液部分经调整后循环使用,浓缩液部分含有大量的树脂、颜料、填充料等物质,其固含量约为15%,每天产生的浓缩液量为12吨左右,通过喷雾干燥形成粉末,用来制造粉笔,变废为宝,满足经济和环保的需要。
有机膜处理印钞废水现状
用截留分子量为1~3万左右、纤维内径1.0~2.0mm、壁厚0.25~0.32mm的单皮层聚砜共混中空纤维超滤膜处理印钞废水。在超滤实验中,当进口压力为0.17MPa,膜面流速在2.7m/s左右,循环液温度400C左右时,渗透通量可保持在50~60L/m2.h之间,采用一般清洗和化学清洗,可使膜的通量随时间变化而基本不变;印钞废水经超滤处理后,油墨基本达到完全去处,碱和表面活性剂透过膜,成为略带黄色的澄清透明液,稍加调整即可回用;设备对印钞废水的回收率在75%以上;超滤膜使用寿命达到一年以上。
超滤系统为两极串联,经过预处理的印钞废水首先进入第一级超滤器进行循环超滤,经过浓缩处理的浓液再进入第二级继续进行循环超滤,最后排出浓液的浓度由浓液控制阀控制再原液的20%左右。第二级超滤器排出的浓缩液直接进入后处理工段继续处理。
有机膜由于耐热性及理化稳定性较差、孔径分布范围较宽、易堵塞、再生困难且难以适应多次高温灭菌和净化等缺点,所以在一些领域其应用受到了限制。自八十年代起采用陶瓷、金属、金属氧化物及玻璃等无机材料制成的无机膜,其优异的化学稳定性、热稳定性及高机械强度等特点,使得有关无机膜的开发和应用日趋活跃。
印钞厂传统处理印钞废水的方法是首先加酸中和絮凝后,浓渣出厂焚烧处理,而清液仍需进行气浮及生化处理后排放。此工艺消耗大量的酸,步骤复杂,占地面积大,处理效果差。陶瓷膜处理印钞废水的特点:
无机陶瓷膜特点:
① 化学稳定性好,能耐酸碱和有机溶剂;
② 抗微生物能力强,可在生化、医药、食品等领域中应用;③ 机械强度高,可承受几十个大气压,并可高压反冲进行再生;
④耐高温,一般可在773K左右使用,最高可达1073K~1273K;
⑤孔径分布窄,处理效率高。
无机膜根据孔径大小大致可分为微滤膜(0.1~10um)、超滤膜(1~100nm)、纳滤膜(0.1~10nm)等。目前已商品化的无机膜形状主要有平板式、管式和多通道蜂窝体三种,其中平板式主要用于实验室试验和小规模的工业化生产;管式膜由于结构简单、安装维修方便、易清洗、便于控制浓差极化和膜污染等优点,特别是在大面积膜的制备和使用上,管式膜比板式膜更方便可靠,因此是无机膜工业化应用的主要形式;为了提高管式膜的装填面积,通常将其做成多通道蜂窝状,有助于降低产品成本和能耗。
现在用无机陶瓷超滤膜进行处理,渗透液经调整后直接送至印刷车间回用,浓缩液经过喷雾干燥变为粉末,可用于制造粉笔。这样,基本实现零排放。此工艺的优点是能耗少,操作简单,占地少,可回收有用物质。


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