膜分離法處理乙醇廢水的研究.pdf

1、隨著化石能源需求的增長，燃料乙醇作為一種有望代替化石能源的可再生燃料，越來越受到人們的關(guān)注。但乙醇工業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，乙醇廢水組分非常復(fù)雜，且污染負(fù)荷高，是一種難以處理的工業(yè)廢水。目前，乙醇廢水的處理方法中厭氧+好氧處理手段較為成熟，但好氧階段耗能高，產(chǎn)生大量的污泥，帶來污泥處理等一系列的難題。因此，有效的廢水處理方法成為降低乙醇生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。本文以河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司經(jīng)高溫+中溫兩級(jí)厭氧發(fā)酵處理后的乙醇廢水作為研究對

2、象，重點(diǎn)研究了微濾、超濾兩級(jí)膜分離法和膜組件超濾法處理乙醇廢水，為膜分離法處理乙醇廢水的進(jìn)一步推廣奠定基礎(chǔ)。
　　首先，研究微濾、超濾膜分離法處理乙醇廢水，主要考察了操作壓力、pH等操作條件對廢水處理過程的影響，優(yōu)化出膜分離法處理乙醇廢水的最佳工藝條件;同時(shí)探討了不同清洗方式對微濾和超濾膜通量恢復(fù)率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:尼龍66微濾膜在壓力0.15MPa、pH8時(shí)膜通量最大，對乙醇廢水的處理效果最佳。選取四種不同的超濾膜分別對廢水

3、進(jìn)行超濾試驗(yàn)，通過對比四種超濾膜的去除效果，選用截留分子量為1kDa的聚酰胺復(fù)合膜作為超濾膜處理乙醇廢水。操作壓力0.45MPa時(shí)，超濾膜通量最大，同時(shí)對廢水COD、色度、氨氮和總磷具有最佳的去除效果。采用自來水反沖洗的方式可使得微濾膜廢水膜通量恢復(fù)88％。采用2％鹽酸+1％氫氧化鈉+5％有效氯含量的次氯酸鈉溶液聯(lián)合清洗方式能有效恢復(fù)超濾膜通量，超濾膜的純水和廢水膜通量恢復(fù)率分別可達(dá)到93.74％和91.55％。清洗后的微濾膜和超濾膜可

4、重復(fù)使用，且出水水質(zhì)穩(wěn)定。
　　其次，研究了卷式超濾膜組件（膜材質(zhì)為截留分子量1kDa的聚酰胺復(fù)合膜）處理乙醇廢水，主要考察了操作壓力、溫度、pH、進(jìn)料濃度等對廢水COD和色度去除效果的影響，并進(jìn)一步研究了卷式膜組件的清洗方式。結(jié)果表明:卷式膜組件在壓力0.50MPa，溫度40℃，pH8時(shí)對乙醇廢水的處理效果最佳。采用混合試劑（氫氧化鈉和次氯酸鈉混合液pH12）正沖洗卷式膜組件可有效恢復(fù)膜組件的膜通量，純水通量恢復(fù)率可達(dá)到92.5

5、％，連續(xù)使用時(shí)卷式膜組件性能穩(wěn)定。
　　最后，采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等現(xiàn)代分析儀器對膜分離處理前后的乙醇廢水所含污染物進(jìn)行定性分析，測定出廢水的主要有機(jī)物種類和金屬離子。采用國標(biāo)法對膜分離處理前后的乙醇廢水進(jìn)行成分分析。結(jié)果表明經(jīng)微濾、超濾和超濾膜組件處理后出水的COD、BOD、懸浮物、pH和色度均達(dá)到(GB27631-2011)的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。通過對微濾、超濾兩級(jí)膜分離法以及膜組件分離法處理乙醇廢水