昆山焦化污水处理膜一体化设备技术在线咨询

昆山焦化污水处理膜一体化设备技术在线咨询现阶段我国焦化厂废水的主要来源有煤炭在高温裂解、煤气净化以及焦炭成形过程中的排水阶段。焦化废水作为一种典型的工业有机废水，含有高浓度的氨、硫氰酸盐和其他芳香烃，以及各种含氮、氧、硫的杂环化合物，具有高有机负荷、成分复杂、强毒性等特点，其中大多数化合物被认为对环境有害并且对人类具有遗传毒性风险。我国作为最大的焦炭生产国，在处理焦化废水的污染方面正面临巨大挑战。

目前焦化行业一般采用A/A/O/O工艺和SBＲ工艺进行焦化污水的处理，但是这2种处理方式对焦化废水的色度以及COD质量浓度的处理并不理想。随着《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171—2012)的颁布以及环保要求的不断提高，对于焦化废水的处理不再局限于达到污水的二级排放标准，而是寻求经济和水资源回用技术，以提高焦化厂的水资源重复利用率。膜技术作为一种分离、提纯、浓缩的新技术，以其工艺简单、能耗低、出水质量好等特点在21世纪得到广泛应用，成为时下焦化废水深度处理的研究热点之一。Fenton法对高浓度有机废水深度处理是目前焦化厂、印染厂、制药厂等企业比较常用的处理方法。

笔者以湖北某焦化厂二沉池出水为研究对象，以聚醚砜为超滤膜的基料，将Fe3O4负载在超亲水性、抗菌的无机材料纳米TiO2上，从而制备出既亲水又能降低焦化废水化学需氧量的共混PES膜。通过控制无水氯化铁、七水合与TiO2的比例制备出TiO2－Fe3O4改性剂，并进行平行对照实验，分析其对膜的孔隙率、接触角、水通量、截留率的影响情况，从而确定最适宜的改性剂添加量。

1、实验部分

1.1 实验材料及仪器

聚醚砜(PES)，N，N－二甲基乙酰胺(DMAC)；聚乙烯吡咯烷酮(PVPK－30)；(TiO2)；七水合(FeSO4•7H2O)；无水三氯化铁(FeCl3)；浓盐酸；浓氨水；浓硫酸(98%H2SO4)；重铬酸钾(K2CrO7)；六水合铵((NH4)2Fe(SO4)2•6H2O)；1，10－菲啰啉(一水合物)(C10H8N12•H2O)；硫酸银(Ag2SO4)；硫酸汞(HgSO4)；过氧化氢(30%H2O2)。

X射线衍射(XPertPＲOMPD)；静滴接触角测量仪(JC2000C1)；鼓风干燥箱(DZF6050)；超声波分散仪(CH－01BM)；通量测试仪(500mL)，自制。

1.2 TiO2－Fe3O4添加剂的制备

采用共沉淀法制备纳米TiO2－Fe3O4颗粒：称取适量的TiO2于装有100mL去离子水的锥形瓶中，用超声波分散仪超声分散1h后，移到三颈烧瓶并加适量的，用氮气驱氧30min并加热到80℃。再以n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶2的比例称取适量的七水合和无水三氯化铁，溶于20mL去离子水中，并缓慢地滴加到三颈烧瓶中，持续搅拌1h。准确地量取1mL浓氨水并用去离子水稀释至10mL，用恒压漏斗逐滴加入到三颈烧瓶中，持续搅拌并老化2h，全程控制温度使其恒定80℃，最后磁分离出产物，用去离子水反复洗涤至溶液呈中性，抽滤后置于60℃的干燥箱中24h，冷却后研磨，即得到纳米TiO2－Fe3O4复合物。

按照表1的实验配比进行实验，铸膜液在电加热套中以75℃恒温加热搅拌12h至铸膜液澄清透亮，置于60℃的真空箱内静置脱泡4h。脱泡后将铸膜液缓慢地倾倒在玻璃板上，用玻璃棒快速地刮膜，预蒸发40s后将其匀速缓慢地浸没在30℃的去离子水中，待膜自动从玻璃板上脱落，转移入另1份去离子水中浸泡，并定期更换去离子水以洗涤膜上残留的铸膜液，2d后取出在室内自然晾干，装袋备用。

1.4 性能测试与表征

1.4.1 TiO2－Fe3O4的表征

昆山焦化污水处理膜一体化设备技术在线咨询利用荷兰PANalytical分析仪器公司生产的X衍射仪进行XＲD测试，分别对Fe3O4标准样、TiO2标准样、制备的添加剂进行表征分析。

当不添加共混改性剂时，接触角最大，说明单纯的PES膜是疏水性比较强的膜，因为PES含有OSO基团，所以表现出疏水性。而改性剂TiO2－Fe3O4的质量分数为0.2%时，接触角急剧减小，并且接触角是最小的，可知亲水性明显提高，说明TiO2－Fe3O4作为添加剂对膜的亲水性改性效果较好，原因是纳米TiO2表面富含羟基，从而表现出较高的亲水性。此外，随着改性剂质量分数的增加，接触角先变大后变小，这是因为当TiO2－Fe3O4的质量分数较低时，TiO2表现出来的团聚性能较弱，在外力的作用下，能够均匀地分布在PES膜的孔隙中，从而增加了膜的亲水性。然而随着改性剂质量分数的增加，TiO2显示出较强的团聚性，使其聚集在一起，即使在外力的作用下也不能使其在膜上分布均匀，从而使其亲水性相比低质量分数改性剂降低了。随着改性剂质量分数的进一步增加，TiO2在团聚之后因其量大，依然能在膜上有较为广泛的分布，所以亲水性又再次增加。