對于含有高濃度難降解的有機(jī)廢水,采用預(yù)處理手段,既可以降低或去除部分有毒有害的有機(jī)物改善其生物降解性,又為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。例如染料工業(yè)廢水、農(nóng)藥廢水、制藥廢水、焦化廢水等除含有濃度很高的有機(jī)污染物外,還含有很強(qiáng)的酸、堿性物質(zhì)、鹽類和色度,在進(jìn)入生物處理系統(tǒng)之前應(yīng)采取預(yù)處理措施。
工程上常用的是鹽析凝聚混合法。此法是在乳化液中加入電解質(zhì),電解質(zhì)的離子在乳化液中發(fā)生強(qiáng)烈的水化作用即爭水作用,使乳化液中的自由水分子減少,對油珠產(chǎn)生脫水作用,從而破壞了乳化液油珠的水化層,中和了油珠的電性,破壞了它的雙電層結(jié)構(gòu),因而油珠失去了穩(wěn)定性,產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象。加入混凝劑,可起到油水分離的作用。在實(shí)際使用中,通常把pH值調(diào)整為8.5。
煤礦廢水主要污染物包括:
1)懸浮物。作為選煤廢水中的主要污染物,懸浮物主要由煤粉和泥化了的研石和高嶺土等礦物的微細(xì)顆粒組成。煤中有機(jī)物碳本身呈黑色,具有特殊的變色性,這些極細(xì)的顆粒分散于水中時(shí),減少了水的透光率,整個(gè)水質(zhì)呈灰黑色。
2)油類物質(zhì)。選煤廠普遍采用煤油、輕柴油等作為浮選藥劑,加上設(shè)備檢修清洗和漏油,因而,廢水多含有數(shù)量不同的油類物質(zhì)。3)有機(jī)藥劑。在煤泥水閉路循環(huán)處理過程中,濃縮、浮選、脫水、過濾等作業(yè)需添加起泡劑、捕集劑、抑制劑、助濾劑以及絮凝劑等不同的藥劑。
膜技術(shù)在食品工業(yè)中的發(fā)展
從60年代初,膜分離技術(shù)開始應(yīng)用于食品工業(yè)。較早報(bào)道的主要是離子交換電滲析技術(shù)用于乳品工業(yè)和果汁濃縮,此后,UF、RO技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣,NF技術(shù)也呈現(xiàn)了其的優(yōu)勢,膜技術(shù)逐步應(yīng)用于飲料的無菌過濾、酒類精制、酶制劑提純濃縮、食品添加劑分離制備、飲用水以及食糖工業(yè)、淀粉加工業(yè)、動物屠宰加工業(yè)等許多方面。西歐是將膜技術(shù)用于食品工業(yè)起步早、應(yīng)用廣的地區(qū),
80年代以來,日本對這一方面愈來愈重視,近10年來的進(jìn)展極為迅速,美、澳、加拿大等國隨之緊緊跟上。
由于膜分離技術(shù)在食品工業(yè)上應(yīng)用所帶來的經(jīng)濟(jì)效益,也引起我國科研部門和廠家的濃厚興趣,已在一些食品工業(yè)領(lǐng)域完成產(chǎn)業(yè)化。在飲用水、啤酒業(yè)等已較廣泛地應(yīng)用了膜技術(shù)。在食品添加劑方面,也地研究開發(fā)了反饋式離子交換膜法分離甘氨酸工業(yè)技術(shù)等。
牛奶濃縮
脫脂奶粉的生產(chǎn)現(xiàn)在使用蒸發(fā)法。在生產(chǎn)冰淇淋,雪糕、酸奶等時(shí),為調(diào)整固形物濃度,常添加脫脂奶粉。但在脫脂奶粉的生產(chǎn)過程中,蛋白質(zhì)的變質(zhì)是不可避免的。近年來,隨著消費(fèi)者對奶制品質(zhì)量、味覺要求的提高,生產(chǎn)廠家開始追求無蛋白質(zhì)變質(zhì)的牛奶濃縮法。膜分離的特征就是在低溫下操作,無相變,因而可在不使蛋白質(zhì)變質(zhì)的條件下實(shí)現(xiàn)牛奶濃縮。此外,牛奶極易腐敗,對處理過程的衛(wèi)生要求很高,如設(shè)有加熱殺菌,設(shè)備易于清洗,極力減少設(shè)備中料液的殘留死角等等。除原奶濃縮外,反滲透膜還用于相關(guān)的奶制品工業(yè),如脫脂奶濃縮,乳清預(yù)備濃縮,稀薄奶回收,還原奶精制等工藝。
無機(jī)陶瓷膜在醬油除雜澄清中的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代以后,無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于食品與發(fā)酵領(lǐng)域。飲料行業(yè),特別是醬油、食用油、鮮生啤酒、葡萄酒、果酒、果汁、牛奶制品等的加工,為廣大企業(yè)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。無機(jī)陶瓷膜過濾使用的是錯(cuò)流過慮方式。
我國醬油的體態(tài)(及澄清度)以及醬油的衛(wèi)生指標(biāo),一直是影響醬油產(chǎn)品質(zhì)量的問題。醬油產(chǎn)生渾濁和沉淀的原因很多,上述提到了國內(nèi)學(xué)者對有機(jī)超濾膜澄清醬油的研究,但是有機(jī)膜主要的缺點(diǎn)是不耐高溫、不耐酸堿、不耐有機(jī)溶劑、易堵塞、易被微生物污染、膜通量低、使用壽命短等。而使用無機(jī)陶瓷膜過濾法,就可以很大程度地減小和避免這些問題。
根據(jù)支撐體的不同,陶瓷膜的構(gòu)型可分為平板、管式、多通道三種。陶瓷膜由于耐酸堿、耐高溫和在極端環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性,又由于商品化的陶瓷膜孔徑較小(通常小于0.2μm),可以成功地實(shí)現(xiàn)分子級過濾,因此其主要用于對液態(tài)、氣態(tài)混合物進(jìn)行過濾分離,可以取代傳統(tǒng)的離心、蒸發(fā)、精餾、過濾等分離技術(shù),達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的目標(biāo),在石油和化學(xué)工業(yè)等苛刻環(huán)境中具有廣泛的應(yīng)用前景。
陶瓷膜分離工藝是一種“錯(cuò)流過濾”形式的流體分離過程:原料液在膜管內(nèi)高速流動,在壓力驅(qū)動下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過膜,含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留,從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。
多孔陶瓷膜的構(gòu)型主要有平板、管式和多通道3種,其中平板膜主要用于小規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室研究。管式膜組合起來形成類似于列管換熱器的形式,可增大膜裝填而積,但由于其強(qiáng)度問題,已逐步退出工業(yè)應(yīng)用。規(guī)模應(yīng)用的陶瓷膜,通常采用多通道構(gòu)型,即在一圓截面上分布著多個(gè)通道,一般通道數(shù)為7、19、37等。無機(jī)陶瓷膜的主要制備技術(shù)有:采用固態(tài)粒子燒結(jié)法制備載體及微濾膜、采用溶膠凝膠法制備超濾及納濾膜、采用分相法制備玻璃膜、采用技術(shù)(如化學(xué)氣相沉積、無電鍍等)制備微孔膜或致密膜等,其基本理論涉及材料學(xué)科的膠體與表面化學(xué)、材料化學(xué)、固態(tài)離子學(xué)、材料加工等。