摘要：采用混凝沉淀-双层滤料过滤-陶瓷膜过滤组合工艺去除丙烯酸丁酯废水中浊度物质。结果表明，废水pH值、混凝药剂投加量、混凝沉淀水力条件不仅对丙烯酸丁酯废水混凝沉淀出水和双层滤料过滤单元出水浊度具有重要影响，而且对后续陶瓷膜过滤单元膜污染均具有重要影响。双层滤料过滤出水浊度与陶瓷膜污染阻力具有明显的正相关关系，双层滤料过滤出水浊度越高，陶瓷膜污染阻力越大。废水pH在7.0～10.0范围内、混凝药剂PAC或PAM投加过量、废水流量过高都会造成双层滤料过滤出水浊度偏高，导致陶瓷膜污染严重。
丙烯酸丁酯是重要的化工基础原料，其生产过程产生高含盐、高毒性的有机废水。该废水污染物主要为丙烯酸钠、对甲基苯磺酸钠等有机酸盐。
前期研究表明，采用双极膜电渗析技术可将废水中有机酸盐转化为有机酸和碱，实现废水中有机酸盐的回收利用，同时使废水污染物浓度大幅降低，减小后续处理的难度。但由于废水中含有大量浊度物质浊度达几十甚至上百NTU，如不去除将造成双极膜电渗析单元膜污染严重，故而需要开发丙烯酸丁酯废水浊度去除技术。
前期研究结果表明，废水经(混凝沉淀-瓷膜过滤)组合工艺处理后，废水浊度降至0.5NTU左右，可满足电渗析进水浊度<1NTU要求。陶瓷膜构成基质主要为氧化锆、氧化铝等无机材料，因此具有较好的化学稳定性能，可耐受丙烯酸丁酯废水中可能含有的酸、碱、盐以及丁醇、丙烯酸丁酯等有机物料；因其特殊的结构特征，具有较高的机械强度，良好的耐磨、耐冲刷性能，可采用高压反冲使膜再生。
但在利用陶瓷膜处理废水时，膜污染已成为该技术发展与应用的瓶颈之一。如何预防和减轻陶瓷膜的污染是急需研究的重要课题。膜污染的控制可通过改变过滤层特性来实现，如在膜过滤过程中投加活性炭，还可通过改变膜表面流态特性来实现，如在膜通道内添加湍流促进器，也可通过改变过滤液特性，如加强废水前处理减少悬浮物及胶体物质含量或向废水中添加表面活性剂。
进水水质是影响陶瓷膜污染的重要因素，因此混凝沉淀、双层滤料过滤单元的处理效果可能会对后续陶瓷膜污染产生影响。本研究考察了废水PH、药剂投加量、水力条件等混凝工艺条件对(混凝-沉淀-双层滤料过滤-陶瓷膜过滤组合工艺运行特别是陶瓷膜污染的影响。该研究也可为其他废水陶瓷膜过滤前处理条件的优化提供借鉴。
1材料与方法
1.1实验装置与分析仪器
1.1.1实验装置
实验所用装置工艺流程如图1所示。
混凝沉淀单元处理规模1～2m3/d。混凝剂混合采用T8-32R管式静态混合器，混凝剂(PAC)与废水在静态混合器中混合后进入机械絮凝池。絮凝剂(PAC)加药点在机械絮凝池进水口处。絮凝池采用有机玻璃制作，池身尺寸为540mm*280mm*360mm，共分3格，每格均设有可调速搅拌装置。。
沉淀池为升流式异向流斜板沉淀池，采用有机玻璃板，斜板倾角60度，有效容积50L。
双层滤料过滤装置采用有机玻璃柱模拟滤池，滤柱内径为5cm，高250cm，滤料层高度为90cm、承托层10cm，石英砂40cm，无烟煤40cm)。过滤时采用正向流方式，清洗时采用正向流、异向流相结合的方式。
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