纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (11): 96-102.doi: 10.13475/j.fzxb.20180103007

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退浆废水中聚乙烯醇的膜蒸馏-超滤二级膜浓缩

    

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  • 收稿日期:2018-01-12 修回日期:2018-08-15 出版日期:2018-11-15 发布日期:2018-11-19
  • 基金资助:

     

Two-stage membrane concentration of Poly(vinyl alcohol) in desizing wastewater by membrane distillation and ultrafiltration

  • Received:2018-01-12 Revised:2018-08-15 Online:2018-11-15 Published:2018-11-19

摘要:

为提高印染工业退浆废水中浆料的回收利用率,采用膜蒸馏超滤二级膜浓缩工艺对配制的模拟退浆废水进行二级膜浓缩,考察了膜蒸馏与超滤浓缩工艺对退浆废水中聚乙烯醇的截留效果及浓缩效率。并在此基础上进行了堵塞模型的拟合,以扫描电子显微镜和接触角仪等表征技术为辅助,探索了超滤浓缩中的膜堵塞机制。结果表明:膜蒸馏段选用0.22 μm 聚四氟乙烯(PTFE)微滤膜,热侧温度70 ℃、流速0.34 m/s,冷侧温度20 ℃、流速0.25 m/s为较优工况;超滤段膜污染符合完全堵塞模型,膜孔径的大小是膜污染的决定性因素,选用切割分子量为10 万的PVDF 超滤膜,压力0.4 MPa,温度70 ℃为较优工况;工艺组合后对退浆废水的化学需氧量(CODCr)去除率可达95%以上,浓缩率达7倍以上,有利于进一步实现聚乙烯醇浆料的资源化利用。

关键词: 退浆废水, 膜蒸馏, 超滤, 聚乙烯醇, 膜污染

Abstract:

In order to promote the recovery  rate of sizing agents in the dyeing industry, a two-stage membrane treatment system consisting of membrane distillation and ultrafiltration process was developed to concentrate the poly(vinyl alcohol). The concentration performance of two-stage membrane process was investigated at different pollutant loading, flow rates and temperature. Meanwhile, the membrane fouling models were fitted, scanning electron microscope and water contact angle were applied to quantify the fouling of ultrafiltration membranes in poly(vinyl alcohol) concentration. According to the results, for membrane distillation stage, membrane of 0.22 μm PTFE, crossflow velocity of 0.34 m/s and temperature of 70 °C of feed side, crossflow velocity of 0.25 m/s and a temperature of 20 °C of permeate side are the optimal working conditions. In addition, the results show that the best fitting to experimental data corresponded to the complete blocking model followed by the blocking model for all the experimental conditions tested, suggesting the pore size of membrane is the key factor for ultrafiltration. Thus, for ultrafiltration stage, membraned of PVD (molecular weight cut off size of 100 000), pressure of 0.4 MPa and temperature of 70 °C are the optimal working conditions. Under these optimal conditions of two-stage membrane process, the chemical oxygen demand removal rate of the desizing wastewater achieved more than 95% and the concentration rate of poly(vinyl alcohol) in desizing wastewater is more than 7 times, which facilitates the further resource utilization.

Key words: desizing wastewater, membrane distillation, ultrafiltration, poly (vinyl alcohol), membrane fouling

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