Charakteristiky kvality vody v membránovom priemysle
Membránový priemysel patrí do oblasti priemyslu organickej chemickej syntézy. Membránová odpadová voda sa vzťahuje na odpadovú vodu vznikajúcu pri výrobnom procese membrán, ako je nanofiltrácia, ultrafiltrácia a reverzná osmóza. Odpadová voda obsahuje hlavne dimetylformamid (DMF), dimetylacetamid (DMAC) a organické látky v nej rozpustené. Je to vysoko koncentrovaná toxická a škodlivá priemyselná odpadová voda, ktorá je ťažko biologicky odbúrateľná.
N,N-Dimetylformamid (DMF) je bezfarebná kvapalina s ľahkým amínovým zápachom. Molekulový vzorec je C3H7NO, molekulová hmotnosť je 73,10, relatívna hustota je 0.944 5 (25 stupňov), bod topenia je -61 stupeň, bod varu bod je 152,8 stupňa, bod vzplanutia je 57,78 stupňa, hustota pár je 2,51 kg/m3, tlak pár je 0,49 kPa (3,7 mm Hg 25 stupňov) a bod samovznietenia je 445 stupňov. Hranica výbušnosti zmesi para-vzduch je 2,2 % až 15,2 % a je zvyčajne miešateľná s vodou a organickými rozpúšťadlami. Môže prudko reagovať s koncentrovanou kyselinou sírovou a dymivou kyselinou dusičnou a môže dokonca explodovať. Je horľavý a pri vystavení otvorenému ohňu, vysokému teplu alebo kontaktu s oxidantmi hrozí nebezpečenstvo vznietenia a výbuchu.
Dimetylacetamid (N,N-dimetylacetamid), tiež známy ako dimetylacetamid, je vysoko polárne nerozpúšťadlo, označované ako DMAC. Molekulový vzorec je C4H9NO, bezfarebná priehľadná kvapalina, s bodom varu 166 stupňov, relatívnou hustotou 0.936 6, indexom lomu 1,4380, bodom vzplanutia 70 stupňov a môže byť zmiešané s vodou, alkoholom, éterom, esterom, benzénom, trichlórmetánom a organickými rozpúšťadlami na báze aromatických zlúčenín.
DMF je organické rozpúšťadlo so stabilnými chemickými vlastnosťami, vysokým bodom varu a vynikajúcim výkonom. Okrem halogénovaných uhľovodíkov môže byť miešateľný s vodou a väčšinou organických rozpúšťadiel v akomkoľvek pomere. Vďaka svojej dobrej rozpustnosti je známy ako „univerzálne rozpúšťadlo“. Súčasne je DMF tiež dôležitým pesticídom a farmaceutickým medziproduktom a absorbentom pre rôzne plyny, takže DMF má široké uplatnenie.
V pesticídoch sa používa na syntézu chlórdimeformu; v medicíne sa používa na syntézu liečiv ako sulfapyridín, doxycyklín, kortizón a vitamín B6; v petrochémii sa používa ako absorbent plynov na separáciu a čistenie plynov, ako je extrakcia butadiénu; ako dôležité organické rozpúšťadlo sa DMF široko používa v kožiarskom priemysle v procese povrchovej úpravy PU syntetickej kože a pri procese povrchovej úpravy štiepanej kože za mokra. Preto odpadová voda vypúšťaná z výrobného procesu vyššie uvedených chemických produktov obsahuje veľké množstvo DMF a samotný kožiarsky priemysel vypúšťa ročne asi 100 miliónov ton odpadovej vody obsahujúcej DMF.
DMAC je široko používaný v priemysle spracovania ropy a organickej syntézy. Dimetylacetamid je dôležité rozpúšťadlo s dobrou rozpustnosťou pre rôzne živice, najmä polyuretánové živice a polyimidové živice. Používa sa hlavne ako rozpúšťadlo pre tepelne odolné syntetické vlákna, plastové fólie, nátery, lieky, katalyzátory a zvlákňovanie akrylonitrilu. Okrem toho sa môže použiť aj ako extrakčné destilačné rozpúšťadlo na separáciu styrénu z frakcií, katalyzátor reakcií, odstraňovač náterov a rôznych kryštalických aduktov a komplexov rozpúšťadiel.
DMF a DMAC majú na koncoch molekúl dve metylové skupiny, vďaka čomu sú vysoko polárne a chemicky stabilné. Nie je ľahké zúčastniť sa reakcií, čo sťažuje degradáciu. Okrem toho je DMF biologicky toxický. Ak sa odpadové vody obsahujúce DMF vypúšťajú do vodného útvaru bez čistenia, nevyhnutne to prinesie ťažkosti s čistotou prírodných vodných útvarov. Ak sa vykonáva biochemické čistenie, jeho toxicita bude inhibovať aktivitu mikroorganizmov počas procesu čistenia, čo spôsobí rozpad a stratu aktivovaného kalu, čo vážne ovplyvňuje účinok čistenia.
DMF má stabilné chemické vlastnosti s hodnotou B/C 0,065. Je ťažko biologicky odbúrateľný, čo brzdí proces biologického čistenia odpadových vôd a ovplyvňuje účinok čistenia. Technológia čistenia odpadových vôd DMF pritiahla pozornosť pracovníkov v oblasti životného prostredia.
V súčasnosti existuje len málo správ o degradácii samotného DMF doma aj v zahraničí, ale existuje veľa správ o čistení odpadových vôd s obsahom DMF, z ktorých väčšina využíva železo-uhlíkovú mikroelektrolýzu, Fentonovu oxidáciu, extrakčnú adsorpciu, destiláciu a mokrá katalytická oxidácia.