膜技术在工业废水处理中的应用研究进展

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展（通用10篇）

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇1

作为一种新型的分离技术，膜分离技术既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点， 因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景，据估计，2000 年膜技术的世界市场规模已达近20 亿美元的销售额。在废水处理中应用的膜分离过程主要有微滤(mf) 、超滤(uf) 、纳滤(nf) 、反渗透(ro) 和电渗析( ed)，它们的分离过程及其传质机理见表1。

1 含油废水的处理

含油废水面广量大， 钢铁工业的压延、金属切削、研磨， 以及石油炼制及管道运输等都产生含油废水， 处理含油废水的目的主要是除油同时去除cod及bod.膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛， 主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理。

唐燕辉等利用自行设计、组装的膜处理装置，考察了多种制膜方法，实验表明用加压制膜法制备的超滤膜(a4 膜)，分离机械加工排放的含油污水时，可以使codcr 从728.64 mg/l 降至87.8 mg/l，含油质量浓度从5 000 mg/l 降至2.5 mg/l，脱除率分别达到87.95%和99.95%， 分离后排水已达到国家规定的排放标准。b. e. reed 研究了用截留相对分子质量为120 000、表面荷负电和截留相对分子质量为100 000、表面不带电的管式聚亚乙烯氟超滤膜处理含质量分数为0.5%油脂的金属工业废水。荷电膜由于高的截留相对分子质量和表面电荷，其平均渗透通量远大于不带电膜。当油脂质量浓度小于50mg/l、总悬浮固体质量浓度小于25 mg/l 时，荷电膜油脂的平均去除率为97%，而不带电膜为98%.两种膜对总悬浮固体的去除率均接近97%.张国胜采用0.2 μm 氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水，通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化，获得了满意的结果，膜通量100 l/(m2.h) 时，含油质量浓度从5 000 mg/l 降至10 mg/l 以下，截留率大于99%，透过液中油质量分数小于0.001%，并且该技术已实现了工业化应用。张裕嫒用相转化法制备聚砜- al2o3 复合膜，将al2o3 微粒填充到聚砜中，并用该复合膜对华北油田北大站外排水砂滤后水样进行了超滤处理，原水的油质量浓度为640 mg/l， 处理后的油质量浓度小于0.5 mg/l，完全符合回注水的要求。

2 染料废水的处理

目前在染料的工业生产过程中，产生大量的高盐度( 质量分数大于5%) 、高色度( 数万至十几万) 、高codcr( 数万至十几万)的废水。由于该类废水的bod5 与codcr 的比值小于0.4，生物降解性差;同时废水中所含的盐将进一步降低废水的生物降解性，所以生化处理前必需对其进行预处理。

杨刚等采用ca 卷式纳滤膜进行了二苯乙烯双三嗪型荧光增白染料(nt)水溶液脱盐和浓缩过程的研究。在1.8 mpa 压力下经纳滤膜处理后，nt 染料水溶液中的nacl 浓度从1.05 mol /l 降到0.049mol /l 以下，nt 浓度从0.14 mol /l 浓缩到0.25 mol /l以上，nt 成分的平均截留率达99.8%。guohuachen 等采用atf50 型纳滤膜对香港的印染废水进行处理，两股原水的cod 分别为14 000 mg /l 和5 430 mg/l，经纳滤后，两股废水的cod 截留率分别达到95%和80%～85%，出水达到了香港的排放标准。刘宗义利用卷式反渗透膜处理腈纶丝洗涤废液，进膜废液中己内酰胺单体质量浓度在2 000mg/l以上时，可以使单体含量浓缩10 倍以上，截留率达到80%左右，透过液可作为工艺用水，可节约大量新鲜软水，具有显著的经济效益。郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜，研究了该纳滤膜对活性艳红、x- 3b 水溶液的分离性能，结果表明，ca 纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收。

3 造纸废水处理

造纸废水一般含悬浮物( 包括无机和有机的)较多，为避免废水污物堵塞薄膜，减少清洗难度和频率，不宜直接用一段膜分离法，最好在膜分离前进行絮凝和常规过滤等预处理。目前对造纸废水的膜分离法的研究已取得实质性进展，并已开始进入工业化阶段。除抄纸废水( 白水) 用气浮法即可处理外，膜分离法几乎适用于处理所有的制浆造纸废水( 如机械浆废水、硫酸盐浆漂白碱性废水、涂布废水、亚硫酸盐废液等)，特别对漂白废水的毒性、色度和悬浮物的去除有明显效果，

薛建军等研究用mae(membrane-assisted electrolysis)单阳膜技术控制造纸黑液的污染。研究表明，mae 单阳膜技术不但能回收有用的化学品，还可将黑液的codcr 从112 000 mg/l 降到2 000 mg/l左右，具有明显的控制效果。f. zhang 进行了草浆ceh 漂白废水的超滤处理研究，选用透过相对分子质量分别为3 000(a)、10 000(b)、30 000(c)、60 000(d)4 种平板ps 膜( 单膜有效面积0.33 cm2，操作压力0.3 mpa)进行对比研究，结果表明， a、c 膜具有较显著的分离效果和膜通量。分别以c、a 膜为一、二级联合处理ceh 漂白废水，膜通量为16.6 l/(m2.h)，bod5 去除率为66.0%，codcr 去除率为85.1%，toc去除率为71.6%.黄水前等提出，采用ph 范围为1~14 的高耐酸碱无机膜处理碱性造纸黑液，不需调整控制ph。利用不同孔径的高耐碱无机分离膜可回收纤维素、胶体sio2、木质素( 相对分子质量为1 000~12 000，分子大小为2.4~ 4.0 nm)和还原糖( 相对分子质量约为200～400，分子大小为1~2 nm)等，最终透过液主要含氢氧化钠，质量分数调整到10%~12%即可回收用于蒸煮制浆，实现造纸工业废水的闭路循环。

4、重金属的废水处理

在工业废水中重金属废水占有相当大的比例，如电镀、冶金、化工、电子、矿山等许多工业过程中都会产生含镍、铬、铜、铅、镉等金属离子的废水， 利用膜技术不仅可以使得废水达标排放， 而且可以回收有用物质。

许振良等利用3 种单皮层聚醚酰亚胺( pei) 中空纤维超滤膜， 对水溶液中重金属离子( 镉和铅，质量浓度均为100 mg/l)的脱除进行了胶束强化超滤研究。在胶束强化超滤(meuf)过程中，测定了流速、操作压力、表面活性剂( 十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)与浓度对超滤膜分离重金属离子性能的影响，结果表明，镉和铅的截留率可达99.0%以上，渗透通量可达1.83 ×10- 10 m3 /(m2.s.pa)同时，对聚电解质( 羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠)在meuf 中的应用也进行了研究。r. j. lahiere 等报道了采用陶瓷膜处理废水中的重金属离子，方法是用碱中和使之形成氢氧化物沉淀，通过0.8 μm 和1.4μm 两种孔径膜的两级过滤，使重金属氢氧化物质量分数从0.012%下降到0.000 2%以下，并把悬浮液浓缩至15%～20%。x. chai 采用ro 膜对含铜废水进行研究，当进水铜质量浓度340 mg/l 时，透过液中铜质量浓度小于4 mg/l，去除率接近99%。

5 高浓度有机废水的处理

在高浓度有机废水处理中，膜技术发挥着越来越重要的作用，已在制药废水、制糖废水、含酚废水、乳化液废水、啤酒废水、味精废水等领域得到了应用。1976 年，日本就通过管式反渗透处理系统实现了水产品( 主要是鱼、蟹、贝类等)加工有机废水的回收利用，通过气浮、反渗透的二级处理，cod 由600～1 000 mg/l 降至30 ～70 mg/l。陆晓千等利用自制小型超滤设备对上海拖拉机内燃机公司油嘴油泵厂的切削液废水进行了实验室研究，并将所得参数应用于生产设备的设计和运行。切削液乳化液废水经超滤法处理后可以回用，取得了良好的经济效益和社会效益。蔡肖邦用试制的5 种聚酰胺型纳滤膜，对药厂生产的螺旋霉素(spm)发酵液进行了分离操作条件和浓缩效果的研究，渗透通量为25 l/(m2.h)，渗透液的spm效价始终为零。王连军等采用无机膜- 生物反应器( imbr)处理啤酒废水，在水力停留时间为3.5 ～5 h，cod 负荷为3.54 ～6.225 kg/(m3.d)条件下，imbr 对废水的cod、nh3 - n、ss、浊度的去除率分别达到96%、99%、90%和100%，膜出水水质好且稳定。

6 、结语

由于膜过滤技术具有分离效率高、节能、设备简单、操作方便等优点，使其在废水处理领域有很大的发展潜力。但由于工业废水往往含有酸、碱、油等物质，处理条件比较苛刻，因此，处理废水使用的膜必须具有较好的材料性能，从而在苛刻的条件下保持良好的分离性能和较长的使用寿命。从这方面来看，开发抗污染等性能优良的过滤膜具有重要的战略意义。由于工业废水的复杂性， 任何单一技术的处理往往达不到理想的效果，必须重视膜分离技术与其他水处理技术的集成工艺研究，发挥各种技术的优势，形成废水深度处理的新工艺。

 

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇2

关键词：超重力技术,废水,旋转填料床,撞击流-旋转填料床

Wateristhemostessentialmaterialforallliveson theearthandakindofpreciousnaturalresourceon whichhumanbeingsrelyanddevelop.Astheindustry andagriculturedeveloprapidlyandthenumberofurbanpopulation enlargesdrasticallyin theworld, the waterneedinproductivityandlifealsoincreasesfast.Meanwhile, manywatersourcesareseriouslypolluted bythe under-standard release oflarge amountof wastewater, whichresultsintheseverewatershortage bothathomeandabroad.Sostoppingwaterpollution andprotectingwaterenvironmenthasbecomeaglobal issue, andalsothemosturgentoneinChina'senvironmentprotection.Asaresult, itisofgreatnecessity toresearchthenewtechnology, means, andequipment todisposeofwastewater.Thehighgravitytechnology, sinceitsbirth, hasshownitsadvantagesinthedisposal ofwastewater[1,2]

1 Highgravitytechnology

Highgravitytechnology, asaneffectivemeansfor intensifyingtransferprocess, haswideandstrongcom-mercialpotentialinchemicalengineering, energyindustry, environmentprotection, materials, bio-chemicals, etc.Thehighgravityequipment, rotatingpacked bed (RPB) , hassomecharacteristics, suchassmaller volumeandlighterweight, largertransferefficiency, lowergaspressuredrop, easyoperation, easymaintenance, etc.[3,4].Soithas“thetransistorsofchemical industry”title.Theoretically, highgravitytechnology canbeappliedtoallchemicalunits.

1.1 BasicstructureofRPB

1—entranceofliquid, 2—exitofliquid, 3—exitofgas, 4—packing, 5—entranceofgas, 6—innersupportofpacking, 7—rotatingaxis, 8—distributiontoolofliquid, 9—airproofequipment

1.2 TheprincipleofRPB

Thegasgetsintotheexternalcavityoftheaxis tangentiallythrough thegasentrancepipe, and thencomesintothepackingfrom theoutsideoftherotating axisunderairpressure.Whiletheliquidgoesintothe internalcavitythroughtheliquidentrancepipe, thenis sprayedontheinsideedgeofaxis.Whentheliquidin therotatingaxisispressedbythepacking, itsencirclingspeedincreasesandthecentrifugalforcethespeed causespushestheliquidtotheoutsideofaxis.Inthis process, theliquid isseparated and crashed bythe packing, whichmakesenormousandconsistentlyrenewed surfacearea, and thecurveflowinglaneenhancedtherenewaloftheliquidsurface, which, therefore, resultsinexcellenttransferandreactioncondition insidetherotatingaxis.Whentheliquidiscastoutof theaxis, itflowsofftheRPBfrom theliquidexitpipe.Thegasmovesawayfrom theaxisthroughtherotating centerand getsoutofthe gasexitpipe.Then the transferandreactionprocedureisaccomplished.

1.3 ThecharacteristicsofRPB

1) Greatlystrengthenthetransferprocess, mass transferunitheightofonly (1～3) cm.

2) Greatlyreducetheequipmentsizeandweight (notonlyreducesinvestment, butalsoincreasedthe improvementintheenvironment) .

3) Materialinthedevicewithinaveryshortresidencetime (10～100) ms.

4) Gaspressuredropthroughthedevicesimilarto thetraditionalequipment.

5) Easytooperate, easy-to-openparking, from starttoenterthesteady-stateoperationisveryshort (in1min) .

6) Operationmaintenanceandcheckthedegree ofconvenienceincomparisonwithcentrifuge.

7) Canbevertical, horizontal, oranydirectionto install, arenotafraidofvibrationandbumps, canbe installedonthemovingobject.

8) Rapidanduniform micro-mixing.

9) Packinglayerhasself-cleaningeffectisnot easyplugging.

10) Itiseasytominiaturizationforspecialoccasions, butalsoeasytoindustrializationtoenlarge.

2 TheApplicationsinTreatmentof IndustrialWastewater

Byusingtheabove-mentionedadvantagesofRPB, anyoftheworldlargestchemicalcompaniesandreearchinstitutionsarecompetingforhigh-gravitytechologyresearchanddevelopment, nowRPBhavebeen ppliedtodesorption, absorption, distillation, polymer evolatilization, bio-oxidation, andreactivecrystallizaion, etc.

Highgravitytechnologycangreatlyimprovetransferefficiency, andshrinkthedimensionoftheequipment, soitwillhavebettereffectonwastewaterdisposalwhichiscontrolledbytransfer.Thispaperismainly abouttheresearchesintowastewaterdisposalbyapplyinghighgravitytechnology.

2.1 Thetreatmentofammoniacnitrogen wastewater[5,6,7,8]

ThisresearchprojecthasbeencarriedoutintheResearchCenterofShanxiProvinceforHighGravityChemicalEngineeringandTechnologysince 1999.Afteryears ofeffort, thehighgravitynetpackingisappliedtodeal withtheammonia&nitrogenwastewaterinthemethanol equipmentinTaiyuanFertilizerFactory.Theexperimentalconditionsand resultsareasfollows:usingairas stripping, temperature, 40℃;rotatingspeedoftherotatingfactor, 1 200r/min;thequantityofammonia&nitrogeninwastewater, (1 500～2 000) mg/L;pHvalue, 10～11;thegastoliquidratio, 1 200.Under theaboveconditions, thelowestheightoftransferunit is 20mm, thesingleeliminationratecanbe 85%and thedoublereverseelimination ratecan reach 98%.Theammoniadensityintheexitislowerthanthatof thenationalwastewaterreleasingstandard, whichenablesthefactorytorealizethecleanproducing.There-sultshowsthatbyusingthemethod, wecanmakethe equipmentmuchsmaller, lowertheenergyexhaustion, andmakeiteasiertoregainammonia, whichcouldnot onlygreatlyreducetheenvironmentalpollution, butalsomakethewasteduseful, anddecreasethewasteof sourcematerials.ThetechnologypassedtheauthenticationofthetechnologicalachievementinShanxiprovincein 2000andcametothetoplevelintheworld.In2002, itwasauthorizedthenationalkeypromotingprojectofthetechnologyachievement.

2.2 Thetreatmentofphenolicwastewater[9,10]

The optimum condition was determined about makingemulsionliquidmembranebyimpingingstream&rotatingpackedbed (IS-RPB) andtreatingphenoliceffluentbyRPBproposesbyYangLiruiandothers.Theinfluenceonextractionrateoftherotatingspeedof makingemulsion, theratiosofwatertoemulsion, the dosageofSpan 80, thecontentrationofNaOH, the fluxofextractionwerediscussed.Thebestrateofextractionmayreach 99%andtheoperationisfastand simple.Thisstudysuppliedanewwaytotreatphenoliceffluentbythewayofemulsionliquidmember.

2.3 Thetreatmentofdyewastewater[11]

DiaoJinxiangandothersstudiedanovelrotating packedbed used in theozoneoxidativetreatmentof dyewastewater.Andozoneoxidationexperimentswere conductedtoexaminetheeffectsofvariousoperation variables, includinghighgravityfactorsβ, initialpHofdyewastewaterandgastoliquidratioonthedecolorizationefficiency.Experimentalresultsindicated that thedecolorizationefficiencyincreasedwithincreasing high gravityfactorsand ratioofgastoliquid ratio.However, theeffectwasnotobviousatahighgravity factorhigherthan 100.Thedecolorization efficiency increasedwithincreasingpH valueinitially, andthen gentlydecreased.The optimalinitialpH value was10～11.ComparedwithconventionalO3contactors, a rotatingpackedbedcouldbeusedtoincreasetheefficiencyof the ozone oxidative treatment of dyewastewater, duetoitshighmasstransfercharacteristics.

2.4 ThetreatmentofTNT Red-Water[12]

Thespecific propertyofthe O3/H2O oxidative treatmentofTNT redwaterinarotatingpackedbed wasfurtherstudiedbyDiaoJinxiangandothers.The experimentswerecarriedouttoexaminetheeffectof variousoperatingvariables, suchashighgravityfactorsβ, themolarratiosofH2O2toO3, initialpH valueof red-waterandratioofliquidtogasontheremovalefficiencyofCOD inred-water.Theresultsshowthatthe effectofhighgravityfactorsontheremovalefficiency ofCOD inred-waterincreaseswithincreasingofinitial pH valueofred-water.However, theeffectisnotobviousashighgravityfactorsarehigherthan 100.And theremovalefficiencyofCODincreaseswithincreasing ofratioofliquidtogas, thendecreaseswithincreasing ofratioofliquidtogas.Theoptimum processconditionsarefoundwhentheinitialpH valueisabout 11, themolarratioofH2O2toO3isabout1, andtheratioof liquidtogasisabout 0.25.

2.5 Applicationofureahydrolysisprocess[13]

High GravityEngineering and TechnologyResearchCenterAttachedtoBeijingUniversityofChemicalTechnologycooperatedwithabigenterpriseofChinaPetroleum Corporationwithsyntheticammoniaasits product.Theydevelopedahighgravityureahydrolysis industrysiding, whichcandisposeofwaterwiththe amountof 5t/h.The experimentshowed thathigh gravityureahydrolysisequipmentcanreducetheurea contentinwastewaterfrom 100mg/Ltobelow 5mg/Lwhen the equipmentworked underthe condition of220℃～230℃, (214～216) MPa, whichcanmeet thewaterdemandofmedium pressureboiler.Itisnot onlygoodtoenvironment, butalsobenefitthesociety andeconomy.

3 Conclusion

Betterlivingenvironmentandhigherqualityoflife isexpected, sothewastewaterandgas, whichisgiven offintheprocessofindustrialproductionmustbedisposed.HighgravityRPBtechnologyhastheadvantage ofhighefficiencyintransferandlowenergyconsumption, therefore, itsapplicationinenvironmentalindustryisofgreatconcern.Withthefurtherdevelopmentof highgravitytechnology, itiscertainthatitsapplication researchon theindustrialsewageand sanitarywaste canbegreatlywidentomakeacontributiontosustainabledevelopmentofhumanbeing.

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇3

关键词：微电解技术；工业废水处理；应用

一、微电解技术原理概述

微电解技术，又叫内电解、铁屑过滤法、零价铁法等。它是根据金属所具有的腐蚀性特点，使拥有电极电位差的金属和金属（或非金属）在有较好传导性的废水中接触，形成原电池效应或发生电解反应来进行废水处理的工艺。可充电电解质的材料是多样的，可以是铸铁屑和惰性碳（包括石墨、活性炭、焦炭或煤等），为增加处理效果，还可以适量加入铝-炭、铁-铜等组合体。

直到20世纪80年代，我国才开始引入该技术用于染料、引燃、农药、制药、重金属和油分等的废水预处理。在利用微电解技术对废水进行处理时，其作用机理会因需要处理的各种废水的性质而发生变化，但万变不离其宗，主要包括氧化还原作用、铁离子的絮凝沉淀作用、微电场作用、物理吸附作用和气浮作用等方面。

二、微电解技术在工业废水处理中的应用

1.染料废水的处理

染料废水在工业废水中占很大比重，因其稠环以苯环为主、杂环难降解等因素致其生物毒性和致癌性极高，一次也成为处理的难点。在利用该技术进行处理时，主要工作如下：一，用活性炭吸附已溶解的污染物；二，用阴极产生的[H]和[O]对所需处理废水的酸碱性进行调节，并通过进一步的氧化反应使染料中间体分子中的发色基团褪色，再通过二价铁离子和三价铁离子水解成络离子，混凝废水中分散染料和胶体物质及氧化废水中还原性物质，使硫化染料和还原染料沉淀，让废水的可生化性得以提高。

2.化工废水的处理

化工厂所产生的废水主要特点为排量大、毒性高、高COD，盐性高、色度大、难降解等，而因其富含可利用资源多，所以称为水处理技术研究中炙手可热的方面。因该类废水中硝基苯类、酚类、氯代苯类、多环芳径类化合物较多，在进行处理时所采用的物理法多为过滤、沉淀、气浮和吸附；而化学法则多采用混凝和氧化法。所用到的微电解工艺为：铁碳层的过滤→铁屑和活性炭的吸附→H2的气浮→铁离子、[H]和[O]的氧化还原。

3.电镀废水的处理

电镀废水是工业生产中污染的重要源头，具有污染物多、毒性强、重金属离子（铬、镍镉、铜、锌）或氰化物含量高等特点，因此该类废水具有超强的致癌性、致畸性和致突变性，严重危害人类健康。而同时其中又含有金银等贵重金属，所以一旦处理不好就会给人带来极大的伤害，并造成严重的资源损失。当前较为普遍应用的电镀废水处理法除了氧化还原、沉淀、吸附和膜法处理外，还兴起了电解法来提高去污效率，减少二次污染和提高贵金属的回收利用价值。动态废水处理装置就是利用该原理研制而成的。微电解工艺处理电镀废水工作包括：利用金属活动表的规律，将铁及其后边的金属通过氧化还原降低毒性，再将其置入弱酸性溶液中，通过吸附作用去除金属和重金属，最后再经过络合作用进行沉淀，减少水污染。

4.含油废水的处理

含油废水的来源广泛，涉及石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等多工业部门，所含油类物质较多，具有高COD、高BOD、有色有味、易燃易氧化、难溶于水等特点，如未经处理排入流动水体中，不断造成水污染，甚至会影响水生物的生存。含油废水的 处理工艺多以“混凝-沉降-过滤”为基础，微电解技术及其组合工艺在该领域的应用尚属先例，但也取得了不错的应用效果。

三、微电解技术应用中的问题及未来的发展趋势

经过诸多专家学者十几年来对微电解技术在工业废水处理中的不懈研究，已经取得了十分显著的成果，但其中还存在一些问题有待我们进一步去探讨，笔者在此总结几点自己对微电解技术应用的问题和未来趋势的展望，希望能对以后的研究工作有所帮助。

1.关于基础理论研究

在微电解技术在工业废水处理方面的应用研究中，学者们的共识只停留在宏观理论方面，而在电极上实际发生的氧化还原过程、反应机理、反应产物和反应物力学等微观理论方面仍存在较大分歧，未来研究中仍有待做进一步的探讨。

2.关于实践应用研究

在微电解技术的实际应用中，为提高废水处理效率，降低运行成本，未来还有很多需要研究的内容。如：（1）如何提高电极氧化还原、混凝、吸附和电附集等作用；（2）如何解决废水处理中出现的铁屑的改性、活性、再生和堵塞等问题；（3）如何研发出省钱、省时、省力的新型助剂和催化剂等。

3.关于新型反应器的设计研究

为使微电解技术在工业废水处理中的优势得以更好发挥，我们应正视当前所应用的微电解反应器设计的不足，为提高其处理效果，未来应将研究工作的重点之一应放在反应器结构的优化和改良方面。虽然已有一些研究人员相继研发出了新式反应器，（如磁混凝微电解反应器、曝气固定床微电解反应器、滚筒式固定床微电解反应器、立体分级膨胀床微电解反应器、转鼓式微电解流化床、卧式分级搅拌微电解流化床等），它们有效地缓解了废水处理中所出现的填料板结问题，但与此同时，也暴露了诸如能耗大、维护难等新弊端。至此，微电解技术也步入了科研瓶颈期，如何及时设计出新的反应器将是破除这一发展瓶颈的关键。

4.关于微电解技术的耦合研究

正因为微电解技术本身所具有的运行成本低、操作方便、使用面广、处理效果好等优点才被广泛应用到工业废水的处理中，更因其“以废治废”的特性产生了极高的应用价值。如何使微电解技術和光、声、磁等技术进行耦合，开发出更高效合理的工业废水处理回用工艺，将是未来研究的重点方向。

结语

综上，本文通过对微电解技术在工业废水中的应用和机理分析，进一步对其优点进行了总结，并指明了未来研究的方向，相信在更多学者的潜心研究和改进下，微电解技术将更好的为工业废水的处理服务，发挥其更高效、更节能的应用优势。

参考文献：

[1]赵鹏雷.微电解技术在工业废水处理中的应用[J].中国石油和化工标准与质量.2012年05期

[2]郑旭.微电解技术在工业废水处理中的应用意义探究[J].资源节约与环保.2015年06期

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇4

Mg2+在pH9.5～11.5时可以形成氢氧化镁沉淀,所形成的氢氧化镁沉淀对废水中的污染物质具有很好的絮凝效果,因而近年来得到国内外研究人员的`广泛重视.作者全面论述了镁化合物(氯化镁、氢氧化镁、海水、卤水、干卤等)在水处理中的研究应用现状,展望了其在工业废水处理中的应用前景.

作 者：程国斌 吴艳平马伟 Cheng Guobin Wu Yanping Ma Wei  作者单位：程国斌,Cheng Guobin(平顶山学院,河南,平顶山,467001)

吴艳平,Wu Yanping(佛山科学技术学院,广东,佛山,528000)

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇5

介绍了处理难降解有机氯苯类废水的光化学氧化法、超声化学氧化法、超临界水氧化法、电催化氧化法、辐照法、Fenton试剂法等高级氧化处理技术的`反应机理、特点及应用,并对各种方法在氯苯类废水处理应用中的优、缺点及发展趋势进行了简要评述.

作 者：李凡修 梅平李方敏 陆晓华 李晓斌 作者单位：李凡修,梅平,李方敏(长江大学化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023)

陆晓华,李晓斌(华中科技大学环境科学研究所,湖北,武汉,430074)

膜分离技术在水处理中的应用进展 篇6

膜分离技术在水处理中的应用进展

介绍了膜分离技术及其特点,对膜分离技术进行了分类,同时阐述了反渗透、超滤、纳滤、微滤、电渗析这些常规膜分离技术的研究和在水处理技术中的应用情况,提出了膜分离技术研究方向和应用前景.

作 者：马海峰 刘志刚 陈玉龙 作者单位：大庆石化公司水气厂,163714刊 名：中国科技信息英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(14)分类号：X7关键词：反渗透 超滤 纳滤 微滤 电渗析

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇7

关键词：膜技术,工业废水,应用研究

1 前言

膜分离技术虽然在100年前就已出现,但近30年才在工业上大规模地应用。膜分离技术的原理是在渗透实验装置的膜两侧施加一个压力差,并使其超过渗透平衡时的压差,引起溶剂倒流,使浓度较高的溶液进一步浓缩。从1954年第一家制膜公司Willpos Corp成立至今,膜研究取得的长足进步已使其深化为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析技术(ED),可将微粒、小粒子、分子、离子进行有效分离,膜材料亦丰富为醋酸纤维素(CA)、聚砜(PS)、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、陶瓷膜等[1]。膜分离技术具有无相变、能耗低、设备简单、操作过程易控制等明显优点,已在石化、电子、食品、生物工程、医疗、环保等领域得到广泛应用。膜分离技术过程基本情况见表1[2]。

2 造纸废水的处理

制浆废液是制浆造纸工业产生污染的主要来源。麦草是我国制浆造纸的主要原料,其蒸煮废液产生的COD占造纸工业的70%。由于麦草制浆废液本身的特点,加之一些工厂生产规模较小,使回收投资费用较高的碱回收技术的应用受到一定限制。即使在国外的一些以木材为制浆原料的工厂,由于生产规模的扩大,使碱回收负荷加重,而膜分离技术则可以辅助传统的碱回收。

Manttarri等[3]开发了造纸厂水循环系统,使用一步法纳滤过程,并与超滤法处理过程比较,发现采用纳滤技术处理后得到的水不但透明、无色、不含阴离子废物,而且将透过水的COD、总硫和无机盐含量的去除由超滤法的50%—60%提高到80%以上。Raman等[4]采用纳滤膜对木浆漂白液进行处理,去除了氯代木质素和90%以上的高色度物质。Tomani[5]采用陶瓷纳滤膜处理造纸厂漂白废水,实现了造纸废水的封闭式运行。

日本大王造纸公司三岛工厂早在1981年就采用超滤技术处理硫酸盐木浆漂白E段废液[6],处理水量为4000m3/d,COD去除率为78.7%,色度去除率达到93.7%,总固形物去除率达35.5%,超滤出水可作为洗涤水回用,浓缩液则送至碱回收系统。芬兰Rauma纸厂[6]采用UF浓缩该厂的亚硫酸盐浆废液,膜面积为336m2,处理水量2500 t/d。中国吉林开山屯化学纤维浆厂[7]在20世纪90年代就从丹麦DDS公司引进了国内最大的超滤装置,总膜面积约800m2,它可回收、精制造纸废液中的木质素磺酸盐和生产染料用的高纯度扩散剂,且从超滤装置出来的透过液经反渗透设备浓缩处理后可得到食品用添加剂,处理的废水可重新利用,日处理亚硫酸盐废液378.5t。

膜分离技术在造纸工业废水处理中有很大潜力,具有投资少、操作简单、出水水质好等优点,但也存在膜污染问题。由于膜污染而造成膜水通量下降,同时现有膜对无机盐分子的截留率不高,从而影响了其应用。

3 纺织印染废水的处理

纺织印染工业具有用水量大、产生废水量多、废水难处理、环境污染严重等特点,废水中有效成分的回收、无污染生产工艺的开发、废水的资源化和回用等是目前纺织印染工业的研究热点[8]。近年来,随着膜分离技术的不断发展和进步,膜分离技术己在纺织印染工业中得到了成功应用,有力地促进了整个纺织印染工业的发展,产生了良好的经济和社会效益。

郭明远等[9]自制醋酸纤维素纳滤膜,实验了纳滤膜对活性染料X—3B(分子量为650)水溶液的分离性能。结果表明,CA纳滤膜可用于活性染料印染废水处理和染料回收。Van der Bruggen B等[10]对2种活性染料(活性染料蓝2和活性橙16)的染色浴废水进行了试验,采用UTC—60、NF70和NTR7450膜,直接应用纳滤工艺截留和提纯染料,达到出水的循环使用。郑祥等[11]采用中试规模(10t/d)的厌氧—好氧膜生物反应器(A/O MBR)处理毛纺印染废水,当HRT为7h时,进水COD、BOD5分别为179—358mg/L和4418—206mg/L,试验系统对COD、BOD5、色度、浊度的平均去除率分别为92.1%、98.4%、60.7%、98.9%,出水水质浓度或指标值分别为20.2mg/L、1.6mg/L、25NTU、0.51NTU,出水水质达到建设部生活杂用水水质标准。

上海新风色织厂[12]采用超滤工艺处理染缸下脚水以及第一道水洗槽排放的染料废水。由于该部分废水染料浓度较高而采用丙烯腈—聚氯乙烯超滤膜进行处理并回收染料,超滤透过液与其余工段排放的废水和生活污水一起采用延时曝气法进行生化处理。 整个工艺处理水量为500m3/d,其中产生废水450m3/d,膜水通量为60L/m2·h,超滤膜对染料的截留率高达99%—100 %。

4 食品工业废水的处理

早在1990年代,食品工业就开始大规模地采用膜技术处理废水[13]。用膜技术分离发酵液中的菌体、浓缩产品、开发新产品、改革生产工艺、提高工艺用水的回用率等,具有十分广阔的前景。

刘国庆等[14]对大豆分离蛋白(SPI)经酸沉后产生的乳清废水,通过絮凝离心处理可去除乳清中65%左右的脂肪和90%左右的悬浮固体。经絮凝离心处理后的乳清废水进入MF膜装置,在蛋白质损失只有10%左右的情况下,脂肪去除率高达90%以上,悬浮固体可被全部去除。Ross等[15]在厌氧上流式污泥床—换热器—MBR工艺处理玉米加工废水中,采用聚醚砜(PES)为膜材料的MBR装置,总膜面积为688m2,处理废水量为500m3/d。MBR装置的废水、出水的COD浓度分别为15000mg/L、400mg/L,COD的去除率达97%。高以恒等[16]采用截留分子量为1万的UF膜对味精厂排放的废水进行除菌体和大分子蛋白等成分的处理,在操作温度、运行压力、浓缩倍数等较佳操作条件时,废水中SS、COD的去除率分别为99%和30%,为后序的生物法减轻了处理负荷,并可将回收的蛋白进行综合利用。

以粮食、果蔬及其废弃物为原料进行发酵,是酒精生产的主要工艺。Dennis等[17]采用连续发酵—PV膜分离的组合工艺进行燃料乙醇生产,大大减少了酒精废水的产生量。法国Betheniville的甜菜糖厂运用了一套可连续生产4种纯度乙醇,使用膜面积达2400m2,日处理乙醇水溶液为15万L的PV装置[18]。该甜菜糖厂通过蒸馏—PV与脱硫相结合的集成工艺处理后,乙醇的纯度和浓度以及排放的废水水质是常规工艺所无可比拟的,生产效益和环境效益都十分显著。王连军等[19]采用无机膜—生物反应器(IMBR)处理啤酒废水,在水力停留时间为3.5—5h、COD负荷为3.54—6.225kg/m3·d条件下,IMBR对废水的COD、NH3N、SS、浊度的去除率分别达到96%、99%、90%和100%,膜出水水质好且稳定。

5 含油废水的处理

含油废水的来源较为广泛,主要有钢铁厂冷轧乳化液废水、金属切削液、金属清洗液、油田采出水等。用膜分离技术处理含油废水,其透过液对COD和油的去除率很高,且其浓缩液可经进一步处理后回收油。

Reed等[20]研究了用截留相对分子质量为12万、表面荷负电和截留相对分子质量为10万、表面不带电的管式聚亚乙烯氟超滤膜处理含质量分数为0.5%的油脂金属工业废水。当油脂质量浓度小于50mg/L、总悬浮固体质量浓度小于25mg/L时,荷电膜油脂的平均去除率为97%,而不带电膜为98%,两种膜对总悬浮固体的去除率均接近97%。张裕嫒等[21]用相转化法制备聚砜—Al2O3复合膜,将Al2O3微粒填充到聚砜中,并用该复合膜对华北油田北大站外排水砂滤后的水样进行了超滤处理,原水的油质量浓度为640mg/L,处理后的油质量浓度小于0.5mg/L,完全符合回注水的要求。

本钢供水厂[22]采用超滤技术处理该厂冷轧含油废水,原水含油浓度为0.5%—5%,原水水量为12m3/h。经超滤处理后浓缩液中油水比为1∶1,超滤出水含油量<8mg/L;出水再送入吸集槽进行中和系统的深度处理,超滤浓缩液通过高速离心机进一步处理,最终油的含水率<20%,全年回收废油600—800t。大众汽车公司卡塞尔厂[23]采用管式超滤膜组件处理该厂生产车间排放的含油和洗涤废水,膜面积为180m2,处理水量为13m3/h,超滤对废水中的油分进行浓缩,再对浓缩液进行离心分离和解吸塔处理,产品油可直接出售。

6 重金属废水的处理

在工业废水中重金属废水占有相当大的比例,如电镀、冶金、化工、电子、矿山等许多工业过程中都会产生含镍、铬、铜、铅、镉等金属离子的废水,利用膜技术不但可使废水达标排放,而且可回收有用物质。

Krzysztof等[24]采用UF/NF联用系统处理电缆厂排放的含Cu2+废水,UF的截留分子量为100kDa,截留了所有的悬浮固体和99%的残余油和润滑剂,仅4%的Cu2+(厂排放废水的主要成分),其余96%的Ca2+用NF程序降低其含量。经NF后,TOC<1mg/L,AFC30纳滤膜的Cu2+去除率为92%,达到了废水处理回用的标准。在Odais等[25]的实验中,Cu2+和Cd2+混合液初始离子质量浓度为500mg/L,经过反渗透装置处理,出水离子质量浓度约为3mg/L,截留率达99.4%。Ujang等[26]在实验中采用反渗透与EDTA组合工艺去除水中的Zn2+和Cu2+,仅反渗透部分的去除率就达到了95%。

黄万抚等[27]采用反渗透技术处理紫金山矿含重金属离子酸性废水的试验研究表明,经反渗透技术处理后的净化水中Cu2+质量浓度<0.5mg/L,且Cu2+在浓缩液中得到了富集,可进一步回收。美国芝加哥API工艺公司采用B—9芳香族聚酰胺中空纤维膜组件处理镀镍漂洗水,废水中Ni2+的质量浓度650mg/L,经RO浓缩20倍后达到1.3万mg/L,Ni2+的分离率为92%[28]。

7 结语

由于膜过滤技术具有分离效率高、节能、设备简单、操作方便等优点,使其在废水处理领域有很大的发展潜力,但由于工业废水往往含有酸、碱、油等物质,处理条件较苛刻。因此,处理废水使用的膜必须具有较好的材料性能,从而保持其良好的分离性能和较长的使用寿命。从这方面来看,开发抗污染等性能优良的过滤膜具有重要的战略意义。同时,对膜污染机理、膜污染模型、膜污染控制技术和与工程化配套的预处理技术研究也是目前重要的研究方向。

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇8

【关键词】PLC控制；工业；自动化；应用

引言

PLC控制技术为工业环境下的一种数字运算电子系统，当前在工业自动化领域应用较为广泛，例如：系统集中控制、模拟量控制、位置控制、开光量控制等方面均有PLC控制技术的身影。但是PLC控制技术在工业自动化应用的过程中有几项问题需要注意，因此，为使PLC控制技术更好的服务于工业自动化，全面的实现PLC控制技术在工业自动化中的应用研究有着非常重要的理论与实际意义。

1、PLC控制技术概述

PLC控制技术为可编程控制器的英文缩写，其融合了自动控制技术、通信技术、计算机技术，具有可靠性高、易编程、体积小、抗干扰能力强、组装较为灵敏等相关的特点。当前PLC控制技术在工业自动化领域应用及其广泛，例如在冶金行业、电力行业、轻工业、化工业等其已经成长为一种支柱行业，在很大程度上提升了工业自动化水平。

PLC控制技术的主要特点表现在三个方面：首先，PLC控制技术能够对现场总线实现较好的融合，其次，PLC控制技術的通信协议统一，这在很大程度上为用户与厂家提供了方便，增强了通信的开放性。第三，PLC控制技术的通信程序较为简单，仅需要利用通信接口软件和专门计算机就能实现对通信程序的设计，这在很大程度上降低了计算机编程的工作量，因此，PLC控制技术的通信程序设计非常的简单。

2、PLC控制技术在工业自动化中的具体应用

当前PLC控制技术在工业自动化中的应用主要表现在5个方面，分别为：位置控制、开关量控制、电动机调速变频控制、系统集中控制及模拟量控制。

2.1顺序控制

PLC系统不仅实现对单独工艺流程的控制，还可以通过通信模块与信息模块的配合，实现对全部生产过程的协调控制。应用PLC技术的电气设备自动化系统包括主站层、远程站以及现场传感器，主站层与远程站通过通信总线实现连接，远程站与传感器通过二次电缆实现连接，操作人员只需在控制室内就可以通过通信模块对电气设备实现控制。

2.2开关量控制

开关量的逻辑控制是PLC最基本、应用最广泛的领域。由于PLC设置了与（AND）、或（OR）、非（NOT）等逻辑指令，在很大程度上取代了传统的继电器控制系统，能实现逻辑控制、顺序控制，可用于单机控制、多机群控、自动化生产线的控制等等。如：汽车零部件装配线上的物件输送以及各工序的加工与动作，电动机的控制，高炉上料系统，电梯控制，港口码头货物运输控制等，又如：它在注塑机、烟草机械、印刷机械、组合机床、包装流水线、电镀流水线等生产和物流控制方而都存在广泛的应用。

2.3电动机变频调速控制

PLC控制技术的指令系统能够和电动机变频器放到一起使用，从而实现对电动机调速与运转的控制。在PWM与PLC输出变频器之间，加入电压平滑电路，设置完成之后在PWM指令中加入T数值来实现对转速的控制，T与转速呈正相关的关系，PWM指令所输出的脉冲周期的大小对电压波纹的输出有着较大的影响。

2.4系统集中控制

PLC控制技术不但能够在自动化控制中进行应用，还能够应用在系统自身的集中控制中，如系统显示控制与故障检测控制等。控制系统的具体原理是根据逻辑错误检测和时限故障检测来实现对系统的监控的。机床设备在每次工步执行的过程中，均需要消耗一定的时间，因此，可以在对工步进行检测时，启动定时器，然后将定时器输出的信号作为启动报警信号和自动停机信号，在这里需要注意；定时器动作的时间要短于定时器输出信号的时间。当设备处于正常工作情况下，电控系统的中间记忆单元、输出信号、输入信号存在一定的逻辑关系，若出现了设备的故障，该种逻辑关系将受到破坏，这时可以通过预先设计好的常见故障逻辑判断程序来实现对系统集中控制中故障的分析并作出相关的报警。

2.5模拟量控制

PLC控制技术可以根据需要控制的对象特征来实现对功能模块的组合，从而形成齐全的控制系统，最终实现系统的灵活控制。PLC控制技术中包含有：通讯模块、模拟量控制模块、位置控制模块、高速计数模块、I/O模块、主机模块等。PLC控制技术通过对模量进行控制实现对各个模块使用的控制，从而使其不仅能够达到过程控制的目的，还能够实现仪表的控制。PLC模量控制在很大程度上提升了过程控制的精度，其还可以实现在进行温度控制的过程中保温、降温、升温等相关过程的温度控制，给工业热处理过程的维护与控制设计带来了较大的便利性，这为以往工业仪表控制过程中不能实现的。

3、PLC控制技术在工业自动化应用中应注意的问题

PLC控制技术在工业自动化应用的过程中还存在一定的不完善之处，例如，其内部的软硬件体系较为封闭，专用通信网络协议、专用总线及各个公司所使用的结构还存在较大的不一致性，导致PLC控制技术在工业自动化使用的过程中表现出较强的不兼容性，另外当前针对PLC控制技术具体编程软件的标准还处于规划中，这在很大程度上影响到PLC控制技术的规范化使用。因此，PLC控制技术在工业自动化应用的过程中应注意如下方面的问题。

3.1温度控制

一般情况下，PLC控制的工作温度限制为0℃到55℃，所以PLC在进行安装的过程中应当全面的考虑整体散热性的要求，不能出现阳光直射，对于一些发热量较大的设备也应当远离，若PLC周边的温度超过了55℃，则应当安装相关的制冷装置或者通风装置，来有效的降低PLC的实际工作温度，达到PLC正常的温度范围内。

3.2湿度控制

为更好的保证PLC元件工作的稳定性，应当对PLC元件工作环境的湿度进行全面的控制。PLC元件的绝缘性和环境水汽的含量有着直接的关系，应将PLC元件工作环境的湿度控制在85%之下。

3.3震动控制

PLC元件对震动方面有着较高的要求，PLC工作环境应尽量的避免频率在10赫兹到55赫兹之间的震动，若处于上述范围之内，则应当采取针对性的措施以降低震动给PLC元件正常工作带来的影响。

3.4PLC控制设计步骤

PLC控制技术在实际项目的应用过程中，不论采用的为独立控制系统还是集散控制系统，在对PLC控制部分进行设计的过程中，均需要按照如图1所示的步骤进行设计。

4、PLC控制技术在工业自动化应用中发展趋势

当前虽然PLC控制技术在工业自动化应用的过程中仍旧存在一些不完善的地方，但是由于PLC控制技术在稳定性、可靠性等方面有着较大的优势，PLC控制技术在未来工业自动化方面仍旧有着较大的应用空间，其在未来的发展方向主要体现在如下3个方面：

首先，PLC控制技术能够实现功能、产品及设计多个层面的发展。随着我国市场经济的不断发展与完善，PLC控制技术在整个市场中应用的范围必然会越来越大，应用的种类也必然越来越多，同时随着PLC控制技术应用范围的不断扩大，其给整个市场带来的便利将会更大。

其次，基于高速度与大容量的推动，PLC控制技术的运算能力必然得到较大范围的升级，随着现代化信息产业的不断发展，价格下滑、容量增加必然字在高速微型设备中普遍存在，所以，PLC控制技术必将在存储设备方面有着较大广泛的应用空间，根据PLC控制系统的当前情况，我们有理由相信，PLC控制技术在工业自动化领域的应用必然朝着更深层的方面发展升级。

第三，PLC编程语言将朝着高级化、多样化的防线不断的发展。梯形图语言将会成为中型PLC元件、小型PLC元件的主要编程语言。同时随着高级PLC编程语言的不断开发，PLC编程语言也必然朝着高级化、多样化的方向不断发展。例如：VB语言、C语言。由此可见，PLC控制技术在整个工业自动化领域方面有着非常大的應用及发展空间。

5、结束语

随着计算机科学技术与电子技术的发展，PLC控制技术必然突飞猛进，其包含的功能必然更加的多元化，其应用的领域必将更为广泛，同时，在其应用过程中也必然出现一些新的问题，这就需要技术人员，深入分析，针对性的解决PLC控制技术在工业自动化应用过程中出现的问题，使PLC控制技术更好的为工业自动化服务，为我国工业自动化水平的进一步提升，提供出较强的技术支持。

参考文献

[1]韩靖宇，邓飙，张宝生，龙勇，何春平.基于PLC和组态技术的液压举升控制系统设计[J]. 机床与液压，2012，02：73-76.

[2]朱霞清.PLC技术在煤矿带式输送机中的设计与应用[J].煤矿机械，2013，09：229-231.

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇9

异型六边形斜管沉淀器在工业废水中的应用

摘要：斜板(管)沉淀装置是工业废水处理技术中的`基本操作单元,在国内外获得广泛应用,但近年来六边形蜂窝斜管除材质外,管型及工艺性能几乎没有变化,长期处于停滞状态.试验表明一种新型异型六边形斜管具有沉淀面积和沉淀效率大于六边形蜂窝斜管的特性.作 者：李春玉 张旭 Li Chunyu Zhang Xu 作者单位：本溪钢铁(集团)公司,辽宁,本溪,117000期 刊：工业水处理 ISTICPKU Journal：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：,26(10)分类号：X703.3关键词：异型六边形斜管沉淀器 废水处理 蜂窝状斜管

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 篇10

轧辊磨损

轧辊磨损与其他磨损在形成机理上相同。从摩擦学角度来讲，可理解为轧辊宏观和微观尺寸的变化。一般讨论的轧辊磨损，包括宏观磨损和微观磨损，具体表现为轧辊直径的缩小。然而，轧辊磨损在几何和物理条件上与一般磨损又有差别，如轧辊上的某点与轧件周期性接触;轧件上的氧化铁皮作为磨粒进入辊缝;冷却液和润滑液的作用以及热的影响等。因此，在实际工作条件下轧辊磨损的因素很复杂，根据其产生的原因可分为以下几种：

(1)机械磨损或摩擦磨损。工作辊与轧件及支撑辊表面相互作用引起的摩擦形成的磨损。

(2)化学磨损。辊面与周围其他介质相互作用，造成表面膜的形成与破坏的结果。

(3)热磨损。在工作状态下，轧辊因高温作用其表面层温度剧烈变化引起的磨损。

1工作辊磨损

工作辊磨损主要是由工作辊与轧件及工作辊与支撑辊之间的相互摩擦引起的，这种摩擦包括滑动摩擦和滚动摩擦，其磨损主要发生在与轧件相接触的部位。

在生产过程中，由于带钢在轧机间形成活套，以致增大了带钢对上辊的包角，增加了接触面积的压力;带钢上表面再生氧化铁皮的滞留也增加了上辊的磨损，因此，上辊比下辊的磨损量大。由于传动端与电机连接，因振动之故，传动侧的磨损量比换辊侧的大。

2支承辊磨损

支撑辊磨损主要是与工作辊的相对滑动和滚动造成的。工作辊表面的炭化物颗粒将支撑辊表面的金属微粒磨削下来，使支撑辊产生磨损。其磨损量的大小与轧辊的材质、表面硬度及光洁度、辊间压力横向分布、相对滑动量和滚动距离等因素有关。实践证明，由于夹带大量氧化铁皮的冷却水作用在辊面，致使下支撑辊工况条件差，从而加速了轧辊的磨损。另外，支承辊的磨损也与上、下支撑辊的辊面硬度有关。

轧辊裂纹

由于多次温度循环产生的热应力造成轧辊逐渐破裂，即裂纹，它是发生在轧辊表面薄层的一种微表面现象。轧制时，轧辊受冷热交替变化剧烈，从而在轧辊表面产生严重应变，逐渐产生热疲劳裂纹。这种裂纹是由热循环应力、拉应力及塑性应变等多种因素形成的，其中，塑性应变使裂纹出现，拉应力使其扩展。

轧辊剥落

轧辊剥落通常是由显微裂纹引起的轧辊破坏，热轧带钢的支撑辊和工作辊由于力学因素、工作条件及服役周期不同，其剥落方式及轻重也不同。1工作辊剥落

热轧工作辊剥落是由接触疲劳造成的，生产中出现的剥落多数为辊面裂纹所致。

工作辊与支撑辊接触，产生接触应力及相应的交变剪应力，通常工作辊服役约8小时就下机进行磨削，因此不易产生疲劳裂纹。由于支撑辊与工作辊接触宽度不足20mm，即使在冷却水的作用下，支承辊也无明显的温差，工作辊则不然。当工作辊与高温带钢接触时，其辊面温度可升高到500～600℃;当其接触到冷却水时，工作辊的温度又迅速降到100～150℃以下。这种周期性的加热和冷却使工作辊辊面产生了变化的温度场，因而产生了明显的周期应力，当热应力超过材料的疲劳极限时，轧辊表面便产生细小的网状热裂纹，即龟裂，

另外，在轧制过程中，当带钢出现甩尾，叠轧时，轧件将划伤轧辊，这样就形成了新的裂纹源。轧辊表面的龟裂、表层裂纹等，在工作应力、残余应力和冷却作用下引起的氧化，使裂纹尖端的应力急剧增加并超过材料的允许应力而向轧辊内部扩展。当裂纹发展成与辊面呈一定的角度甚至沿着辊面平行的方向扩展时，就造成了剥落。

2支撑辊剥落

支撑辊剥落主要是由距辊面一定深度的交变剪切应力造成的，其剥落部位主要发生在支撑辊两端。

支撑辊由于服役周期较长，普遍存在磨损量大，磨损严重且不均匀等现象。由于支撑辊的中间磨损量大，两端磨损量小，所以辊身两端产生局部的接触应力尖峰，造成两端交变剪应力的增大，因而加快了疲劳破坏。同时辊身中部的剪应力点，在轧辊磨损的推动作用下，逐渐往辊身内部移动至少0.5mm，不易形成疲劳裂纹;而轧辊边部的最大剪应力点，由于该边部磨损较少，基本保持不变，故其在交变应力的反复作用下，局部材料弱化，出现裂纹。在轧制过程中，辊面以下为接触疲劳引起的裂纹源，由于尖端存在应力集中现象，因而自尖端开始沿辊面垂直方向向辊面扩展，或与辊面成小角度以致呈平行的方向扩展，两者相互作用，随着裂纹扩展，最终造成剥落。

轧辊断裂

轧辊断裂的因素很多，其中包括本身的因素，即辊身内部存在大量裂纹及轧辊组织缺陷和轧辊的铸造缺陷。在生产过程中，如辊身内部存在大量裂纹，则该裂纹尖端产生应力集中而快速扩展并连接形成一个较大的裂纹，这种裂纹在交变应力的作用下，由内向外逐渐扩大，当裂纹扩大到一定程度时就会发生断裂;轧辊组织缺陷和轧辊的铸造缺陷也都会造成断辊。

轧辊设计所受的局限性及设计的不合理也会造成轧辊断裂，由此引起的断裂主要发生在轧辊的辊颈或辊颈与辊身的过渡处。辊颈直径受轧辊轴承径向尺寸的影响，辊颈直径比辊身直径小得多;在辊颈与辊身的连接处，由于直径突然变化，以致当轧辊受载时产生明显的应力集中现象。

在轧制过程中，过大的轧制力会使工作辊辊颈从根部和辊颈受力处断裂。因此，在工作辊设计过程中，应尽量加大轧辊的辊颈直径及辊颈和辊身的过渡圆角，同时，一定要校核工作辊辊颈所能承受的扭转力矩。

提高轧辊使用寿命的相应措施(1)热轧辊长期在700～800℃环境中工作，与热钢坯直接接触，承受强大的轧制力，同时表面还要承受轧材的强力磨损，且反复被热轧材加热和冷却水冷却，经受温度变化较大的热疲劳作用。因此，要求热辊轧材具有淬透性高，热膨胀系数低，热传导能力高和高的高温屈服强度及抗氧化性高等特点。

(2)出现裂纹的轧辊应及时更换进行磨削，保证其适度的磨削量，以消除残余裂纹。

(3)为减小或者消除内应力，工作辊在使用一个周期后要进行一次消除应力退火，或将磨削后的轧辊浸入具有一定温度的油剂中保存。

(4)合理的轧辊辊型配置，均匀辊间接触应力，保持适量均匀的磨损，利用磨损的推动作用以有效消除轧辊剥落。

(5)从轧制工艺方面出发。要确保冷却水的正常投入，在使用过程中必须加强对轧辊冷却喷嘴的管理，保证喷嘴和过滤网不堵塞，水量足够，确保轧辊的温度控制在正常范围之内;在热轧带钢生产中还可应用轧制润滑技术，实践证明，轧制润滑可以减少轧辊的磨损，降低轧制力及轧制扭矩，缓解轧辊的热疲劳，改善轧制时的应力状态;应用在线磨辊技术和工作辊横移以降低轧辊磨损，延长带钢的轧制公里数，减少换辊次数。