膜分離技術(shù)處理印染廢水的應(yīng)用

1、    膜分離技術(shù)處理印染廢水的應(yīng)用    楊俞+王淑影+徐瑧摘 要：該文介紹了印染廢水的來(lái)源及特點(diǎn)，對(duì)比了印染廢水傳統(tǒng)處理方法（物理法、化學(xué)法及生物法）的優(yōu)缺點(diǎn)，描述了膜分離技術(shù)分類(lèi)及優(yōu)點(diǎn)，詳細(xì)介紹了不同膜在印染廢水處理中的應(yīng)用，指出了膜分離技術(shù)存在的問(wèn)題并展望了膜分離技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：印染廢水 膜 分離技術(shù)：x791 ：a ：1672-3791（2017）07（c）-0088-03abstract： this paper introduced the origins， characteristics of printing and dyei

2、ng wastewater and discussed the advantages and disadvantages of the traditional physical， chemical and biochemical treatment technologies. the classify and the advantages of the membrane separation technologies are described. the applications of the different membrane to the treatment of printing an

3、d dyeing wastewater are detailed introduction. we also pointed out the problems of the membrane separation technologies and outlook the development direction of the membrane separation technologies.key words： printing and dyeing wastewater； membrane； separation technology我國(guó)是紡織印染第一大國(guó)，紡織業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)之一，

4、為人們提供衣著所需的同時(shí)每年排放的印染廢水高達(dá)30×108 t，占全國(guó)工業(yè)廢水排放總量的35%，2015年4月2日國(guó)務(wù)院發(fā)布的水污染防治行動(dòng)計(jì)劃中印染行業(yè)是專(zhuān)項(xiàng)整治的重污染行業(yè)之一1。印染廢水主要來(lái)源于預(yù)處理（燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等）、染色、印花和整理四大工序中排放的廢水。廢水所含污染物種類(lèi)多且復(fù)雜，包括染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類(lèi)物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、雜環(huán)類(lèi)、胺類(lèi)、取代苯類(lèi)和醇類(lèi)等有毒有害污染物，因此該廢水具有水質(zhì)、ph值、水溫水量變化大、色度高（400倍以上）、有機(jī)物含量高、bod5/codcr值低（20%左右）可生化性差，含鹽量高、電導(dǎo)率大以及生物毒性等特點(diǎn)2，

5、3。1 傳統(tǒng)處理方法目前，印染廢水處理的傳統(tǒng)處理方法可以分為以下3類(lèi)：物理法、化學(xué)法及生物法。物理法主要為吸附法、混凝法4，5。吸附法是利用活性炭、離子交換樹(shù)脂、煤渣和膨潤(rùn)土等吸附劑吸附廢水中的雜質(zhì)，去水中的污染物。其優(yōu)點(diǎn)是：成本較低、操作簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是：再生費(fèi)用較高?；炷ㄍㄟ^(guò)添加絮凝劑使廢水中的固體懸浮物沉淀下來(lái)，缺點(diǎn)是對(duì)水溶性染料的去除效果不佳，污泥量大。化學(xué)法包括電化學(xué)法、化學(xué)氧化法等6-9?；瘜W(xué)氧化法又分為fenton試劑法、o3氧化法、光催化氧化法等，fenton試劑法利用由h2o2與fe2+混合組成氧化體系分解印染廢水中的大分子。對(duì)o3氧化法利用o3具有的強(qiáng)氧化能力分解有機(jī)污染物。

6、光催化氧化法以光化學(xué)氧化為基礎(chǔ)，在光照條件下借助催化劑，將有機(jī)污染物氧化降解?；瘜W(xué)氧化法的主要優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，能有效分解有機(jī)污染；缺點(diǎn)是：成本較高。電化學(xué)法是主要通過(guò)絮凝和氧化還原作用，將廢水中的污染物去除，其優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備小、占地少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、cod去除率高、脫色效果好；缺點(diǎn)是：成本高、能耗大、電極材料制備復(fù)雜且副反應(yīng)多。生物法10利用微生物的絮凝、吸附和生物降解功能，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分離、氧化降解，分為好氧法和厭氧法。生物法的優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染、處理效果較好；缺點(diǎn)是：去除率低、出水難達(dá)標(biāo)、污泥處理費(fèi)用較高。2 膜分離技術(shù)早在18世紀(jì)分離膜的概念就已被提出，但是當(dāng)時(shí)

7、膜并沒(méi)有應(yīng)用于過(guò)濾方面，發(fā)展到今天膜分離技術(shù)作為一種節(jié)能、高效、環(huán)境友好的新技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于資源回收及環(huán)境治理等領(lǐng)域。膜分離技術(shù)基本原理是以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，物料組分在膜的推動(dòng)力（如濃度差、壓力差、電位差等）作用下，選擇性地透過(guò)膜，達(dá)到分離、提純、濃縮的目的。按分離功能劃分膜分離技術(shù)主要分為微濾（micro-filtration，mf）、超濾（ultra-filtration，uf）、納濾（nano-filtration，nf）、反滲透（reverse-osmosis，ro）11。膜分離技術(shù)因其在分離上具有高效節(jié)能、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、過(guò)程易控制等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理領(lǐng)域得到大力發(fā)

8、展。3 膜分離技術(shù)處理印染廢水3.1 微濾微濾（micro-filtration，mf），孔徑在0.110 m之間，其分離機(jī)理與篩分機(jī)理相同， 主要截留懸浮顆粒物（膠體、細(xì)菌、微粒），是發(fā)展最早、技術(shù)最成熟的膜之一，因此微濾膜分離技術(shù)在印染廢水處理方面發(fā)展得很成熟。早期李文翠等12使用碳膜對(duì)印染廢水進(jìn)行處理，其對(duì)染料分子的截留率最高可達(dá)到99%以上。嵇鳴等13采用氫氧化鎂吸附與陶瓷膜微濾相結(jié)合，色度去除率可達(dá)98%。楊大春等14采用fenton試劑與微濾工藝結(jié)合處理印染污水，色度去除率可達(dá)99.5%，cod去除率可達(dá)69.8%。 3.2 超濾超濾（ultra-filtration，uf）主要依

9、靠膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)不同物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離，超濾的膜孔徑為2100 nm，截留分子量為5005 000，截留分子直徑為510 m。采用超濾技術(shù)對(duì)印染廢水的研究中，李富祥等15利用中空纖維膜對(duì)廢水中cod、色度、濁度和無(wú)機(jī)離子進(jìn)行去除，去除率分別為17%、10%以下、98.5%和5%。中科院環(huán)化所用超濾膜對(duì)還原染料廢水處理試驗(yàn)研究16表明，超濾處理染料廢水脫色率98%，codcr去除率60%90%，染料回收率95%以上。陳士明等17采用微絮凝直接過(guò)濾-超濾工藝處理印染廢水，使用modec改性聚氯乙烯（pvc）內(nèi)壓式中空纖維膜，其對(duì)濁度去除率99.2%，脫色率86%和cod平均去除率為56%。3.

10、3 納濾納濾（nano-filtration，nf）的孔徑大約為1 nm，截流分子量為300500道爾頓，納濾過(guò)主要用于對(duì)無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)小分子的過(guò)濾。yi he等18采用ca納濾膜對(duì)c.i.活性橙12、c.i.活性紅24、c.i.活性藍(lán)74、c.i.活性黑5和c.i.活性藍(lán)13，5種活性染料進(jìn)行攔截，截留率均高于99%，對(duì)染料回收再利用取得進(jìn)展。goksen capar等19使用納濾膜對(duì)酸性染料廢水進(jìn)行處理，研究發(fā)現(xiàn)廢水被中和后，再經(jīng)過(guò)納濾對(duì)色度的去除率為100%，cod、濁度的去除率分別為92%、97%。馬江權(quán)等20采用微濾-納濾聯(lián)用技術(shù)處理印染廢水，水質(zhì)cod去除率大于86%，鹽截留率大于9

11、5%，濁度和色度去除率高達(dá)100%。3.4 反滲透反滲透（reverse-osmosis，ro）早在20世紀(jì)70年代就應(yīng)用于印染廢水處理21。曾杭成等22研究了bw30和cpa2兩種反滲透膜對(duì)印染廢水的處理，結(jié)果表明，兩種反滲透膜產(chǎn)水cod均小于10 mg/l，電導(dǎo)率小于80 s/cm，對(duì)有機(jī)物去除率可達(dá)99%，鹽的去除率93%以上。鄒勇斌等23應(yīng)用反滲透膜深度處理印染廢水，codcr的去除率97.4%、脫鹽率97.0%，濁度去除率接近100%，廢水回收率80%。葉舟等24采用超濾和反滲透連用處理印染廢水并實(shí)現(xiàn)廢水回用，cod去除效率99%以上，色度及濁度去除率接近100%，脫鹽率99%以上，

12、廢水的總回用率達(dá)到85%。3.5 雙膜組合法雙膜組合法近年來(lái)逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。雙膜法在對(duì)印染廢水的處理和回收利用上表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。叢緯等25采用超濾/納濾雙膜技術(shù)處理印染廢水，cod去除效率90%，濁度去除率90%。付江濤等26采用omexell sfp2860超濾膜和bw30-365fr反滲透膜組合，對(duì)浙江紹興以棉類(lèi)、滌綸類(lèi)、絲織類(lèi)、針織等類(lèi)布匹印染加工的某印染廠(chǎng)廢水進(jìn)行處理，通過(guò)雙膜法處理，codcr去除率99%以上，濁度、色度去除率接近100%，脫鹽率98%以上。張勇27采用“o3+uf+ro”組合工藝對(duì)經(jīng)前處理、生化處理及物化處理和過(guò)濾工段的印染廢水進(jìn)一步處理，cod去除

13、率93%以上，濁度、色度去除率接近100%，脫鹽率97.5%以上。雙膜組合法極大地提高了印染廢水cod、濁度、色度及鹽的去除率，尤其是超濾或納濾膜與反滲透膜的連用，可實(shí)現(xiàn)廢水回用，降低了經(jīng)濟(jì)成本。4 問(wèn)題及展望隨著環(huán)境的日益惡化，國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重視，對(duì)印染企業(yè)的用水量、排放量和排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，企業(yè)的壓力不斷上升，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)廢水資源化回用的技術(shù)研究越來(lái)越多。膜分離技術(shù)是一種高新技術(shù)，具有高效節(jié)能、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、過(guò)程易控制等特點(diǎn)，其在印染廢水處理方面的展現(xiàn)出巨大的潛力。目前膜主要存在以下問(wèn)題：（1）膜價(jià)格較高，膜材料主要依靠進(jìn)口；（2）膜較易污染并導(dǎo)致膜通量下降；（3）膜

14、組件壽命短，需經(jīng)常更換，增加運(yùn)行成本；（4）膜清洗困難，藥劑清洗會(huì)改變膜的物化性能并縮短膜的壽命。針對(duì)以上問(wèn)題，開(kāi)發(fā)低價(jià)格、抗污染、抗菌、通量高、壽命長(zhǎng)、化學(xué)穩(wěn)定性好的膜材料是未來(lái)膜發(fā)展的重要方向之一。同時(shí)針對(duì)印染廢水水質(zhì)的復(fù)雜特點(diǎn)在工藝上將膜技術(shù)與其他技術(shù)（化學(xué)、生物技術(shù)）有機(jī)耦合，開(kāi)發(fā)出如光催化膜、電催化膜、mbr-ro等新的膜技術(shù)，使得膜分離技術(shù)不斷完善，對(duì)現(xiàn)有工藝的不足之處加以彌補(bǔ)，促進(jìn)印染企業(yè)在經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益三方面同步發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 國(guó)務(wù)院.水污染防治行動(dòng)計(jì)劃j.中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（5）：4-12.2 劉曉玲，張臨絨，胡欣琪，等.印染廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及其有機(jī)污染物研

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