膜分離技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用

1、膜分離技術(shù)在印染廢水中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50864005）作者簡(jiǎn)介：黃萬(wàn)撫（1962-），男，江西南康人，教授、博導(dǎo)，主要從事膜分離技術(shù)研究。通訊作者：嚴(yán)思明，環(huán)境工程研究生，郵箱：。黃萬(wàn)撫,嚴(yán)思明,丁聲強(qiáng)（江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000）摘要:本文介紹了印染廢水的來源和特點(diǎn)，論述了印染廢水的傳統(tǒng)處理方法（物化法、生化法）及其優(yōu)缺點(diǎn)，描述了膜分離技術(shù)的分類、機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)，以及重點(diǎn)闡述了微濾、超濾、納濾、反滲透、雙膜等膜分離技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用及存在問題，并對(duì)膜分離技術(shù)今后的發(fā)展方向進(jìn)行了展望，同時(shí)為印染廢水的處理與回用提供指導(dǎo)作用。關(guān)鍵字

2、：印染廢水；傳統(tǒng)方法；膜分離技術(shù)Application and Development Trent Trend of Membrane Separation Technology in Printing and Dyeing Wastewater TreatmentHuang Wan-fu,YAN Si-ming, Ding Sheng-qiang(Faculty of Resource and Environmental Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China)Abstr

3、act: This paper has introduces introduced the origins, characteristics of printing and dyeing wastewater and Discusses discussed the traditional physico-chemical and biochemical methods for printing and dyeing wastewater treatment (physico-chemical, biochemical method)and its therein the advantages

4、and disadvantages. It has dDescribesd the classification, mechanism, advantages and drawbacks of the membrane separation technology of classification, mechanism and advantages, with emphasis on and emphatically expounds micro filter-, ultrafiltrationultra-, and nano-filtrations, and reverse osmosis,

5、 and double double-membrane separation technology for in the application of printing and dyeing wastewater treatment. It has pointed the direction for development of the membrane separation technologies for the printing and dyeing wastewater treatment and reuse in the future.and the existence questi

6、on, and membrane separation technology the development direction in the future prospects，and meanwhile Provides guidance on the role of printing and dyeing wastewater treatment and reuse.Keywords: Printing and dyeing wastewater; Traditional method; Membrane separation technology引言紡織工業(yè)作為我國(guó)傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要

7、分支，一直以來，除了滿足人們衣著所需及產(chǎn)業(yè)用品的需求外，還在增加出口創(chuàng)匯和社會(huì)就業(yè)、積累建設(shè)資金等相關(guān)方面起到了重要作用。然而作為紡織印染的第一大國(guó)，每年排放的印染廢水量高達(dá)30108t，占全國(guó)工業(yè)廢水排放總量的35%，這部分排放廢水的回用率還不到10%，一直處在全國(guó)工業(yè)行業(yè)的廢水回用率的最低1-4。1印染廢水的來源與特性印染廢水主要來源于退漿、煮練、漂白、絲光、染色、后整理等工序排放廢水。該廢水具有色度大、有機(jī)物含量高、可生化性差、含鹽量高、電導(dǎo)率大、水質(zhì)變化范圍大、pH 值變化大、水溫水量變化大以及生物毒性等特點(diǎn)(見表1 5-8)。表1 印染廢水的性質(zhì)pHSS(mg/L)COD (mg/L

8、)BOD(mg/L)BOD/COD溫度()TDS(mg/L)色度(倍)3-12100-400200-2000015-80000.230-801060-13000100-5002印染廢水的傳統(tǒng)處理方法及優(yōu)缺點(diǎn)目前，用于印染廢水處理的傳統(tǒng)方法很多，主要包括物化法、生化法和生物物化復(fù)合法。其中，物化法一般為吸附、混凝沉淀、混凝氣浮等，生化法一般為水解酸化法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厭氧生物法等。傳統(tǒng)方法對(duì)印染廢水有一定的處理效果，并因其處理費(fèi)用低而被廣泛應(yīng)用，但存在一些急需要解決的問題。如物化法去除率低，出水一般不能達(dá)標(biāo)排放，生物處理法中活性污泥沉降性能低，生化反應(yīng)速率比較緩慢，并且剩余污泥

9、的處理費(fèi)用較高。隨著一些新型的染料、漿料、助劑不斷地使用，廢水中的難降解物質(zhì)和生物毒性物質(zhì)越來越多，使得傳統(tǒng)一些處理方法在CODCr去除率和脫色效果等方面很不理想，出水CODCr和色度往往很難達(dá)到日益嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。3 膜分離技術(shù)概況膜分離技術(shù)是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，膜在某種推動(dòng)力（如濃度差、壓力差、電位差等）作用下，可以選擇性地透過某些物質(zhì)而保留溶液中其它組分，以達(dá)到分離、濃縮的目的。分離膜通常有固膜、液膜及氣膜三類。其中固膜在工業(yè)上應(yīng)用最多；液膜只有少數(shù)在工業(yè)上應(yīng)用，大部分用在廢水處理中；氣膜分離還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。固膜以高分子合成膜為主，近年來，無(wú)機(jī)膜材料，特別是陶瓷膜，因其耐

10、高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，正進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。膜分離技術(shù)按分離功能劃分又可分為微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）以及反滲透（RO）等，它們的分離機(jī)理、應(yīng)用范圍等見表310-11。表2 幾種膜分離過程一覽表膜分類操作壓力/MPa膜孔徑/m分離機(jī)理截留物微濾90%，脫鹽率98%，出水水質(zhì)完全符合印染車間的使用要求。段曉笛等27采用反滲透-微電解集成技術(shù)處理印染廢水，CODCr、濁度、色度去除率分別達(dá)到75%、99%、100%，處理后的水質(zhì)能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。福建鳳竹紡織科技股份有限公司28采用水解酸化池-接觸氧化池-氣浮池部分已達(dá)標(biāo)的印染廢水經(jīng)深度處理后，進(jìn)入反滲透膜處理

11、系統(tǒng)進(jìn)行除鹽處理。試驗(yàn)結(jié)果表明，電導(dǎo)率截留率可達(dá)98.6%以上，出水CODCr在40mg/L以下，色度低于25 倍，遠(yuǎn)超過國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4287-1992)，水回收率可達(dá)到50%，回用水中SS值、COD值、色度、濁度、鐵離子含量均未檢出，同時(shí)膜處理后的濃縮液也能達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。4.5 雙膜組合工藝在印染廢水處理中的應(yīng)用近年來，雙膜技術(shù)的研究與開發(fā)逐漸成為國(guó)內(nèi)外環(huán)境科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。在印染廢水深度處理與回用方面，雙膜技術(shù)表現(xiàn)出相當(dāng)強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。雙膜法資源化處理技術(shù)，尤其是納濾或反滲透高分子膜作為高級(jí)處理過程，不僅可以較好地回收印染廢水中染料等有用物質(zhì)，而且還可以實(shí)現(xiàn)高鹽度、難降解有機(jī)染

12、料廢水的有效處置。但同時(shí)對(duì)進(jìn)水要求相當(dāng)高，一般微濾或超濾可以滿足它們的進(jìn)水要求，可以緩解膜受到污染，增加它們的使用壽命。雙膜技術(shù)處理的廢水可以直接回用于印染工序各個(gè)環(huán)節(jié)，濃水則可回流至常規(guī)工序處理，從而實(shí)現(xiàn)印染廢水零排放及清潔生產(chǎn)。M.I. Alcaina-Miranda等29采用超濾和納濾膜（NF270和Duraslick NF）組合工藝處理印染廢水，研究發(fā)現(xiàn)，兩種組合工藝對(duì)COD和電導(dǎo)率、濁度都有良好的去除效果，且Duraslick NF對(duì)色度去除可高達(dá)100%，可以回用到印染不同工序段用水。SELENE GRILLI等30采用厭氧-缺氧-好氧超濾膜生物反應(yīng)器-納濾膜組合工藝處理印染廢水，

13、研究表明，厭氧生物濾池色度去除率可達(dá)70%，MBR超濾系統(tǒng)可去除90-95%的COD，而納濾膜裝置進(jìn)一步去除COD、色度和脫鹽，去除率分別為50-80%，70-90%及60-70%，出水幾乎無(wú)色，可達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。曾杭成，張國(guó)亮等31采用超濾反滲透雙膜技術(shù)處理印染廢水，研究BW30和CPA2兩種反滲透膜在不同操作條件下對(duì)印染廢水的處理效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種反滲透膜均可以對(duì)有機(jī)物和鹽的去除率分別可達(dá)99%和93%以上，不僅可以達(dá)到和超過城市工業(yè)用水回用標(biāo)準(zhǔn)，而且還可以回用于大部分印染過程的高級(jí)工序中。馬江權(quán)，郭楠等32采用微濾納濾聯(lián)用裝置對(duì)印染廢水生化二沉池出水進(jìn)行深度處理。研究表明，濁度去除

14、率達(dá)到 94.36%99.81%，COD去除率可以達(dá)到 33.32%54.94%，COD去除率可達(dá)到86%以上，系統(tǒng)產(chǎn)水的COD在51mgL-1左右，達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，可以回用做工業(yè)用水，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。4.6 存在問題膜分離技術(shù)在處理印染廢水取得很好效果的同時(shí)也存在一些問題：膜在使用過程中會(huì)發(fā)生堵塞和膜污染，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求非常高；通常有些膜材質(zhì)的抗酸堿、耐腐蝕性能差；膜價(jià)格居高不下，目前國(guó)內(nèi)大部分膜材料都依靠進(jìn)口；目前普遍存在由于膜污染而引起的膜通量下降問題，導(dǎo)致產(chǎn)水水量下降；出現(xiàn)濃差極化現(xiàn)象，尤其是納濾和反滲透要求濃縮倍數(shù)增加時(shí)越明顯，使得產(chǎn)水水質(zhì)下降；膜組件工作壽命短，需經(jīng)常更換

15、，大大增加運(yùn)行成本；膜清洗困難，在清洗時(shí)會(huì)改變膜的物化性能。5 膜分離技術(shù)在印染廢水處理應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)印染廢水的處理一直是國(guó)內(nèi)外廢水處理領(lǐng)域的重大難題之一。隨著印染企業(yè)的發(fā)展，使得企業(yè)用水量和廢水排放量不斷增加。作為一種水量大、色度高、組分復(fù)雜的廢水，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的處理方法越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的要求。在地球資源日益衰減的情況下，國(guó)內(nèi)外關(guān)于廢水資源化技術(shù)的研究越來越多，人們趨向于通過采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝來實(shí)現(xiàn)減排或不排廢水，同時(shí)回收廢水中有用物質(zhì)，以取代目前占地大、耗資高的各種處理方法。而膜分離技術(shù)作為一種高新技術(shù)，其分離效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)相變和節(jié)約能源等方面的特點(diǎn)

16、，使其在印染廢水處理方面的應(yīng)用具有巨大的潛力。目前，膜污染和成本等因素制約著膜分離技術(shù)在印染廢水治理方面應(yīng)用。未來發(fā)展方向是開發(fā)具有化學(xué)穩(wěn)定性高、抗污染、抗菌、長(zhǎng)壽命、高通量、低價(jià)格的膜材料，特別是針對(duì)印染廢水的復(fù)雜特性，研制和開發(fā)不同印染廢水的專用膜以及專用工藝流程。同時(shí)還要完善膜分離技術(shù)理論，不斷開發(fā)膜技術(shù)與其它技術(shù)有機(jī)組合，如電催化膜、光催化膜、MBR-RO等技術(shù)，不斷地彌補(bǔ)原有一些工藝缺點(diǎn)，使得膜分離技術(shù)有了新的生機(jī)，從而促進(jìn)印染企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益同步發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 詹敬江. 印染廢水處理方案的探討J. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2011,10(8):102-103.2 李建新

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