28

Feb

2020

超濾+反滲透處理印染廢水

紡織印染行業廢水水量大、有機污染物含量高、堿度和pH值變化大、水質變化大；可生化性能差，廢水BOD5/COD值一般在20%左右；色度高，有時可達4000倍以上；印染行業中，PVA漿料和新型助劑的使用，使難生化降解的有機物在廢水中的含量大大增加。

1.膜工藝介紹

膜法的廢水再利用主要包括“超濾膜+反滲透膜”的工藝流程，超濾（UF）是以壓力為驅動的膜分離過程，它能夠將顆粒物質從流體及溶解組份中分離出來。超濾膜的典型孔徑在0.01~0.1um之間，對于細菌和大多數病菌、膠體、淤泥等具有極高的去除率。

反滲透（RO）預處理是將污染的問題轉移到超濾上，由UF或MBR來解決，采用UF或MBR作為預處理后，只是減輕了污染，RO部分仍須考慮很多因素，例如膜元件的選擇、排列和運行的經濟性。由于各膜組件精度的不同，為使設備能長期、穩定運行，對源水水質的要求也較為嚴格。超濾截留分子量在10000~50000道爾頓之間，最大過濾精度為0.1-0.2um；納濾膜組件截留分子量在200~2000道爾頓時之間；反滲透截留分子量約50道爾頓左右。

2.膜工藝在印染廢水處理中的應用

針對印染廢水屬于典型的工業有機廢水這一特性和可生化性較差并含有難以降解的水溶性有機污染物、SS、膠體狀物質等特點，采用了“雙膜法”處理工藝，不僅可以回收水資源，實現廢水循環回用，而且還可以進一步削減排污總量。

實際經過二級生化處理后的廢水如果直接進行反滲透，由于水中含有一定量的有機物和雜質，極易使膜污染，從而堵塞膜孔。因此，廢水先經過超濾預處理再經過保安過濾可有效減小膜污染的發生。處理前后的水質狀況詳見表2和表3。

本工程采用的工藝流程，見圖1。圖2為MBR膜產水通量與操作壓力之間的關系圖，可以看出，MBR膜的產水通量隨著膜負壓的升高呈較為平緩的下降。隨著壓力增加，膜污染加劇，通量不再隨壓力增加而線性增加，而是逐漸趨向平緩。這可能是由于壓力越大，污染層被壓密，導致膜污染阻力增加而引起的。
MBR是采用鼓風曝氣作為膜絲氣洗設備，其鼓風曝氣使膜絲產生劇烈的抖動，進而大大減緩了膜面污染；由于透水孔徑一定而使得產水質較穩定；設備能接受較高負荷的懸浮物濃度，最大為10 000 mg/L，這樣在保證了產水水質的同時可適當節省沉淀空間或省掉沉淀池。

與傳統的生物處理方法和超濾技術相比，MBR具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質穩定、占地面積小、排泥周期長、易實現自動控制等優點，是目前最有前途的廢水處理新技術之一。由圖3可以看出，RO膜的產水率隨著運行時間的增加呈較為平緩的下降。

膜回收系統設備隨溫度的變化其性能也會有較大變化，進水水溫會造成膜組件擴散速率的變化，首先是產水量隨溫度降低而減少；其次是產水水質隨溫度降低而提高；再次是運行壓力隨溫度降低而提高。根據膜性能設計參數則推薦使用25℃的運行溫度為最佳溫度。

圖4為RO脫鹽率隨時間之間的關系圖，可以看出，RO膜的脫鹽率很高，基本在99。96%以上。原水中溶解性雜質透過膜的百分率，計算公式為：SP=100%×（Cp/Cfm）（1）

式中：SP———透鹽率，％；
Cp———透過液鹽濃度；
Cfm———料液的平均鹽濃度。

水通量和透鹽率的基本關系式是反滲透的基本原理。可以看出，透鹽率隨操作壓力增加而降低，其原因是水通量隨壓力增加，但鹽的透過速率在壓力變化情況下保持不變。

由圖5可以看出，RO膜的運行壓力比較穩定，膜前后壓差較低只有0.3 MPa左右。

反滲透膜分離技術通過對廢水中污染物的分離、濃縮、回收，而達到廢水處理的目的。其具有不產生二次污染、能耗低、可循環使用等特點。系統在使用一段時間后，膜元件的表面會形成一些硅垢、鈣垢、鎂垢、金屬氧化物、有機物等雜質組成的垢層，一般表現在系統的運行參數變化，如：產水量下降、運行壓力升高、產水水質變差、膜段之間的壓力差增大（以上數據均為標準化以后的數據），一般當以上參數增加或降低10~15%時需進行化學清洗，通過化學藥液的浸泡、反應、沖刷等物理、化學作用，來達到松動垢層后將其沖刷至膜體外，從而恢復膜元件的運行性能。

廢水采用反滲透膜設備處理后，含鹽量、電導率大大降低，達到或超過印染工業用水標準，可滿足中高檔產品的生產需要。實際生產時，可將反滲透處理后的回用水與一般生產用水以一定比例混合使用，以改善正常生產用水的水質，并降低用水成本。