28

Feb

2020

超濾+反滲透處理印染廢水

紡織印染行業(yè)廢水水量大、有機(jī)污染物含量高、堿度和pH值變化大、水質(zhì)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(shí)可達(dá)4000倍以上；印染行業(yè)中，PVA漿料和新型助劑的使用，使難生化降解的有機(jī)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(qū)動(dòng)的膜分離過(guò)程，它能夠?qū)㈩w粒物質(zhì)從流體及溶解組份中分離出來(lái)。超濾膜的典型孔徑在0.01~0.1um之間，對(duì)于細(xì)菌和大多數(shù)病菌、膠體、淤泥等具有極高的去除率。

反滲透（RO）預(yù)處理是將污染的問(wèn)題轉(zhuǎn)移到超濾上，由UF或MBR來(lái)解決，采用UF或MBR作為預(yù)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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。由于各膜組件精度的不同，為使設(shè)備能長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)源水水質(zhì)的要求也較為嚴(yán)格。超濾截留分子量在10000~50000道爾頓之間，最大過(guò)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(shí)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(yīng)用

針對(duì)印染廢水屬于典型的工業(yè)有機(jī)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(jī)污染物、SS、膠體狀物質(zhì)等特點(diǎn)，采用了“雙膜法”處理工藝，不僅可以回收水資源，實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)回用，而且還可以進(jìn)一步削減排污總量。

實(shí)際經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理后的廢水如果直接進(jìn)行反滲透，由于水中含有一定量的有機(jī)物和雜質(zhì)，極易使膜污染，從而堵塞膜孔。因此，廢水先經(jīng)過(guò)超濾預(yù)處理再經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾可有效減小膜污染的發(fā)生。處理前后的水質(zhì)狀況詳見(jiàn)表2和表3。

本工程采用的工藝流程，見(jiàn)圖1。圖2為MBR膜產(chǎn)水通量與操作壓力之間的關(guān)系圖，可以看出，MBR膜的產(chǎn)水通量隨著膜負(fù)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(dǎo)致膜污染阻力增加而引起的。
MBR是采用鼓風(fēng)曝氣作為膜絲氣洗設(shè)備，其鼓風(fēng)曝氣使膜絲產(chǎn)生劇烈的抖動(dòng)，進(jìn)而大大減緩了膜面污染；由于透水孔徑一定而使得產(chǎn)水質(zhì)較穩(wěn)定；設(shè)備能接受較高負(fù)荷的懸浮物濃度，最大為10 000 mg/L，這樣在保證了產(chǎn)水水質(zhì)的同時(shí)可適當(dāng)節(jié)省沉淀空間或省掉沉淀池。

與傳統(tǒng)的生物處理方法和超濾技術(shù)相比，MBR具有生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長(zhǎng)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前最有前途的廢水處理新技術(shù)之一。由圖3可以看出，RO膜的產(chǎn)水率隨著運(yùn)行時(shí)間的增加呈較為平緩的下降。

膜回收系統(tǒng)設(shè)備隨溫度的變化其性能也會(huì)有較大變化，進(jìn)水水溫會(huì)造成膜組件擴(kuò)散速率的變化，首先是產(chǎn)水量隨溫度降低而減少；其次是產(chǎn)水水質(zhì)隨溫度降低而提高；再次是運(yùn)行壓力隨溫度降低而提高。根據(jù)膜性能設(shè)計(jì)參數(shù)則推薦使用25℃的運(yùn)行溫度為最佳溫度。

圖4為RO脫鹽率隨時(shí)間之間的關(guān)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(zhì)透過(guò)膜的百分率，計(jì)算公式為：SP=100%×（Cp/Cfm）（1）

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

水通量和透鹽率的基本關(guān)系式是反滲透的基本原理?？梢钥闯?，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(guò)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(yùn)行壓力比較穩(wěn)定，膜前后壓差較低只有0.3 MPa左右。

反滲透膜分離技術(shù)通過(guò)對(duì)廢水中污染物的分離、濃縮、回收，而達(dá)到廢水處理的目的。其具有不產(chǎn)生二次污染、能耗低、可循環(huán)使用等特點(diǎn)。系統(tǒng)在使用一段時(shí)間后，膜元件的表面會(huì)形成一些硅垢、鈣垢、鎂垢、金屬氧化物、有機(jī)物等雜質(zhì)組成的垢層，一般表現(xiàn)在系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)變化，如：產(chǎn)水量下降、運(yùn)行壓力升高、產(chǎn)水水質(zhì)變差、膜段之間的壓力差增大（以上數(shù)據(jù)均為標(biāo)準(zhǔn)化以后的數(shù)據(jù)），一般當(dāng)以上參數(shù)增加或降低10~15%時(shí)需進(jìn)行化學(xué)清洗，通過(guò)化學(xué)藥液的浸泡、反應(yīng)、沖刷等物理、化學(xué)作用，來(lái)達(dá)到松動(dòng)垢層后將其沖刷至膜體外，從而恢復(fù)膜元件的運(yùn)行性能。

廢水采用反滲透膜設(shè)備處理后，含鹽量、電導(dǎo)率大大降低，達(dá)到或超過(guò)印染工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，可滿足中高檔產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，可將反滲透處理后的回用水與一般生產(chǎn)用水以一定比例混合使用，以改善正常生產(chǎn)用水的水質(zhì)，并降低用水成本。