污水处理技术工艺

反渗透双膜工艺处理印染废水研究进展

发布日期:2019-07-05 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

为了更好地指导印染废水膜分离工艺的选择,分析了印染废水的来源和水质特点,总结了常见物理、化学、生物处理工艺的特点和存在的问题。比较了超滤-反渗透、微滤-反渗透、膜生物反应器-反渗透的治疗效果及应用。同时,对反渗透双膜技术的重点和创新发展进行了展望。

引言

中国是一个水资源极为稀缺的国家。人均占有水资源仅占世界人均占有量的四分之一,存在分布不均,利用率低等问题。中国的纺织工业一直存在高能耗,高污染的问题(1)。据不完全统计,我国印染废水日排放量高达400万吨,印染厂每100米织物生产3~5吨废水[2]。纺织工业有大量废水,但其废水回用率仅为4%,这是工业废水回用率最低的行业[3]。因此,目前水资源短缺严重影响了印染行业的进一步发展。同时,随着纺织印染行业技术的进步和不断创新,化学合成原料(染料和助剂)的使用大大增加,使得印染废水显得更加复杂,抗氧化,抗生物降解和抗光降解染料。助剂的开发和使用为纺织废水的处理增添了新的问题[4-7]。因此,为了实现印染废水的可持续发展,提高废水回用率是缓解我国水资源现状的首要问题。

1.印染废水来源及特征

印染废水是印染过程产生的废水的混合系统。主要包括制浆废水、沸腾废水、漂白废水、丝绸废水、染色废水、印刷废水等。因此,印染废水具有以下特点[8-11]:

(1)水量大,组成复杂。印染厂每100米织物生产3~5吨废水;

(2)色度高,有机物浓度高。染料是引起废水色度的主要因素。染料(如活性染料、还原染料、硫化染料等)及其纺织过程中相应的助剂是有机合成的,有机物含量较高。

(三)高盐度、高毒性。染料中含有砷、铬等重金属离子。

此外,印染废水中难降解有机物含量较高。进入水体后长时间进入水体后不能除去。大多数物质都有毒。在食物链中积累和富集后,它们最终进入人体并危害人们的健康[12] -13]。各种印染过程中废水的组成和特征如表1所示。

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2印染废水的传统处理方法及其优缺点

常见的印染废水处理方法有物理,化学和生物方法[14-17]。

物理方法是转移污染物净化水。常用的物理方法有吸附法、膜分离法和磁选法。由于污染物无法消除,常作为印染废水的预处理方法,以回收染料分子,降低废水中的盐分和金属离子浓度,提高其生物降解性。但物理方法不能去除水中的胶体和疏水性染料,只能吸附阳离子染料、酸性染料和活性染料。.

化学方法是通过氧化或电解将污染物分解为小分子,再将小分子除去。常见的化学方法包括化学氧化、电化学方法和先进的氧化方法。该方法对印染废水脱色效果较好,但操作成本高,能耗高,亲水性染料脱色较差。

该生物方法是一种印染废水处理方法,利用微生物酶氧化或还原染料分子,破坏其不饱和键和发色团,从而达到治疗目的。常用的生物方法包括活性污泥法,臭氧氧化法和良好/厌氧氧化法。该生物方法可以分解难以生物降解的大分子污染物,提高印染废水的生物降解性,操作简单,运行成本低,无二次污染。然而,印染废水生物处理的缺点是微生物对营养成分,pH值,温度等条件有一定的要求,难以适应印染废水大幅波动,高染料类型和高污染的特点。高毒性。

实际印染废水处理工艺通常是几种常用方法的结合,以达到最佳的处理效果。然而,传统方法处理的印染废水虽然能达到废水排放标准,但与废水回用标准相差甚远,因此有必要寻找一种较好的分离工艺对印染废水进行深度处理和回用[18]。

3膜分离技术在印染废水处理中的应用

膜分离技术具有分离效率高,操作简单,过程控制简单,无二次污染等特点,符合中国现行的环保可持续发展战略。近年来,膜分离技术已广泛应用于印染废水的处理[2,18]。用于处理印染废水的膜分离方法基于不同的废水特性和社会经济效益来选择具有合适孔径的膜用于废水处理。

反渗透技术在印染废水深度处理中的应用

印染废水中的吊带、大分子等可通过超滤、微滤或其他分离技术处理,但经处理后水质仍存在高盐度的问题。目前,海水淡化过程一般采用反渗透技术。20世纪60年代发展起来的膜分离技术主要依靠膜压力差来促进溶剂和溶质的分离。近年来反渗透膜具有优良的膜分离性能(如拦截微生物、codcr、bod5、小分子和离子的能力,只有水分子和溶剂分子才能通过。高达99.5等的钠离子截获率已成为印染废水处理[19-21]的研究热点。

印染废水经反渗透膜处理后,可在纺织工业的各个过程中重复使用,回收率达到50%~70%,可产生一定的经济效益和社会效益。然而,反渗透膜还具有易污染,使用寿命短和操作成本高的缺点。因此,为了为随后的反渗透系统提供稳定和合格的进水水质,印染废水需要在进入反渗透系统之前进行一步筛选。 ,满足反渗透膜的进水水质要求。因此,单膜水处理技术已难以满足当前水质要求和经济发展趋势,因此采用双膜或多膜法对印染废水进行深度处理和再利用是当前的发展趋势废水处理和研究热点[22-23]。常见的反渗透双膜组合工艺包括超滤 - 反渗透,微滤 - 反渗透,膜生物反应器 - 反渗透。

4.1超滤反渗透系统

超滤技术对悬浮液和大分子的去除有很好的效果,能有效避免反渗透系统的污染,高效稳定地去除污染物。它在逆渗透预处理和介质水的再利用中发挥了重要作用。它是印染废水深度处理和再利用中应用最广泛的双膜水处理技术之一。

例如,苏南的一家印染公司主要开发和销售高档棉服。印染废水含有大量的染料和添加剂,其数量众多且复杂。公司采用预处理系统+超滤 - 反渗透工艺深度处理和再利用印染废水。结果表明,色度去除率和CODCr去除率分别达到98.8%和94.2%。水电导率约为55.3~83μs/ cm,硬度≤10mg/ L.出水水质中未检测到铁,锰等重金属离子,符合纺织印染行业污染物排放标准,废水回用率达到50%[二十四]。

如华南某印染公司采用过滤系统+超滤反渗透技术处理印染废水。运行结果表明,超滤反渗透双膜系统过滤后的出水指标优于纺织印染工业废水回用质量标准,出水电导率达到17 mus/cm、CODcr、BO。未检测到D5,废水可在染色过程中重复利用。

例如,圣山组废水也采用超滤和反渗透系统对废水进行深度处理和再利用。运行结果表明,再利用系统所设计的水质可在印染过程中重复使用。进水量的详细水质及水质载于表2[26]及...

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4.2微滤反渗透系统

微滤膜的膜孔比较大,因此只能用于简单的粗滤,以去除细菌病毒等大分子物质。其功能与超滤技术相似,被用作反渗透技术的预处理方法。

例如,佛山一家化纤织造公司采用多介质过滤 - 活性炭过滤-YD微滤 - 反渗透处理工艺。工程实践表明,出水水质可以满足印染行业的用水要求,可以在印染行业中重复使用[27]。

张景丽等人[28]采用水解酸化-接触氧化-连续微滤-反渗透工艺,对某集团印染废水进行深度处理和回用。结果表明,反渗透出水水质优于企业染整软水标准,可在染整阶段回用。再利用率达到66.7%。

4.3膜生物反应器-反渗透系统

膜生物反应器主要是一种水处理技术,结合了膜分离和生物反应器的优点,使系统性能更加完美。膜生物反应器主要维持生物反应器中高活性污泥浓度,增加有机负荷的生物处理,提高印染废水的生物降解性[29-30]。

邢奕等人[31]采用膜生物反应器反渗透工艺对印染废水进行深度处理和回用。结果表明,MBR系统处理原水后,色度、COD和SS的去除率分别为87.5%、89.9%和100%。膜生物反应器系统出水水质满足反渗透系统进水水质要求。反渗透系统处理后,盐度和硬度的去除率分别达到99.64%和99.62%。同时,可以进一步去除残留的色度和COD。系统出水水质满足生产回用要求。

5展望

随着我国经济和社会的发展,污水排放标准越来越严格,传统的处理方法已不能满足现代工业的要求,膜分离技术是一种新兴的高新技术。高效除污、设备简单、操作方便、无相变、节能,使其在印染废水中的应用具有很大的潜力。其中反渗透技术具有去除率高、脱盐率高、水质优良等优点,使得反渗透技术在水处理领域得到广泛应用。

反渗透双膜工艺处理印染废水研究进展

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