基于連續(xù)微濾法CMF和反滲透RO技術(shù)談?dòng)∪緩U水微濾-反滲透工藝

鄭宇

摘 ?要：印染廢水排放，基于連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）技術(shù)，通過對印染廢水微濾-反滲透工藝原理的介紹，以某印染企業(yè)二沉池中廢水為例，經(jīng)CMF和RO集成工藝處理試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：CMF和RO集成工藝處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，對印染廢水中COD、濁度及色度去除效果好，且RO產(chǎn)水水質(zhì)滿足印染工藝回收要求，說明該工藝技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展前景廣闊。

關(guān)鍵詞：連續(xù)微濾法 ?反滲透 ?印染 ?廢水處理

中圖分類號(hào)：X824 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）02（a）-0065-03

Discussion on Microfiltration Reverse Osmosis Process of Printing and Dyeing Wastewater Based on Continuous Microfiltration CMF and Reverse Osmosis RO Technology

ZHENG Yu

（Shanghai Qingning Environmental Planning and Design Co.， Ltd.， Shanghai， 200000 China）

Abstract： Based on continuous microfiltration （CMF） and reverse osmosis （RO） technology， the principle of microfiltration reverse osmosis process for printing and dyeing wastewater was introduced. Taking the wastewater from the secondary sedimentation tank of a printing and dyeing enterprise as an example， the integrated process of CMF and RO was studied. The results show that the integrated process of CMF and RO has stable operation， good removal effect of COD， turbidity and chroma in printing and dyeing wastewater， and the quality of RO produced water meets the requirements of printing and dyeing process recovery， indicating that the process technology has broad application prospects in this field.

Key Words： Continuous microfiltration; Reverse osmosis; Printing and dyeing; Wastewater treatment

1 ?印染廢水微濾-反滲透工藝原理

對于印染廢水微濾-反滲透工藝，其原理分為兩部分，一是微濾利用膜的篩分作用，借助靜壓差進(jìn)行分離，其分離機(jī)理與普通過濾相似，但過濾精度不同，可截留的微粒或有機(jī)大分子為0.13～15。由于微濾微孔濾膜結(jié)構(gòu)不同，其分離機(jī)理不同，所起到的主要作用有許多，但以截留作用為主[1-2];二是反滲透分離技術(shù)在印染廢水回收中應(yīng)用，基于稀濃溶液之間，通過利用一張半透膜將其隔開時(shí)稀濃溶液施壓壓力較大，其大于滲透壓，此時(shí)濃溶液將會(huì)向一側(cè)的稀溶液滲透，相應(yīng)的濃溶液轉(zhuǎn)移到稀溶液[3]。經(jīng)反滲透可得到濃液與清液，其中前者可回收鹽類，后者可回用。

微濾-反滲透工藝聯(lián)合在印染廢水中應(yīng)用，以微濾作為反滲透的預(yù)處理手段，其不但可以降低廢水中COD、濁度及色度等，還可以減輕對膜造成的污染，可適當(dāng)延長對膜的清洗周期與使用壽命，大大降低總體運(yùn)行成本，且出水水質(zhì)符合要求。

2 ?印染廢水微濾-反滲透工藝應(yīng)用

2.1 試驗(yàn)材料

此次對印染廢水微濾-反滲透工藝分析，試驗(yàn)所需材料廢水來源于某印染紡織企業(yè)，由于該企業(yè)主要從事長絲胚布、色織布及短纖等生產(chǎn)銷售，所排放的印染廢水來源于染色工段，該廢水成分有COD、色度等，其中COD濃度經(jīng)測試在1200～1800mg/L，色度300～450PCU。可見該水質(zhì)污染物濃度超過回用水水質(zhì)要求，需要對該廢水進(jìn)行處理。而在此次試驗(yàn)中對該廢水的處理主要采用水解酸化、接觸氧化及砂濾池工藝，經(jīng)處理之后的水質(zhì)必須達(dá)到膜處理裝置進(jìn)水要求，具體標(biāo)準(zhǔn)：COD≤180mg/L;BOD5≤25mg/L;pH 6～9;懸浮物SS≤70mg/L。

經(jīng)處理后符合標(biāo)準(zhǔn)后排放或利用，若不符合需要進(jìn)行二次處理，必須達(dá)到GB/T19923-2005要求后可用于印染生產(chǎn)過程。

2.2 試驗(yàn)方法

此次試驗(yàn)根據(jù)以上印染廢水微濾-反滲透工藝原理，對連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）技術(shù)的應(yīng)用，其試驗(yàn)裝置有內(nèi)壓式聚偏氟乙烯中纖維綠膜組建一根，其標(biāo)準(zhǔn)為160mm×1730mm，膜表面積為40m2。反滲透試驗(yàn)裝置有高壓泵、2段RO膜及儲(chǔ)水箱，其中反滲透膜采用陶氏TW30-4014膜組件，該膜組件長度為298mm，最高運(yùn)行壓力為2MPa，游離氯容忍量<0.1mg/kg，最大給水流量、給水濁度及給水SDI值分別為7.6min、1NTU及5。在試驗(yàn)過程中CMF進(jìn)水主要是原污水處理系統(tǒng)的出水，CMF進(jìn)水水質(zhì)為COD 168.2mg/L;濁度為20 NTU;色度為30 PCU;pH=6～9;懸浮物為SS 63.2 mg/L。RO試驗(yàn)進(jìn)水為此次試驗(yàn)中的連續(xù)微濾產(chǎn)水。

2.3 指標(biāo)測定與方法分析

此次試驗(yàn)過程中對此工藝系統(tǒng)處于常溫下進(jìn)行，主要考察膜系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，測定印染廢水中CODer、濁度、色度及pH來表征連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)處理成效。在試驗(yàn)中CODer檢測采用重鉻酸鉀法，濁度采用分光光度法檢測，色度采用鉑鈷比色法檢測，而pH采用玻璃電極法檢測[4]。

3 ?試驗(yàn)結(jié)果

3.1 系統(tǒng)運(yùn)行壓力情況

根據(jù)試驗(yàn)跟蹤，對連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)運(yùn)行壓力測定，其壓力情況變化觀察跟蹤時(shí)間為1個(gè)月，經(jīng)記錄與分析各天中連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)運(yùn)行壓力變化情況，得出該系統(tǒng)運(yùn)行過程中壓力變化小，且運(yùn)行情況平穩(wěn)[5]。其中，連續(xù)微濾法（CMF）系統(tǒng)的運(yùn)行壓力保持在0.035MPa左右，此情況是由于該系統(tǒng)運(yùn)行中主要采用橫流量運(yùn)行方式。而反滲透（RO）系統(tǒng)運(yùn)行壓力保持在1.1MPa左右。

3.2 廢水處理情況

3.2.1 對COD去除效果

對該連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)去除COD效果連續(xù)跟蹤監(jiān)測，得到進(jìn)出水的COD變化情況，具體如圖1所示。從圖1中可以看出，連續(xù)微濾法（CMF）進(jìn)水的COD值波動(dòng)情況比較明顯，且通過微濾膜達(dá)到截流作用，而出水的COD值基本穩(wěn)定，導(dǎo)致范圍在160mg/L上下間變動(dòng)，這表示該系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定性較高。而反滲透（RO）產(chǎn)水可以滿足該工廠用水標(biāo)準(zhǔn)對COD的要求。該系統(tǒng)在處理廢水過程中對COD的去除，主要采用的方法是物理截流作用，其中進(jìn)水COD的濃度情況可對CMF產(chǎn)水的COD可直接造成影響[6]。由此，進(jìn)一步改變以往的處理工藝，可加強(qiáng)印染廢水的處理，保障出水穩(wěn)定性的同時(shí)，可對深度處理膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行起到保障作用。

3.2.2 對色度去除效果

印染廢水經(jīng)連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)處理，經(jīng)9天的觀察與記錄分析，得出連續(xù)微濾法（CMF）進(jìn)水色度與反滲透（RO）進(jìn)水色度變化幅度最大，而反滲透（RO）出水色度變未檢測出，具體見圖2。從圖2可知，經(jīng)系統(tǒng)過濾后的連續(xù)微濾法（CMF）產(chǎn)水色度降到6.6PCU。而反滲透（RO）系統(tǒng)對色度有較好的去除率。該系統(tǒng)去除色度效果良好，且基本穩(wěn)定。造成此情況的原因是該印染廢水中大部分含有的有機(jī)物是苯環(huán)與雙鍵等發(fā)色基團(tuán)，該分子量比較大，且結(jié)構(gòu)比較負(fù)責(zé)，其空間尺寸較大，經(jīng)反滲透膜處理時(shí)，該膜結(jié)構(gòu)比較致密，在壓力驅(qū)動(dòng)下反滲透膜可通過溶質(zhì)分子與離子，相應(yīng)的有機(jī)物將會(huì)被截留。另外，這些有機(jī)物的物理化學(xué)參數(shù)會(huì)增大其與膜材料之間的排斥力，從而可較徹底地去除色度。

3.3 水質(zhì)量比較

將連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)中產(chǎn)水情況與自來水水質(zhì)比較，經(jīng)測試得出結(jié)果，具體如表1所示。

從表1中可以看出，該系統(tǒng)中連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）系統(tǒng)處理印染廢水，可將大部分的污染物去除，其中常見的SO42-、CL-、Ca2+等離子去除率較高，平均去除率可達(dá)到99%。而產(chǎn)水的色度、濁度等指標(biāo)未檢測出，可見與自來水相比，產(chǎn)水水質(zhì)可滿足印染行業(yè)工藝的用水要求，可對此水進(jìn)行回收利用，從而達(dá)到資源資源與保護(hù)環(huán)境的目的。

4 ?結(jié)語

印染廢水微濾-反滲透工藝有較好的預(yù)處理效果，其使用的連續(xù)微濾法（CMF）和反滲透（RO）技術(shù)優(yōu)勢明顯。該工藝與傳統(tǒng)的處理工藝不同，可滿足當(dāng)下時(shí)代發(fā)展所需，是一種簡單高效且經(jīng)濟(jì)的廢水處理及回收利用組合工藝。此次試驗(yàn)經(jīng)該工藝處理原理，以某印染防治企業(yè)廢水試驗(yàn)應(yīng)用之后CMF和RO集成工藝處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，對印染廢水中COD、濁度及色度去除效果好，且RO產(chǎn)水水質(zhì)滿足印染工藝回收利用要求，對印染企業(yè)發(fā)展十分有利。

該系統(tǒng)處理之后的廢水與自來水水質(zhì)相比，比自來水水質(zhì)較好，可將連續(xù)微濾法（CMF）產(chǎn)水和反滲透（RO）產(chǎn)水與自來水按比例混合調(diào)配進(jìn)行應(yīng)用，這不但可以降低印染廢水運(yùn)行成本，還可以對企業(yè)周圍環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，說明該工藝技術(shù)在該領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展前景廣闊，我們應(yīng)該大力進(jìn)行研究，從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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