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印染废水处理中膜分离技术的应用

时间:2017-5-4 11:31:00   来源:中国印染网   添加人:admin

  纺织印染废水的处理一直是我国废水处理技术研究的重点和难点之一。印染废水中残留的染料组分、印染助剂等使废水色度大、有机物、重金属等含量高、含盐量大、可生化性差、pH值变化大、生物毒性高、水质水量变化范围大,具体特点见表1.另外,随着工业的发展,产品质量日益提高,大多数工业染料趋于具备抗光解、抗氧化、抗生物氧化等特点,进一步加大了废水处理的难度。有效处理印染废水已成为我国水环境污染治理所要解决的重要问题之一目前,印染废水处理的传统方法主要包括生物法、化学法、生物化学法、物理化学法等。传统方法对印染废水有一定的处理效果,但仍存在一些问题。

  如生物法降解速率缓慢,且处理剩余污泥费用较高;物理化学法去除率低,出水COD和色度往往不能达到排放标准膜分离技术是指在外界能量或化学位差的作用下,借助膜材料的选择渗透性对混合物进行分离、分级、提纯和富集。主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透汽化和气体分离等技术。膜材料分为有机和无机两大类。有机材料主要包括纤维素类、聚酰胺类等高分子类;无机材料主要以金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃等为主。各种膜分离技术的基本特点见表膜分离技术作为一种新兴的高效的分离技术,在印染废水处理中能有效去除污水中残存的有机物和色度,降低水中的COD、BOD,使印染废水处理节能无污染,工艺简单,过程易于控制,操作方便。

  表1印染废水的特点温度厂C色度(倍)表2各种膜分离技术的基本特点膜分离技术原理推动力(压力差)/kPa透过组分截留组分膜类型处理物质形态微滤筛分溶剂、盐类及大分子物质多孔膜液体或气体超滤筛分高分子溶剂或含小分子物质非对称膜液体反渗透溶解扩散溶解性物质非对称膜或复合膜液体纳滤溶解扩散溶剂或含小分子物质非对称膜或复合膜液体电渗析离子交换电化学势-渗透小离子组分大离子和水离子交换膜液体膜蒸馏传质分离蒸汽压差挥发性组分离子、胶体、大分子等不挥发组分和无法扩散组分多孔疏水膜液体或气体液膜溶解扩散浓度差可透过组分无法透过组分液膜液体渗透汽化溶解扩散浓度差膜内易溶解或易挥发性组分不易溶解或不易挥发组分均质膜、复合膜或非对称膜进料为液态,渗透为气态1印染废水处理中膜分离技术的应用1.1微滤、超滤微滤及超滤的原理与筛分机理基本相同,其膜材料孔径的大小是分离效果的决定性因素。由表3知,微滤截留颗粒的直径一般在。

  012pm之间,超滤为5100nm,直径较大。因此,微滤、超滤主要应用于去除印染废水中悬浮固体物和大分子物质等,也可用于纳滤和反渗透过程的前处理。

  在我国,超滤是最早被成功应用于印染废水处理的膜分离技术之一。裴振琦等在1983年就利用聚砜超滤膜从染色废水中回收染料,其回收率可达到程刚等人对壳聚糖超滤膜在印染废水处理中的应用进行研究,发现脱色率超过95%,COD去除率可达70%左右。

  1.2反渗透反渗透是以反渗透膜两侧静压差为推动力,利用膜的选择透过性实现对液体混合物分离的膜过程。反渗透主要用于超滤、纳滤后废水深度处理及染料回收等方面,其色度去除率在99%以上,透过液几乎无色,废水回收率大大提高。鲍廷镛等采用反渗透技术对锦纶染色废水进行了处理,研究表明,可使弱酸性染色废水浓缩1倍以上,色度去除率达99%,CD去除率达80%左右。段晓笛等m采用反渗透-微电解集成技术处理印染废水,COD、浊度、色度去除率分别达到75%、99%、100%,处理后的水质能够达到排放标准。然而,由于印染废水中含盐量高,造成渗透压很高,使得反渗透技术在印染废水处理中很难进行。近年来,在印染废水处理方面反渗透技术已逐渐被纳滤所取代。

  1.3纳滤纳滤截留的颗粒直径约为1run左右,可对相对分子质量在2002000的小分子、无机盐进行有效的分离,在印染废水的处理中被广泛应用。1997等对COD分别为5430mg/+L和14200mg/L的弱酸性和碱性印染废水采用纳滤技术处理后,两者的COD去除率分别可达80%和95%.Qin等采用纳米膜处理印染废水,染料去除率达99.1%,且70%的印染废水可回用到印染工艺。

  1.4双膜组合工艺双膜组合工艺即将两种不同的膜技术联合起来处理印染废水,主要应用于在印染废水的深度处理与回用方面。以微滤或超滤作为前处理,纳滤或反渗透高分子膜作为高级处理过程的双膜组合工艺具有很好的适用性。微滤或超滤可截留一些固体悬浮物及大分子,以满足纳滤和反渗透的进水要求,缓解膜污染,增加其使用寿命;纳滤和反渗透则可更好地回收印染废水中染料等有用物质,而且还可以实现高盐度、难降解有机染料废水的有效处置因此,双膜技术的研究已逐渐成为国内外研究的热点之一>马江权等采用微滤-纳滤技术对印染废水进行深度处理时发现,浊度去除率达94%以上,COD去除率可以达到50%左右。曾杭成等采用超滤-反渗透双膜技术对印染废水的处理效果,结果发现,对有机物和盐的去除率可达93%以上,可回用于大部分印染过程的高级工序中。

  2膜分离技术在印染废水处理中存在的问题及发展趋势印染废水由于其高色度、高盐度、难生物降解等特性,已成为我国废水治理的重点难点之一。膜分离技术在印染废水处理方面有高效节能、操作方便、易于控制等优势,因而具有广阔的应用前景。

  然而,膜分离技术同时也存在一些问题。一方面膜材料本身价格较高,主要依靠进口;另一方面,膜在使用过程中易发生堵塞和污染,因而对进水水质要求较高,且膜的清洗较为困难,导致膜的使用寿命较短,这些都增加了膜技术的运行成本,在很大程度上限制了膜分离技术的广泛应用。因此,寻求廉价的膜材料,解决膜易堵塞、难清理问题,研发膜技术与其他工艺的组合技术将成为未来膜技术的发展趋势。只有解决这些问题,膜分离技术才能在印染废水处理方面得到广泛的应用。