膜集成技术在纺织废水处理中的应用进展

6.1.超滤–反渗透

超滤去除微小杂质效果较好，在反渗透的预处理和中水回用等领域发挥了重要作用，反渗透是当下最先进最有效的膜分离技术，能够去除溶解在水中的离子、微生物、有机物等，去除率均较高。超滤–反渗透集成工艺是当下处理废水使用最多的一种技术。超滤作为反渗透的预处理阶段，能够有效地避免反渗透膜污染，高效稳定的去除污染物。常见的超滤–反渗透工艺流程如下：

图1.工艺流程图

6.1.1.水解酸化–A/O–超滤–反渗透–回用

对于印染废水中色度高的问题采用水解酸化–A/O作为超滤–反渗透双膜系统的预处理阶段，可以有效地降低色度，出水水质满足后处理系统的进水水质。例如苏南某印染公司以开发销售高档棉类针织印花布，企业生产过程中主要使用的是活性染料，助剂种类繁多、复杂。

使用上述工艺对印染废水进行深度处理(图1为工艺流程)，运行结果表明：CODCr和色度去除率分别为94.2%和98.7%，系统出水电导率55.3~83μs/cm，硬度≤10mg/L，出水未检出铁和锰，出水水质达到了《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)的要求。水的回用率在50%以上，回用水可直接用于企业印花、水洗阶段。

但水解酸化–A/O系统只能适用于低浓度的印染废水，对于高浓度的印染废水的去除效率较低，不能满足超滤–反渗透的进水水质要求。

6.1.2.臭氧氧化–曝气生物滤池–超滤–反渗透–回用

针对纺织废水中难生物降解有机物的去除和脱盐等问题，在印染废水的处理过程中采用臭氧氧化–曝气生物滤池的预处理系统，系统中的臭氧–曝气生物滤池具有臭氧氧化和生物处理的双重作用，可以有效地提高难生物降解有机物的去除率和脱盐率，该预处理已经广泛应用到了废水处理等方面。

如广东溢达纺织有限公司选用该工艺流程作为纺织废水的深度处理工艺，经过预处理系统，出水CODCr、浊度、SS、氨氮、色度的去除率分别为72.7%、45.3%、82.6%、78.8%、89.3%，研究表明，该预处理系统有效保证了后续膜处理的进水水质，保证了膜系统的稳定运行。再经过超滤–反渗透膜系统的处理，膜系统产水pH值7.4~7.9，电导率50~200μs/cm，总硬度2~10mg/L，总碱度25~60mg/L，硫酸盐22.4~90.5mg/L，膜系统产水达到回用标准要求。

预处理系统中的臭氧–曝气生物滤池一体化装置与先臭氧氧化、再进曝气生物滤池的分开系统相比具有处理效率高，占地面积小，能耗低，易于操作等优势。且经过该预处理系统的出水可以回用于生活杂质水、景观水体以及要求不高的印染工序。

6.1.3.多介质过滤器–超滤–反渗透–回用

超滤/反渗透膜系统另一常见的预处理系统为多介质过滤器，常见的为石英砂过滤器和活性炭过滤器。其中石英砂过滤器过滤掉进水中的细小颗粒、悬浮物及胶体等杂质，使出水污染指数(SDI)≤5；活性碳过滤器的主要作用是有效去除水中残余的游离氯，以及吸附从石英砂过滤器泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，进一步降低RO进水的SDI。

图2.超滤/反渗透膜技术工艺流程

如广东某印染公司主要染色加工真丝、仿丝、全棉等质地坯布，采用石英砂过滤器–活性炭过滤器–超滤–反渗透的工艺处理印染废水(图2为该公司的工艺流程图)，运行表明：经超滤/反渗透膜系统处理后，出水各项指标均优于纺织染整工业废水治理工程技术规范中的染色回用水水质标准，其中，出水色度为2倍，电导率为17μs/cm，CODCr和BOD5均未检出，出水水质满足染色工序的回用。

针对超滤反渗透体系的预处理阶段的出水水质进行了对比(见表3)，多介质过滤器对于废水的处理只是简单的吸附过滤，出水水质相对较差，主要针对低浓度印染废水；水解酸化–A/O体系与臭氧–曝气生物滤池体系的废水处理的出水水质相当，且两者对色度和CODCr的去除效果较为显著，但是臭氧–曝气生物滤池的运行成本较低，占地面积较小，不会产生污泥膨胀，氧传输效率高。

表3.预处理阶段出水水质对比

6.2.膜生物反应器–纳滤

用膜生物反应器(MBR)来替代传统的生物处理–臭氧氧化–活性炭吸附工艺作为纳滤的预处理系统，得到的出水不但水质高而且水质稳定，虽然出水不能直接达到回用的标准，但是与传统的工艺相比，CODCr和色度去除率显著提高。再通过纳滤可以去除残余的CODCr、色度以及部分脱盐，出水水质满足回用标准，回用率为54.4%。

6.3.微滤–纳滤

由于纳滤膜对进水浊度有着严格的要求，微滤作为纳滤的预处理阶段，以去除废水中的絮状沉淀和杂质降低废水浊度，有研究表明，微滤膜对浊度的去除效果较为显著，出水水质浊度≤0.1NTU。

连续微滤技术(CMF)是集微絮凝技术、现代膜分离技术和控制技术于一身，即原水通过加药混合、混凝反应、微滤膜的微孔分离，从而使原水达到凝聚、过滤净化处理的目的，而设备的运行、气水双洗、反洗和排污等过程均由PLC自动控制完成。连续微滤技术相比于微滤具有出水量连续稳定的特点，且操作简单、维修方便、系统的出水满足纺织印染回用水质的要求。

图3.工艺流程图

例如南方某纺织工业园用上述工艺处理废水，工艺流程如图3，连续微滤技术采用的是天津膜天膜工程技术有限公司生产的三支膜中试试验装置，产水量为6t/h。采用外压式中空纤维膜元件和独特的气水双洗工艺技术，可以除去废水中的微生物、胶体和悬浮物等，出水浊度≤0.1NTU。

纳滤系统采用的是由海德能公司生产的单支膜系统，型号为ESNA1-4040。该膜能在超低运行压力下工作，从而达到节能、降低设备投资和操作费用的目的。因此，该工艺可以在工业园区印染废水处理中进行推广。

7.总结

纺织废水因其水量大、成分复杂、色度高、碱性大、有机污染物浓度高，处理起来较为困难。目前单一的处理工艺已经不能满足出水水质要求，将不同处理工艺进行优化组合，可以得到更好的处理效果。近年来，分离膜因其独特优异的技术特点在纺织废水处理工艺中得到广泛的应用，传统废水处理技术与分离膜技术的组合工艺成为人们研究的焦点，同时对组合工艺进行不断的优化改进，使工艺技术更加成熟稳定，这样既提高了处理效率，又降低了处理成本。

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