印染废水双膜法（CMF—RO）深度处理及回用研究

【摘要】在水资源利用过程中，工业废水回收利用一直是企业技术革新的重要内容。本文主要从印染废水膜处理技术角度出发，重点对双膜法（CMF-RO）深度处理技术以及相关运行成本进行了剖析，以供同行参考。

【关键词】废水处理；回用；印染废水双膜法

1、引言

水在印染行业中作为染料、药剂、助剂等的溶剂，漂洗织物也需要水，行业用水量大，随着水资源的日益短缺和水费不断上涨，该行业对废水的循环使用及回用提出了更高的要求，废水回用技术势必逐步推广。要实现印染废水的大规模回用，需将废水回用至印染生产过程中，而印染生产用水对水质CODcr、色度、硬度、含盐量等有指标有较为严格的要求。《纺织染整工业废水治理工程技术规范》（HJ471-2009）中给出指导性的意见：

印染废水COD、色度、盐度较高，传统的处理技术难以满足回用的要求。双膜技术是目前国际上研发和工程化应用的热点，作为一种有效的工程预处理手段，超滤可去除废水中大部分浊度和有机物，从而能减轻反渗透膜的污染，延长膜的使用寿命，减少膜工程的运行成本。反渗透不仅能有效去除有机物、降低COD，而且具有优秀的脱盐效果。出水品质能直接回用于印染环节。

2、印染废水膜处理技术

2.1 超滤及微滤膜技术

印染废水的深度处理一般在生化二级处理之后进行，而作为反渗透的预处理系统，连续膜过滤（CMF）可替代传统絮凝、机械过滤、精滤等RO膜前处理工艺，可有效去除水中的胶体、细菌、微生物、悬浮物等，污染指数（SDI）可小于3，大大减少设备的占地面积，系统产水水质搞并且水质稳定，在处理印染废水时优势十分明显，可以保证反渗透系统的长期连续运行并延长防渗透系统的使用寿命，是新一代的高效水处理系统工艺。

连续膜过滤（CMF）指的是，以微滤亦或超滤膜为中心，配备规格一致的管路与阀门，智能清洗体系，助剂添加体系与智能管控体系，构成一套能够完成连贯操作产水，在线膜清理体系，进而实现持续运行的目标。不管是超滤，还是微滤，对胶体与悬浮物质的清除机理均是机器筛选，差异体现在膜孔径的尺寸，前者的孔径小于后者，后者的孔径分布通常在1至10um，而前者的孔径通常在0.1至1um。因此必须要在反渗透处置之前对废水实施反复微滤亦或超滤处置，降低反渗透膜的运作负载和膜的污染。和微滤膜比较，超滤膜的水质更优良，可是因为压力高，操控运行的能量消耗也比较多。

微滤膜和超滤膜的加工技艺比较简单，当前我国和海外拥有连续过滤技术的膜企业和膜组件见下表2所示。

如果膜被杂物污染，一定要对其进行清理。连续过滤体系中，膜的污染大致有下述类型：（1）有机物污染；（2）颗粒物污染；（3）微生物污染。膜的污染物清理大致包括两种，其一是水力清洗；其二是化学清洗。

（l）水力清洗。水力清洗重点依托速度非常快的水流的冲洗，清除膜表层的颗粒杂物和对膜附着性能较弱的污染物。依照清洗方式的差别能够分成三种，一种是静置浸泡反冲洗，第二种是反冲洗，第三种是汽水反冲洗，第二种清洗方式，清水从产水的一侧进入到膜中，进而入水的一边吸附膜表层的杂物被清洗出来。第一种与第三种清洗方法在第一种方式的基础上各自引进了清水浸泡与压缩空气先进科技。其中引入压缩空气能够推动膜管中膜丝的互相摩擦和运动，迫使杂物与膜分开，能够在一定程度上提升只进行反冲洗的成效。

（2）化学清洗。连续膜过滤时，存有有机物在膜表层的累积问题，此种有机物难以采用水力清洗的方式清除干净，当积累到一定浓度，一定要采用化学清洗的方式才能够将其清除。化学清洗时运用的化学制剂能够分成下述几个大类：氧化剂，表面活性剂，酸，碱，鳌合剂，还原剂，每一种制剂的添加对于类别不一样的污染物有不同的清理效果，其清理的机理也存有差异。经过添加酸制剂，能够将无机颗粒物讲解为可溶性盐类，进而达到清理目的；碱能够和有机物产生化学反应，让有机物带亲水基团，和水相融而被清除；表面活性剂中既包括亲水的极性基团，也包括亲油的非极性基团，拥有增溶、破乳等性能而将污染物清除；鳌合剂能够和金属离子产生化学反应，形成和水相溶的，进而将污染物清除。

2.2 反渗透技术

反渗透和纳滤技术的特征是通过选取性透过膜将污染中的盐类分开。图1展现了渗透和反渗透过程的机理和差异。渗透进行时，因为稀浓溶液间存有选取性透明膜，浓度较大的溶液中的盐类难以自行分散到浓度较小的溶液中，而水分子利用透明膜扩散到浓度较大的溶液中来均衡2侧溶液由于浓度差异所形成的渗透压差；而反渗透进行时，经过在浓度较大的一边施加大于渗透压的压力，促使水分子从浓度较高的溶液中进入到浓度较小的溶液，进而完成盐类和水的分隔。纳滤和反渗透运用过程中，单单把盐类和水分开，并非把盐类物质清除。

要提高印染废水的回用率和回用水平，直接面对的问题就是如何去除印染废水中存在的盐类物质以及废水回用过程中盐类物质积累问题，因为常规的水处理工艺对盐类物质的去除基本上没有效果。印染废水中盐类的不断积累，直接后果就是导致生物处理工艺效率大大下降，甚至导致整个废水处理系统因盐浓度过高而瘫痪，更不必说回用水对产品质量的影响。通过反渗透膜的方法去除水中绝大部分盐类物质，同时附带去除水中的其他污染物，使废水实现真正意义上的净化。产水的污染物指标可以满足印染工艺对水质的要求，直接应用于印染的整个工艺当中。

反渗透（RO）系统运行过程中，微生物吸附在反渗透膜表层以后，从膜表层的浓差极化层吸纳其生长所需要的各种成分，在膜表层持续繁衍，构成生物膜。而生物膜一旦构成，难以被清除，同时会对膜的运行压力产生较大程度的影响，是反渗透污水处置中的重點。当前工业运用中常常使用的膜清洗方式化学清洗。这种方式依托化学制剂的性能，乳化、降解、络合等消除膜表层的各个类型的污染物。化学清洗中运用较多的助剂有氧化剂、酸、碱等。化学助剂的选取应当以膜污染物的类别、污染水平、膜的特点为依据：

（1）酸与碱。酸类化学助剂有柠檬酸、盐酸、氨基磺酸等，大多用于清理无机污染物。酸类清洗剂能够让酸值减小，增快无机钙、镁离子的分解，将金属硫化物等全部清除；碱类洗液大多包含氢氧化物，磷酸盐等，可破坏沉淀物的牢固程度，清理蛋白、油脂等生物类杂物，胶体类杂物与大部分的可溶性有机物质。

（2）表面活性剂。该种制剂中既有亲水基团，也有亲油基团，用来吸附膜表层的有机污染物让其降解在清洗剂中。

（3）氧化剂。该种制剂大致包括双氧水、氯酸盐等，能够将有机污染物与微生物氧化，让其性状发生变化而和膜分开。

3、运行成本剖析

运行费用大致包含：电费、人力开支、助剂开支、膜更新开支、设施养护开支等。助剂开始一方面尽可能运用市场销售的价格低廉的常规制剂譬如NaOH、NaCOL、HCL等，另一方面联系现实运行情况运用科学的制剂数量，减少制剂费用；电费在运行费用中所占比重很大，大多体现在风机与水泵的运行方面；健全的预处理和类型多样的膜污染管控举措，能够较好的增长膜的运用时间，增长更新周期，降低膜的更新费用；系统完成智能管控，一名或者两名工作人员就能够管控整个系统，节省了人力开支；实施有效的运行管控形式，定时对机器加以检修，能够减小设施养护开支。

4、结语

实现印染废水回用，进一步减少印染废水排水量，是关系到印染工业与环境保护持续协调发展的重大问题。同时，新项目建设必须符合总量控制减排要求，解决印染废水回用的关键技术成为印染企业进一步扩大产能的瓶颈。

参考文献：

[1]邹勇斌，颜幼平，陈师楚，陈志星，陈鹏.MF-RO深度处理印染废水的效果和回用[J].印染.2013（01）

[2]张云，陈建标，杨柳俊.连续微滤+反渗透技术在印染废水回用中的研究[J].长江科学院院报.2013（11）

作者简介：张鹏翔（1982.12），男，安徽黄山市人，环境工程硕士。中级，研究方向：水污染治理。