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摘 要:印染废水排放,基于连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)技术,通过对印染废水微滤-反渗透工艺原理的介绍,以某印染企业二沉池中废水为例,经CMF和RO集成工艺处理试验研究。结果表明:CMF和RO集成工艺处理系统运行稳定,对印染废水中COD、浊度及色度去除效果好,且RO产水水质满足印染工艺回收要求,说明该工艺技术在该领域应用发展前景广阔。
关键词:连续微滤法 反渗透 印染 废水处理
中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号: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 印染廢水微滤-反渗透工艺原理
对于印染废水微滤-反渗透工艺,其原理分为两部分,一是微滤利用膜的筛分作用,借助静压差进行分离,其分离机理与普通过滤相似,但过滤精度不同,可截留的微粒或有机大分子为0.13~15。由于微滤微孔滤膜结构不同,其分离机理不同,所起到的主要作用有许多,但以截留作用为主[1-2];二是反渗透分离技术在印染废水回收中应用,基于稀浓溶液之间,通过利用一张半透膜将其隔开时稀浓溶液施压压力较大,其大于渗透压,此时浓溶液将会向一侧的稀溶液渗透,相应的浓溶液转移到稀溶液[3]。经反渗透可得到浓液与清液,其中前者可回收盐类,后者可回用。
微滤-反渗透工艺联合在印染废水中应用,以微滤作为反渗透的预处理手段,其不但可以降低废水中COD、浊度及色度等,还可以减轻对膜造成的污染,可适当延长对膜的清洗周期与使用寿命,大大降低总体运行成本,且出水水质符合要求。
2 印染废水微滤-反渗透工艺应用
2.1 试验材料
此次对印染废水微滤-反渗透工艺分析,试验所需材料废水来源于某印染纺织企业,由于该企业主要从事长丝胚布、色织布及短纤等生产销售,所排放的印染废水来源于染色工段,该废水成分有COD、色度等,其中COD浓度经测试在1200~1800mg/L,色度300~450PCU。可见该水质污染物浓度超过回用水水质要求,需要对该废水进行处理。而在此次试验中对该废水的处理主要采用水解酸化、接触氧化及砂滤池工艺,经处理之后的水质必须达到膜处理装置进水要求,具体标准:COD≤180mg/L;BOD5≤25mg/L;pH 6~9;悬浮物SS≤70mg/L。
经处理后符合标准后排放或利用,若不符合需要进行二次处理,必须达到GB/T19923-2005要求后可用于印染生产过程。
2.2 试验方法
此次试验根据以上印染废水微滤-反渗透工艺原理,对连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)技术的应用,其试验装置有内压式聚偏氟乙烯中纤维绿膜组建一根,其标准为160mm×1730mm,膜表面积为40m2。反渗透试验装置有高压泵、2段RO膜及储水箱,其中反渗透膜采用陶氏TW30-4014膜组件,该膜组件长度为298mm,最高运行压力为2MPa,游离氯容忍量<0.1mg/kg,最大给水流量、给水浊度及给水SDI值分别为7.6min、1NTU及5。在试验过程中CMF进水主要是原污水处理系统的出水,CMF进水水质为COD 168.2mg/L;浊度为20 NTU;色度为30 PCU;pH=6~9;悬浮物为SS 63.2 mg/L。RO试验进水为此次试验中的连续微滤产水。 2.3 指标测定与方法分析
此次试验过程中对此工艺系统处于常温下进行,主要考察膜系统运行的稳定,测定印染废水中CODer、浊度、色度及pH来表征连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统处理成效。在试验中CODer检测采用重铬酸钾法,浊度采用分光光度法检测,色度采用铂钴比色法检测,而pH采用玻璃电极法检测[4]。
3 试验结果
3.1 系统运行压力情况
根据试验跟踪,对连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统运行压力测定,其压力情况变化观察跟踪时间为1个月,经记录与分析各天中连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统运行压力变化情况,得出该系统运行过程中压力变化小,且运行情况平稳[5]。其中,连续微滤法(CMF)系统的运行压力保持在0.035MPa左右,此情况是由于该系统运行中主要采用横流量运行方式。而反渗透(RO)系统运行压力保持在1.1MPa左右。
3.2 废水处理情况
3.2.1 对COD去除效果
对该连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统去除COD效果连续跟踪监测,得到进出水的COD变化情况,具体如图1所示。从图1中可以看出,连续微滤法(CMF)进水的COD值波动情况比较明显,且通过微滤膜达到截流作用,而出水的COD值基本稳定,导致范围在160mg/L上下间变动,这表示该系统出水水质稳定性较高。而反渗透(RO)产水可以满足该工厂用水标准对COD的要求。该系统在处理废水过程中对COD的去除,主要采用的方法是物理截流作用,其中进水COD的浓度情况可对CMF产水的COD可直接造成影响[6]。由此,进一步改变以往的处理工艺,可加强印染废水的处理,保障出水稳定性的同时,可对深度处理膜系统稳定运行起到保障作用。
3.2.2 对色度去除效果
印染废水经连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统处理,经9天的观察与记录分析,得出连续微滤法(CMF)进水色度与反渗透(RO)进水色度变化幅度最大,而反渗透(RO)出水色度变未检测出,具体见图2。从图2可知,经系统过滤后的连续微滤法(CMF)产水色度降到6.6PCU。而反渗透(RO)系统对色度有较好的去除率。该系统去除色度效果良好,且基本稳定。造成此情况的原因是该印染废水中大部分含有的有机物是苯环与双键等发色基团,该分子量比较大,且结构比较负责,其空间尺寸较大,经反渗透膜处理时,该膜结构比较致密,在压力驱动下反渗透膜可通过溶质分子与离子,相应的有机物将会被截留。另外,这些有机物的物理化学参数会增大其与膜材料之间的排斥力,从而可较彻底地去除色度。
3.3 水质量比较
将连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统中产水情况与自来水水质比较,经测试得出结果,具体如表1所示。
从表1中可以看出,該系统中连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统处理印染废水,可将大部分的污染物去除,其中常见的SO42-、CL-、Ca2+等离子去除率较高,平均去除率可达到99%。而产水的色度、浊度等指标未检测出,可见与自来水相比,产水水质可满足印染行业工艺的用水要求,可对此水进行回收利用,从而达到资源资源与保护环境的目的。
4 结语
印染废水微滤-反渗透工艺有较好的预处理效果,其使用的连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)技术优势明显。该工艺与传统的处理工艺不同,可满足当下时代发展所需,是一种简单高效且经济的废水处理及回收利用组合工艺。此次试验经该工艺处理原理,以某印染防治企业废水试验应用之后CMF和RO集成工艺处理系统运行稳定,对印染废水中COD、浊度及色度去除效果好,且RO产水水质满足印染工艺回收利用要求,对印染企业发展十分有利。
该系统处理之后的废水与自来水水质相比,比自来水水质较好,可将连续微滤法(CMF)产水和反渗透(RO)产水与自来水按比例混合调配进行应用,这不但可以降低印染废水运行成本,还可以对企业周围环境进行保护,说明该工艺技术在该领域应用发展前景广阔,我们应该大力进行研究,从而促进我国经济的发展。
参考文献
[1] 叶凯,韩振华.AOP技术在深度处理印染废水中的研究[J].资源节约与环保,2020(3):80.
[2] 谭军,许海军,韦晓燕,等.印染废水深度处理及回收技术现状与发展[J].化工管理,2019(35):71-72.
[3] 单苗苗,高献超.印染废水全过程处理及回用[J].针织工业,2019(7):38-40.
[4] 王双,张倩,王薇,等.反渗透双膜工艺处理印染废水研究进展[J].能源环境保护,2019,33(3):1-4.
[5] 丁新春,张建朱,曹勋.印染废水深度处理技术及工程案例分析[J].山东化工,2018,47(24):198-200.
[6] 杨峰,戚永洁,戴建军,等.印染废水处理技术的研究动向[J].印染助剂,2018,35(12):1-4.
关键词:连续微滤法 反渗透 印染 废水处理
中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号: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 印染廢水微滤-反渗透工艺原理
对于印染废水微滤-反渗透工艺,其原理分为两部分,一是微滤利用膜的筛分作用,借助静压差进行分离,其分离机理与普通过滤相似,但过滤精度不同,可截留的微粒或有机大分子为0.13~15。由于微滤微孔滤膜结构不同,其分离机理不同,所起到的主要作用有许多,但以截留作用为主[1-2];二是反渗透分离技术在印染废水回收中应用,基于稀浓溶液之间,通过利用一张半透膜将其隔开时稀浓溶液施压压力较大,其大于渗透压,此时浓溶液将会向一侧的稀溶液渗透,相应的浓溶液转移到稀溶液[3]。经反渗透可得到浓液与清液,其中前者可回收盐类,后者可回用。
微滤-反渗透工艺联合在印染废水中应用,以微滤作为反渗透的预处理手段,其不但可以降低废水中COD、浊度及色度等,还可以减轻对膜造成的污染,可适当延长对膜的清洗周期与使用寿命,大大降低总体运行成本,且出水水质符合要求。
2 印染废水微滤-反渗透工艺应用
2.1 试验材料
此次对印染废水微滤-反渗透工艺分析,试验所需材料废水来源于某印染纺织企业,由于该企业主要从事长丝胚布、色织布及短纤等生产销售,所排放的印染废水来源于染色工段,该废水成分有COD、色度等,其中COD浓度经测试在1200~1800mg/L,色度300~450PCU。可见该水质污染物浓度超过回用水水质要求,需要对该废水进行处理。而在此次试验中对该废水的处理主要采用水解酸化、接触氧化及砂滤池工艺,经处理之后的水质必须达到膜处理装置进水要求,具体标准:COD≤180mg/L;BOD5≤25mg/L;pH 6~9;悬浮物SS≤70mg/L。
经处理后符合标准后排放或利用,若不符合需要进行二次处理,必须达到GB/T19923-2005要求后可用于印染生产过程。
2.2 试验方法
此次试验根据以上印染废水微滤-反渗透工艺原理,对连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)技术的应用,其试验装置有内压式聚偏氟乙烯中纤维绿膜组建一根,其标准为160mm×1730mm,膜表面积为40m2。反渗透试验装置有高压泵、2段RO膜及储水箱,其中反渗透膜采用陶氏TW30-4014膜组件,该膜组件长度为298mm,最高运行压力为2MPa,游离氯容忍量<0.1mg/kg,最大给水流量、给水浊度及给水SDI值分别为7.6min、1NTU及5。在试验过程中CMF进水主要是原污水处理系统的出水,CMF进水水质为COD 168.2mg/L;浊度为20 NTU;色度为30 PCU;pH=6~9;悬浮物为SS 63.2 mg/L。RO试验进水为此次试验中的连续微滤产水。 2.3 指标测定与方法分析
此次试验过程中对此工艺系统处于常温下进行,主要考察膜系统运行的稳定,测定印染废水中CODer、浊度、色度及pH来表征连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统处理成效。在试验中CODer检测采用重铬酸钾法,浊度采用分光光度法检测,色度采用铂钴比色法检测,而pH采用玻璃电极法检测[4]。
3 试验结果
3.1 系统运行压力情况
根据试验跟踪,对连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统运行压力测定,其压力情况变化观察跟踪时间为1个月,经记录与分析各天中连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统运行压力变化情况,得出该系统运行过程中压力变化小,且运行情况平稳[5]。其中,连续微滤法(CMF)系统的运行压力保持在0.035MPa左右,此情况是由于该系统运行中主要采用横流量运行方式。而反渗透(RO)系统运行压力保持在1.1MPa左右。
3.2 废水处理情况
3.2.1 对COD去除效果
对该连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统去除COD效果连续跟踪监测,得到进出水的COD变化情况,具体如图1所示。从图1中可以看出,连续微滤法(CMF)进水的COD值波动情况比较明显,且通过微滤膜达到截流作用,而出水的COD值基本稳定,导致范围在160mg/L上下间变动,这表示该系统出水水质稳定性较高。而反渗透(RO)产水可以满足该工厂用水标准对COD的要求。该系统在处理废水过程中对COD的去除,主要采用的方法是物理截流作用,其中进水COD的浓度情况可对CMF产水的COD可直接造成影响[6]。由此,进一步改变以往的处理工艺,可加强印染废水的处理,保障出水稳定性的同时,可对深度处理膜系统稳定运行起到保障作用。
3.2.2 对色度去除效果
印染废水经连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统处理,经9天的观察与记录分析,得出连续微滤法(CMF)进水色度与反渗透(RO)进水色度变化幅度最大,而反渗透(RO)出水色度变未检测出,具体见图2。从图2可知,经系统过滤后的连续微滤法(CMF)产水色度降到6.6PCU。而反渗透(RO)系统对色度有较好的去除率。该系统去除色度效果良好,且基本稳定。造成此情况的原因是该印染废水中大部分含有的有机物是苯环与双键等发色基团,该分子量比较大,且结构比较负责,其空间尺寸较大,经反渗透膜处理时,该膜结构比较致密,在压力驱动下反渗透膜可通过溶质分子与离子,相应的有机物将会被截留。另外,这些有机物的物理化学参数会增大其与膜材料之间的排斥力,从而可较彻底地去除色度。
3.3 水质量比较
将连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统中产水情况与自来水水质比较,经测试得出结果,具体如表1所示。
从表1中可以看出,該系统中连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)系统处理印染废水,可将大部分的污染物去除,其中常见的SO42-、CL-、Ca2+等离子去除率较高,平均去除率可达到99%。而产水的色度、浊度等指标未检测出,可见与自来水相比,产水水质可满足印染行业工艺的用水要求,可对此水进行回收利用,从而达到资源资源与保护环境的目的。
4 结语
印染废水微滤-反渗透工艺有较好的预处理效果,其使用的连续微滤法(CMF)和反渗透(RO)技术优势明显。该工艺与传统的处理工艺不同,可满足当下时代发展所需,是一种简单高效且经济的废水处理及回收利用组合工艺。此次试验经该工艺处理原理,以某印染防治企业废水试验应用之后CMF和RO集成工艺处理系统运行稳定,对印染废水中COD、浊度及色度去除效果好,且RO产水水质满足印染工艺回收利用要求,对印染企业发展十分有利。
该系统处理之后的废水与自来水水质相比,比自来水水质较好,可将连续微滤法(CMF)产水和反渗透(RO)产水与自来水按比例混合调配进行应用,这不但可以降低印染废水运行成本,还可以对企业周围环境进行保护,说明该工艺技术在该领域应用发展前景广阔,我们应该大力进行研究,从而促进我国经济的发展。
参考文献
[1] 叶凯,韩振华.AOP技术在深度处理印染废水中的研究[J].资源节约与环保,2020(3):80.
[2] 谭军,许海军,韦晓燕,等.印染废水深度处理及回收技术现状与发展[J].化工管理,2019(35):71-72.
[3] 单苗苗,高献超.印染废水全过程处理及回用[J].针织工业,2019(7):38-40.
[4] 王双,张倩,王薇,等.反渗透双膜工艺处理印染废水研究进展[J].能源环境保护,2019,33(3):1-4.
[5] 丁新春,张建朱,曹勋.印染废水深度处理技术及工程案例分析[J].山东化工,2018,47(24):198-200.
[6] 杨峰,戚永洁,戴建军,等.印染废水处理技术的研究动向[J].印染助剂,2018,35(12):1-4.