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1、膜分离技术在印染废水中的应用分析-水处理工艺膜分离技术在印染废水中的应用摘要:介绍了膜的种类,膜分离印染废水的应用情况,展望了膜分离技术在印染废水中的应用前景。关键词:印染;废水;膜;分离我国工业行业中,纺织工业的排污量排在第4位,其中印染废水占80%,而废水及染料的回用率却小于10%。随着我国水资源短缺的日趋严重化,建设集约型新型无污染的生产模式,保护生态,成为建设小康型社会的新奋斗目标。所以印染废水的深度处理及回用愈发显得重要。膜分离技术处理印染废水具有选择性好、生产效率高、设备简单、操作方便、无相变和节能等特点,在印染废水的处理上具有潜在的应用前景。印染废水经膜
2、分离技术处理后可去除废水中大量有机物,降低废水硬度和离子浓度。处理后的废水可用作工艺用水或冲洗用水使用,同时也可回收部分染料或印染助剂等。耐高温膜处理印染废水还可降低印染过程的能耗。随着膜制备技术的不断发展,膜分离技术已成为印染废水处理的一种重要手段。1 印染废水的特点印染废水所含的颜色及污染物主要由天然有机物及人工成有机物形成,废水色度大。由于不同纤维织物在印花和染色过程中使用的染料不同,上染率不同,染料的残留形态也不同致使排放废水的色度在几百倍到几万倍之间不等。印染废水水质变化大,COD可高达到2060~3000mg/L随着新型助剂、浆料的使用,有机污染物的BOD
3、与COD小于0·2,可生化性低,处理难度增大。为使染色溶液和印花色浆更好地上染到不同织物上,需要在不同pH值条件下进行染色,因此所排放废水的pH值也不同,尤其是棉及其混纺织物印染加工中需要加入碱,废水pH值较高。印染加工大多在高温条件下进行,废水的水温较高,由于加工织物的品种不同,所需要的染色温度和水量也不同,使排放的废水的温度和排放量不同。印染废水中含有染料等有色污染物,不利于水中植物进行光合作用,也导致水生动物缺乏食物。同时印染废水中含有硫酸或硫酸盐,排放后与土壤接触,容易产生硫化氢,引起植物根部腐烂,也不利于微生物生长,导致土壤恶化。水资源短缺和环保压力使得世界
4、各国非常重视印染废水的处理。2 膜分离法在印染废水中的应用印染废水的处理方法很多,包括物理法、生物法和化学法。国内的印染废水处理主要以生化法为主,或者将化学法与之串联。膜分离技术处理印染废水具有选择性好,生产效率高,设备简单,操作方便,无相变和节能及处理成本低等优点,无论从经济的角度还是从环保角度,膜分离技术都具有优势。2·1 膜分离技术种类膜分离法是利用膜的微孔进行过滤,利用膜的选择透过性,将废水中的某些物质分离出来的方法。目前用于印染废水处理的膜分离法主要是以压力差作为推动力,如反渗透、超滤、纳滤等方式。膜分离法是一种新型分离技术,具有分离效率高、能耗低、工艺简单
5、、操作方便、无污染等优点。但由于该技术需要专用设备、投资高且膜有易结垢堵塞等缺点,目前还未能大范围推广。2·1·1微滤微滤(Microfiltion,MF),其分离机理与传统的过滤筛分机理相同,膜孔的大小,膜材料的亲水性,吸附和电性能是决定分离效果的决定性因素。在MF用于印染废水领域,已有很多人做过工作[1~2],对染料分子的截留率均在95%以上,采用陶瓷微滤膜脱色率高达98%,且透过液可回用[3]。酚醛树脂微滤碳膜在膜通量达到0.05m3/(m2·h)以上,截留率可达到100%[4]。但一般微滤膜的截留颗粒直径约在0.02~10μm之间,大于印染废水中大多数颗粒的直
6、径,因此应用范围有限。2·1·2超滤超滤(ultrafitration,UF)是依靠膜表面的微孔结构对物质进行选择分离的,超滤分离可以实现大小分子的分离、浓缩及净化。超滤的膜孔径为0.001~0.05μm,截留分子量为500~5000,依靠膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离,膜孔具有阻塞、阻滞,吸附杂质的作用。上世纪80年代对染料的超滤回收率即可达到95%[5]。染料的回收必须根据废水中染料的种类、分子量大小、聚集状态、水溶性等性质,选择适宜的膜材料和膜分离方法。分散染料等不溶性染料可用超滤中空纤维膜进行分离,脱色率可达99%以上,透过液可作为中性水再利用,含染料的
7、浓缩液也可直接回用[6]。王静荣等[7]采用两级串联的超滤卷式磨技术处理退浆废水中的PVA浆料,回收率达到95%2·1·3反渗透反渗透(ReverseOsmosis,RO)是利用反渗透膜只允许溶剂透过而截留离子性物质的特性,以膜两侧静压差为推动力,克服溶剂的渗透压,实现对液体混合物分离的膜过程。反渗透膜的选择性与膜孔大小、结构、物化性质有关。目前反渗透的机理仍在争论中。对反渗透膜应用于印染废水开始于上个世纪70年代[8]。采用反渗透技术处理,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。反渗透主要用于超滤、纳滤后废水深度处理及染料回收等
