印染廢水是在對織物實施預(yù)處置、染色、印花和整理過程中產(chǎn)生的一種綜合廢水，其通常具有成分復(fù)雜、有機物含量高、可生化性差、水質(zhì)動搖大的特性。傳統(tǒng)的生化工藝難以保證達(dá)標(biāo)排放，可回用比例低，僅為10%左右。近年來，以反滲透為中心的膜別離技術(shù)不只能降低回用水的COD和色度，還能脫除印染過程中投加無機鹽，生產(chǎn)高質(zhì)量再生水，在印染工業(yè)廢水處理回用中應(yīng)用普遍。

膜污染是膜別離技術(shù)應(yīng)用面臨的最主要問題，在印染廢水回用中超濾膜污染尤為突出。本中試研討的目的在于優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)，以完成經(jīng)濟合理、技術(shù)可行。

1、實驗局部

1.1 工藝流程

本次中試在紹興柯橋區(qū)某印染廠工業(yè)再生水生產(chǎn)車間實施，項目再生水生產(chǎn)的工藝為格柵初次沉淀池-水解酸化-生物接觸氧化-二沉池-混凝氣浮-砂濾-外壓式超濾-反滲透。實驗進(jìn)水為砂濾工藝出水，pH范圍為6.9~8.1，COD變化范圍為130.5~250.7mg/L，濁度變化范圍為7.5~34NTU。

中試設(shè)備由膜產(chǎn)水系統(tǒng)（包括膜組件、空氣泵、自吸泵、膜池、清水池）、維護(hù)清洗系統(tǒng)（包括反洗泵、藥劑自動投加設(shè)備）、在線監(jiān)測系統(tǒng)（包括溫度、壓力、溫度、pH、液位傳感器）和PLC自動控制系統(tǒng)組成，自動完成膜池進(jìn)水、排空、膜過濾產(chǎn)水、水反洗、藥劑清洗及洗數(shù)據(jù)采集等過程。

實驗設(shè)備采用ECONITY浸沒箱式中空纖維膜組件，材質(zhì)為PVDF，采用拉升法和熱法分離制膜工藝，產(chǎn)生狹縫型非對稱膜孔構(gòu)造，公稱孔徑為0.1μm，有效膜面積為21㎡。

1.2 運轉(zhuǎn)清洗方式

本次中試分2個階段：

第1階段為連續(xù)曝氣運轉(zhuǎn)，通量取0.8m/d；第2階段為無曝氣運轉(zhuǎn)，通量取0.7m/d。

本實驗化學(xué)清洗方式為2種：化學(xué)加強反洗（CEB，Chemical Enhanced Backwash），把清洗藥品經(jīng)過反洗泵注射到膜絲內(nèi)部，停留一段時間；排空維護(hù)性清洗(MCBD，Maintenance Clean Before Drain)，膜池濃水排出前，把低濃度的清洗藥品投入在整個膜池里浸泡。CEB每周3次，運用200ppmNaClO溶液20L，1000ppm草酸溶液20L。MCBD每周1次，投入NaClO至膜池內(nèi)，濃度為200ppm，浸泡1h；投入草酸濃度為1,000ppm，浸泡1h，排空膜池。

為了控制膜池內(nèi)的濃水濃度，同時保證目的回收率大于90%，膜池每天需排空3次，排水、充水過程中運轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機，應(yīng)用氣泡擦洗使得膜外表上的污染物掉落，完畢充水后關(guān)閉曝氣重新運轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

1.3 測試辦法

膜透水性測能測試是短期內(nèi)膜化學(xué)清洗節(jié)點判別和長期膜運用壽命剖析的主要辦法，膜透水性能經(jīng)過比通量（SF，specific flux）反映，計算公式如下：

SF=J/TMP

式中，J表示膜通量；TMP為跨膜壓差。

本實驗中，維持膜通量J不變，跨膜壓差TMP隨著膜系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時間的持續(xù)呈現(xiàn)逐步增加的趨向。實驗水溫比擬穩(wěn)定，維持在23~25℃，故本實驗不思索水溫對通量的修正。

2、結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)凈化效果

實驗結(jié)果標(biāo)明，超濾膜對COD的去除效率較低，去除率為7%~14%，產(chǎn)水COD隨著進(jìn)水COD動搖而變化；而對濁度的去除穩(wěn)定且高效，去除率維持在90%以上，雖然實驗期間進(jìn)水濁度動搖較大，局部時段超越30NTU，產(chǎn)水濁度仍能穩(wěn)定維持在0.5NTU以下。闡明超濾膜對水中懸浮物和膠體物質(zhì)等產(chǎn)生濁度物質(zhì)堅持穩(wěn)定去除，可保證后續(xù)RO預(yù)處置效果，但對溶解性有機物的去除率較低。

2.2 運轉(zhuǎn)方式選擇

從圖1能夠發(fā)現(xiàn)，第1階段在全過程曝氣、通量為0.8m/d狀況下運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；第2階段為無曝氣運轉(zhuǎn)，在通量為0.7m/d下同樣穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。經(jīng)過比照2個運轉(zhuǎn)階段的跨膜壓差（TMP）和比通量（SF）變化曲線的斜率，能夠得出，第2階段跨膜壓差和比通量的變化速率低于第1階段，即膜污染速率降低。闡明在該運轉(zhuǎn)通量范圍內(nèi)，膜通量對膜污染的影響水平大于有無曝氣擦洗。

膜通量的維護(hù)主要經(jīng)過化學(xué)加強反洗（CEB）和排絕后維護(hù)性清洗（MCBD）完成。CEB每2d~3d實施一次，MCBD當(dāng)比通量降至200LMH/bar時施行，兩者均能夠恢復(fù)透水性。經(jīng)過比通質(zhì)變化圖能夠發(fā)現(xiàn)，MCBD的恢復(fù)效果遠(yuǎn)優(yōu)于CEB，前者是后者的8~10倍，MCBD可作為維護(hù)膜通量、降低膜恢復(fù)性清洗頻率的有效手腕。第2階段MCBD清洗周期均勻為10.7d，而第1階段均勻8.7d，進(jìn)一步闡明第2階段的維護(hù)效果優(yōu)于第1階段。同時，98%的運轉(zhuǎn)時間不需曝氣，可完成75%以上的能耗減少，極大地優(yōu)化了運轉(zhuǎn)。

3、結(jié)論

超濾膜可保證出水濁度可能控制在0.5NTU以下，對懸浮物和膠體堅持穩(wěn)定的去除，是一種高效的RO預(yù)處置方式。

中試期間，連續(xù)曝氣運轉(zhuǎn)時的通量為0.8m/d，無曝氣運轉(zhuǎn)時的通量為0.7m/d時運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且回收率穩(wěn)定到達(dá)90%以上。

倡議采用運轉(zhuǎn)費用低、同時可保證高通量運轉(zhuǎn)的第2階段運轉(zhuǎn)方式作為RO預(yù)處置：運轉(zhuǎn)通量維持在0.7m3/(㎡d)，無曝氣運轉(zhuǎn)，每周2~3次化學(xué)加強反洗，每9~12d施行排絕后維護(hù)清洗。此運轉(zhuǎn)方式可維持比通量>200LMH/bar，保證穩(wěn)定的產(chǎn)水量和清洗周期。