新型膜生物法處理印染廢水的研究進(jìn)展

李浩飛，田曉婷，宋鳳敏

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

新型膜生物法處理印染廢水的研究進(jìn)展

李浩飛，田曉婷，宋鳳敏

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

膜生物法處理廢水是利用膜分離技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理的一種方法。系統(tǒng)的介紹各種新型膜生物反應(yīng)器處理技術(shù)在處理印染廢水方面的應(yīng)用，分析了各自的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)。并根據(jù)印染廢水處理的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了展望。

印染廢水；新型膜生物反應(yīng)器

印染廢水在工業(yè)廢水排放總量中占有非常高的比例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)印染廢水每天排放量為3×106m3，全國(guó)印染廠每年排放廢水約6.5億t左右，占整個(gè)紡織工業(yè)廢水排放量的80%［1］。印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產(chǎn)品在預(yù)處理、染色、印花和整理過(guò)程中所排放的廢水，主要來(lái)自漂煉、染色、退漿、整理等工序［2］，印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水。尤其是近年來(lái)，隨著產(chǎn)品質(zhì)量的日益提高，大多數(shù)工業(yè)染料趨向于具備抗光解、抗氧化、抗生物氧化的特點(diǎn)，這進(jìn)一步加大了廢水處理的難度［3～4］。

MBR又稱膜生物反應(yīng)器 （Membrane Bio-Reactor），是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用發(fā)展比較迅速的一種廢水處理新技術(shù)。利用膜分離技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理，具有處理效率高、占地面積小、分離效果好、操作簡(jiǎn)便且易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，特別適合于難降解廢水的處理，使廢水最終達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。新型膜生物反應(yīng)器是將膜生物反應(yīng)器和其他新工藝新材料結(jié)合，改變傳統(tǒng)膜的組成，使它的性能更加優(yōu)越，處理效果更好，主要包括膜生物反應(yīng)器和活性炭結(jié)合、微網(wǎng)膜反應(yīng)器、海藻式膜反應(yīng)器、陶瓷膜組合等。

1 膜生物反應(yīng)器與活性炭結(jié)合技術(shù)

將膜生物反應(yīng)器與活性炭技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，著重研究其在處理印染廢水時(shí)的規(guī)律和活性炭去除色度的作用，包括厭氧槽內(nèi)厭氧微生物的處理，好氧反應(yīng)器中好氧活性污泥與PAC的綜合處理，中空纖維膜的過(guò)濾。用這種新的膜生物反應(yīng)器處理印染廢水，可使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。劉建伯等［5］利用新型膜生物反應(yīng)器處理技術(shù)，以配制的印梁廢水為原水，原水COD濃度為775～835 mg·L-1， 出水 COD 濃度為 51～65 mg·L-1，趨于穩(wěn)定，出水后，COD的總?cè)コ试?3%～94%，且通過(guò)厭氧-好氧-膜過(guò)濾的降解后，色度大幅度降低，出水的質(zhì)量得到很大的改善。

2 微網(wǎng)膜生物反應(yīng)器

微網(wǎng)膜生物反應(yīng)器由150 μm濾布膜組件和生物反應(yīng)器構(gòu)成。陸葦菁［6］利用微網(wǎng)膜生物反應(yīng)器處理印染廢水，結(jié)果表明，該微網(wǎng)膜生物反應(yīng)器對(duì)印染廢水的處理效果很好，COD和NH3-N的平均去除率達(dá)85%，色度平均去除率達(dá)90%，且抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

由于濾布膜價(jià)格低廉，可有效降低廢水處理成本，因而該微網(wǎng)膜生物反應(yīng)器值得推廣應(yīng)用。

3 新型海藻式膜生物反應(yīng)器

新型海藻式膜生物反應(yīng)器是結(jié)合印染廢水的特性，在傳統(tǒng)簾式MBR的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，采用一端固定一端自由，使其膜絲在水中呈一端漂浮模式。

陳強(qiáng)等［7］利用新型海藻式膜生物反應(yīng)器處理印染廢水， 通過(guò)對(duì) COD、BOD、NH3-N、TN、TP、色度、濁度等水質(zhì)指標(biāo)連續(xù)進(jìn)行測(cè)定、分析與處理，考察MBR對(duì)印染廢水的降解效果，并觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況和膜組件污染狀況。試驗(yàn)結(jié)果表明，海藻式MBR對(duì)印染廢水的處理效果良好，出水濁度低于 0.3 NTU，對(duì) COD、BOD、色度、NH3-N、TN的去除率分別可 達(dá) 90%、94%、91.4%、87.8%、86.4%。海藻式MBR能夠降低MBR膜絲根部的污染，清洗更方便、有效，研發(fā)并運(yùn)用于處理印染廢水在技術(shù)上是完全可行性的。

4 新型陶瓷膜組合生物反應(yīng)器

新型陶瓷膜組合反應(yīng)器是采用新型移動(dòng)床生物膜處理加多孔陶瓷膜的組合工藝，主要考察了新型陶瓷膜組合反應(yīng)器處理印染廢水的運(yùn)行參數(shù)及其在整個(gè)處理流程中的運(yùn)行結(jié)果。

李煒［8］利用新型移動(dòng)床生物膜反應(yīng)裝置作為整個(gè)組合反應(yīng)器的前處理部分，確定裝置處理印染廢水的最佳運(yùn)行條件。最佳運(yùn)行條件下出水CODCr去除率平均在85%，色度去除率可達(dá)90%，處理效果穩(wěn)定。再通過(guò)多孔陶瓷膜過(guò)濾裝置的運(yùn)行，考察跨膜壓差和錯(cuò)流速度對(duì)滲透通量和CODCr去除率的影響情況。實(shí)驗(yàn)表明，采用0.275 MPa 的跨膜壓差， 錯(cuò)流速度 2.5 m·s-1時(shí)CODCr等污染物質(zhì)去除效率較高且能維持較大的膜通量，另外在陶瓷膜裝置運(yùn)行前的原水中預(yù)投加高嶺土能提高陶瓷膜的去除效率。

陶瓷膜反應(yīng)器處理相對(duì)于傳統(tǒng)處理方法，有著一系列的優(yōu)勢(shì)，諸如：更好的出水水質(zhì)、出水對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)減輕、占地省等。陶瓷膜反應(yīng)器的主要應(yīng)用潛力在于廢水的深度處理、消毒，以及在飲用水處理中作為反滲透的前處理來(lái)去除懸浮物和病原菌。隨著高性能膜價(jià)格的下降，陶瓷膜處理在水處理中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，而非僅僅限于食品飲料行業(yè)的澄清、濃縮、除菌等少數(shù)傳統(tǒng)應(yīng)用。

5 A/O型序批式膜生物反應(yīng)器處理技術(shù)

序批式MBR技術(shù)借鑒了序批式活性污泥法的運(yùn)行方式，由傳統(tǒng)MBR工藝演變而來(lái)。A／O型序批式MBR工藝是在MBR反應(yīng)器前增加了水解酸化即兼氧處理單元組合而成。

李靖梅等［9］利用A ／O型序批式MBR處理印染廢水，結(jié)果表明，MBR的A段可有效提高印染廢水的BOD／COD值，同時(shí)進(jìn)水BOD／COD值越低，效果越明顯。A／O型序批式MBR對(duì)污染負(fù)荷具有較強(qiáng)的抗沖擊能力，最高負(fù)荷時(shí)，COD、氨氮及色度的去除率分別為92.3%、92.7%和95.0%以上， 出水濃度分別在 60 mg·L-1、7 mg·L-1和 40倍以下，相對(duì)于連續(xù)運(yùn)行，其膜污染也明顯減輕。

A／O型序批式MBR處理印染廢水并實(shí)現(xiàn)污水回用是可行的。序批式運(yùn)行在緩解膜污染的同時(shí)，充分顯現(xiàn)出MBR在處理印染廢水時(shí)的優(yōu)勢(shì)。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，印染廢水排放量大且有機(jī)物含量高，不易降解，新型膜生物反應(yīng)器處理技術(shù)是在傳統(tǒng)的處理技術(shù)上發(fā)展而來(lái)，運(yùn)用新的材料和工藝應(yīng)用在印染廢水處理中，相比傳統(tǒng)工藝可大幅度提高廢水COD和色度的去除率，而且具有材料價(jià)格低廉、反應(yīng)器占地面積小等優(yōu)勢(shì)。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，膜制造技術(shù)的進(jìn)步，膜質(zhì)量的提高，膜制造成本的降低以及工藝的改進(jìn)，新型膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣，對(duì)處理印染廢水的效率也會(huì)越來(lái)越高。

［1］ 洪俊明，洪華生，熊小京.生物法處理印染廢水研究進(jìn)展［J］.現(xiàn)代化工，2005，25（S1）：98-105.

［2］ 吳廣峰，高冬梅，趙偉，等.活性染料及棉纖維的染色［J］.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，25（2）：76-78.

［3］ Robinson T，McMullan G.Remediation of dyes in textile e.uent：acritical review on current［J］.Bioresource Technology，2001，（77）：247-255.

［4］ All｀egre C，Moulin P.Treatment and reuse of reactive dyeing effluents［J］.Journal of Membrane Scienc，2006，（269）：15-34.

［5］ 劉建伯，李金成，孫娜.新型膜生物反應(yīng)器處理印染廢水的研究［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（2）：96-100.

［6］ 陸葦菁.微網(wǎng)膜生物反應(yīng)器處理印染廢水［J］.印染，2009，（6）：39-40.

［7］ 陳強(qiáng)，黎中寶，陳陽(yáng)生，劉久清.新型海藻式膜生物反應(yīng)器處理印染廢水的應(yīng)用研究 ［J］.水處理技術(shù)，2010，36（1）：82-85.

［8］ 李煒.新型陶瓷膜組合反應(yīng)器處理印染廢水的研究［D］.上海：東華大學(xué)，2008.

［9］ 李靖梅，張麗娜，李秀芬，陳堅(jiān)，禇國(guó)成.A／O型序批式 MBR 處理印染廢水［J］.印染，2009，（3）：26-29.

Current Situation and Prospect of Dyeing Wastewater Treatment with New Membrane Biological Technology

LI Hao-fei， TIAN Xiao-ting，SONG Feng-min
（Institute of Chemical and Environmental Science， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723001， China）

Membrane biological wastewater treatment method was a kind of method which applied membrane separation technology to treat wastewater.Various new membrane bioreactor technology in printing and dyeing wastewater treatment was systematically introduced， their characteristics and advantages was analyzed.According to the current research status of printing and dyeing wastewater， the development was prospected.

printing and dyeing wastewater；new membrane bioreactor

X703

A

1671-9905（2011）03-0050-02

2010-11-19