我國是印染大國，2006年底，全國印染布年產(chǎn)量達到400億米，超過世界總量的30%。紡織印染廢水居全國工業(yè)部門廢水排放量的第六位，COD排放量的第四位，是我國重點污染行業(yè)。同時，印染廢水回用率低，水資源消耗大，已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸[1]。 印染廢水主要包括：退漿廢水、煮練廢水、漂白廢 水、絲光廢水、染色廢水、涂料印花廢水和堿減量廢水等[2]。其中，染色廢水水量較大，水質(zhì)隨染料的不同而不同，含有染料、無機鹽、漿料和表面活性劑等，一般呈堿性，色度高，COD比BOD高很多，可生化性差，屬于難降解的有機廢水，如能將染色廢水處理后回用于生產(chǎn)，對于實現(xiàn)印染行業(yè)的清潔生產(chǎn)、減輕污染、節(jié)約水資源等均具有重要的意義[3-4]。

    目前染色廢水處理的技術(shù)很多，如傳統(tǒng)的吸附、絮凝技術(shù)[5-6]等，以及近幾年發(fā)展起來的深度氧化技術(shù) 和膜處理廢水技術(shù)，其中膜處理廢水技術(shù)因其對雜質(zhì)的去除效率高，產(chǎn)水水質(zhì)好，避免二次污染，可靠性高，運行簡易，已逐漸受到人們的青睞和重視。對于不溶性的分散染料、還原染料等，可以根據(jù)染料分子的大小選擇微濾（MF）或超濾（UF）技術(shù)將其中的染料去除，而水和鹽透過膜，實現(xiàn)了對染色廢水的處理；而對于水溶性的染料如活性染料、直接染料等則需要選用納濾 （NF）或反滲透（RO）膜來處理染色廢水[7-10]。研究解決反滲透在染色廢水深度處理與回用中的預(yù)處理方法、工藝控制參數(shù)和膜污染預(yù)防及清洗等關(guān)鍵技術(shù)問題，對染色廢水回用具有十分重要的應(yīng)用價值[8]，本文重點研究工藝參數(shù)對反滲透膜處理活性染料染色廢水的性能的影響。

    1.試驗部分

    1.1反滲透膜

    本試驗采用的反滲透膜是由杭州北斗星膜制品有限公司提供的聚酰胺復(fù)合膜，具體的性能參數(shù)如表1所示。

    1.2染色廢水

    試驗所用的染色廢水取自浙江某印染廠，廢水主要含有活性染料（活性藍MB-R）、無機鹽（NaCl）和少量的染色助劑；其中活性藍MB-R的含量約為 0.2 g·L-1、無機鹽（NaCl）濃度約為8 g·L-1�；钚运{MB-R的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示，分子量為911，最大吸收波長為605 nm。在對實際染色廢水進行反滲透膜法深度處理前，并采用1.0μm的微濾膜對廢水進行預(yù)過濾，以去除機械性雜質(zhì)和其他懸浮物質(zhì)。

    1.3反滲透試驗裝置

    本試驗所用反滲透試驗裝置如圖2所示，染色廢水原液通過高壓泵注入反滲透膜分離池，在壓力驅(qū)動下水分子、小分子物質(zhì)及少量無機鹽等透過反滲透膜，而染料、染色助劑、大分子有機物及幾乎所有的無機鹽將被反滲透膜截留，對透過液進行檢測和計算，考察膜性能，被截留物質(zhì)隨濃縮液回到料罐內(nèi)，如此循環(huán)，實現(xiàn)對染色廢水的處理和濃縮。在試驗過程中，通過調(diào)節(jié)旁路閥和分離池流道高度可實現(xiàn)對膜面流速的調(diào)節(jié)和控制，通過調(diào)節(jié)旁路閥和濃水閥可實現(xiàn)對跨膜壓差的調(diào)節(jié)和控制，而進液的pH則可通過添加鹽酸或氫氧化鈉來調(diào)節(jié)和控制，廢水溫度控制在25±2℃。

    1.4測試和計算

    本試驗的主要評價參數(shù)是反滲透膜對無機鹽的截留率R、反滲透膜對廢水的脫色率D和反滲透的滲透通量F。

    1.4.1鹽截留率的測定

    在本研究中，由于廢水中無機鹽的含量較高，而染料及其他組份的含量相對較小，其對廢水電導(dǎo)率貢獻可以忽略不計，廢水的電導(dǎo)主要是有無機鹽所 引起的。因而，采用DDS-11A型電導(dǎo)率儀測量廢水及滲透液的電導(dǎo)率，通過NaCl水溶液的濃度與電導(dǎo)率的標準曲線，可得到廢水及滲透液中鹽的濃度。按下式計算鹽的截留率：

    R（%）=（Co-Cp）/Co×100%

    式中：Co為進料廢水中鹽的濃度；Cp為反滲透 透過液中鹽的濃度。

    1.4.2脫色率的測定

    使用分光光度計在染料的最大吸收波長處測定反滲透進料廢水和滲透液的吸光度,并按下式計算脫色率：

    D（%）=（A0-A）/A0×100%

    式中：A0為染料廢水溶液的吸光度；A為反滲 透滲透液的吸光度。

    1.4.3膜滲透通量的測定

    膜通量由透過液時間和體積計算得出：

    F=J/（A·T）

    式中：J為透過液體積，L；A為膜有效面積，m2； T為時間，h。

    2.結(jié)果與討論

    2.1反滲透膜法染色廢水處理效果

    反滲透技術(shù)是近20年來發(fā)展起來的膜技術(shù)，已被 廣泛地用于水質(zhì)除鹽和污水治理等方面。反滲透能從印染廢水中去除離子或比離子更大的物質(zhì)，經(jīng)反滲透出水能達到無色和低鹽度。表2所示為跨膜壓差為2.0 MPa、膜面流速為1.8 m·s-1、溫度為25℃、廢水pH為 8.5時，反滲透復(fù)合膜對染色廢水的處理效果。圖3給出了反滲透膜法染色廢水處理過程中膜滲透通量隨時間的變化情況。

    試驗結(jié)果表明，反滲透膜對活性染料MB-R染色廢水的脫色率接近100%，反滲透滲透液幾乎為無色透明；反滲透膜對廢水中無機鹽的截留率大于98%，滲透液中無機鹽含量小于200 mg·L-1；廢水經(jīng)反滲透處理后得到的無色滲透液完全可回用于染色工藝。

    反滲透膜的滲透通量隨分離時間下降，初期下降速率較快，當運行時間超過150 min后，膜的滲透 通量趨于平衡，反滲透膜的平衡滲透通量明顯低于膜的純水滲透通量。膜滲透通量下降的主要原因是染料等有機物質(zhì)在膜表面吸附引起的膜污染及無機鹽截留與濃差極化所引起的滲透壓。

    2.2膜面流速對膜性能的影響

    表3給出了跨膜壓差為2.0 MPa、溫度為24℃、 廢水pH為8.5時，不同膜面流速下，反滲透復(fù)合膜對染色廢水的處理效果。圖4給出了不同膜面流速下， 染色廢水處理過程中滲透通量隨時間的變化情況。

    試驗結(jié)果表明，膜面流速對反滲透膜的滲透通量影響較大，而對脫色率、無機鹽截留率幾乎不影響；隨著膜面流速的增大，滲透通量的下降速率趨緩，平衡滲透通量增大，這主要是由于膜面流速的提高，可有效減輕膜面污染和減弱膜表面濃差極化。而當膜面流速超過2.0 m·s-1后，進一步提高膜面流速對反滲透膜的滲透通量的提高幾乎無任何作用。

    2.3跨膜壓差對膜性能的影響

    表4給出了膜面流速為2.0 m·s-1、溫度為 26℃、廢水pH為8.5時，不同跨膜壓差下，反滲透復(fù)合膜對染色廢水的處理效果。

    試驗結(jié)果表明，跨膜壓差對反滲透膜的滲透通量影響較大，而對脫色率、無機鹽截留率幾乎不影響；隨著跨膜壓差的增大，平衡滲透通量增大，這主 要是由于跨膜壓差增大，提高了反滲透過程的有效推動力。同時，隨著跨膜壓差的增大，膜的平衡滲透通量隨跨膜壓差的增加而增加的幅度減小。

    2.4 pH對膜性能的影響

    表5給出了膜面流速為1.9 m·s-1、溫度為 25℃、跨膜壓差為2.0 MPa時，不同pH下，反滲透復(fù)合膜對染色廢水的處理效果。

    試驗結(jié)果表明，廢水pH對滲透通量的影響最 大，對脫色率幾乎不影響，而對無機鹽的截留率影響較��；堿性條件下膜的平衡滲透通量明顯高于酸性 和中性條件，這一方面是因為堿性條件下膜面有機物污染較酸性和中性條件下輕，另一方面是因為在堿性條件下反滲透膜由于荷電基團的靜電排斥效應(yīng)而導(dǎo)致膜更疏松，滲透阻力下降[11]。綜合反滲透的分離性能，選擇廢水pH=9左右對廢水進行處理比較合適。

    2.5濃縮倍率對膜性能的影響

選擇膜面流速為2.0 m·s-1、溫度為25℃、跨膜壓差為3.5 MPa、廢水pH為9.0，對染色廢水進行濃縮處理。表6給出了不同濃縮倍率（濃縮倍率=原始廢 水體積/濃縮廢水體積）下反滲透膜的處理效果。

    試驗結(jié)果表明，采用反滲透膜法可實現(xiàn)對染色廢水的濃縮處理，有效減少廢水的體積。在整個對染色廢水進行濃縮處理過程中，隨著濃縮倍率的增大，反 滲透膜對廢水脫色效果基本保持不變，滲透液均為無色；反滲透膜的平衡滲透通量則下降，這主要是由于滲透壓的增大和膜面污染的加重引起的；而反滲透膜 對無機鹽的截留性能則略有下降，其主要原因是進液中無機鹽濃度的不斷增大和膜滲透通量的下降。

    3.結(jié)論

    反滲透膜法可有效實現(xiàn)對活性染料（活性藍 MB-R）染色廢水的深度處理和濃縮，膜對廢水的脫色率接近100%，對廢水中無機鹽的脫除率大于95%，滲透液均為無色，廢水經(jīng)反滲透膜處理后完全可回用于染色工藝。

    膜面流速、跨膜壓差、進液pH等工藝參數(shù)對反滲透膜法處理染色廢水的性能影響較大，尤其是對 平衡滲透通量的影響最明顯；實際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)實際廢水特性，進行膜面流速、跨膜壓差和廢水pH的優(yōu)化，以獲得最佳的處理效果和最低的能耗。反滲透膜法染色廢水處理，僅對廢水進行了物理濃縮，并沒有減少染料等污染物的量，因而需進一步研究反滲透濃縮廢水的處理工藝，以徹底解決染 色廢水的處理和污染等問題。

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