印染廢水是在對織物進(jìn)行預處理、染色、印花和整理過(guò)程中產(chǎn)生的一種綜合廢水，其通常具有成分復雜、有機物含量高、可生化性差、水質(zhì)波動(dòng)大的特點(diǎn)。傳統的生化工藝難以排放，可回用比例低，僅為10%左右。近年來(lái)，以反滲透為核心的膜分離技術(shù)不僅能降低回用水的COD和色度，還能脫除印染過(guò)程中投加無(wú)機鹽，生產(chǎn)高品質(zhì)再生水，在印染廢水回用中應用廣泛。

膜污染是膜分離技術(shù)應用面臨的主要問(wèn)題，在印染廢水回用中超濾膜污染尤為突出。本中試研究的目的在于優(yōu)化關(guān)鍵參數，以實(shí)現經(jīng)濟合理、技術(shù)可行。

1、試驗部分

1.1 工藝流程

本次中試在紹興柯橋區某印染廠(chǎng)工業(yè)再生水生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行，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。試驗進(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。

中試裝置由膜產(chǎn)水系統（包括膜組件、空氣泵、自吸泵、膜池、清水池）、維護清洗系統（包括反洗泵、藥劑自動(dòng)投加設備）、在線(xiàn)監測系統（包括溫度、壓力、溫度、pH、液位傳感器）和PLC自動(dòng)控制系統組成，自動(dòng)完成膜池進(jìn)水、排空、膜過(guò)濾產(chǎn)水、水反洗、藥劑清洗及洗數據采集等過(guò)程。

試驗裝置采用ECONITY浸沒(méi)箱式中空纖維膜組件，材質(zhì)為PVDF，采用拉升法和熱法結合制膜工藝，產(chǎn)生狹縫型非對稱(chēng)膜孔結構，公稱(chēng)孔徑為0.1μm，有效膜面積為21㎡。

1.2 運行清洗方式

本次中試分2個(gè)階段：

第1階段為連續曝氣運行，通量取0.8m/d；第2階段為無(wú)曝氣運行，通量取0.7m/d。

本試驗化學(xué)清洗方式為2種：化學(xué)增強反洗（CEB，Chemical Enhanced Backwash），把清洗藥品通過(guò)反洗泵注射到膜絲內部，停留一段時(shí)間；排空維護性清洗(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(gè)膜池里浸泡。CEB每周3次，使用200ppmNaClO溶液20L，1000ppm草酸溶液20L。MCBD每周1次，投入NaClO至膜池內，濃度為200ppm，浸泡1h；投入草酸濃度為1,000ppm，浸泡1h，排空膜池。

為了控制膜池內的濃水濃度，保證目標回收率大于90%，膜池每天需排空3次，排水、充水過(guò)程中運行鼓風(fēng)機，利用氣泡擦洗使得膜表面上的污染物掉落，結束充水后關(guān)閉曝氣重新運行系統。

1.3 測試方法

膜透水性測能測試是短期內膜化學(xué)清洗節點(diǎn)判斷和長(cháng)期膜使用壽命分析的主要方法，膜透水性能通過(guò)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。

本試驗中，維持膜通量J不變，跨膜壓差TMP隨著(zhù)膜系統運行時(shí)間的持續呈現逐漸增加的趨勢。試驗水溫比較穩定，維持在23~25℃，故本試驗不考慮水溫對通量的修正。

2、結果與討論

2.1 水質(zhì)凈化效果

試驗結果表明，超濾膜對COD的去除效率較低，去除率為7%~14%，產(chǎn)水COD隨著(zhù)進(jìn)水COD波動(dòng)而變化；而對濁度的去除穩定且高效，去除率維持在90%以上，試驗期間進(jìn)水濁度波動(dòng)較大，部分時(shí)段超過(guò)30NTU，產(chǎn)水濁度仍能穩定維持在0.5NTU以下。說(shuō)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)保持穩定去除，可保證后續RO預處理效果，但對溶解性有機物的去除率較低。

2.2 運行方式選擇

從圖1可以發(fā)現，第1階段在全過(guò)程曝氣、通量為0.8m/d情況下運行平穩；第2階段為無(wú)曝氣運行，在通量為0.7m/d下同樣穩定運行。通過(guò)對比2個(gè)運行階段的跨膜壓差（TMP）和比通量（SF）變化曲線(xiàn)的斜率，可以得出，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。說(shuō)明在該運行通量范圍內，膜通量對膜污染的影響程度大于有無(wú)曝氣擦洗。

膜通量的維護主要通過(guò)化學(xué)增強反洗（CEB）和排空前維護性清洗（MCBD）實(shí)現。CEB每2d~3d進(jìn)行一次，MCBD當比通量降至200LMH/bar時(shí)實(shí)施，兩者均可以恢復透水性。通過(guò)比通量變化圖可以發(fā)現，MCBD的恢復效果遠優(yōu)于CEB，前者是后者的8~10倍，MCBD可作為維護膜通量、降低膜恢復性清洗頻率的有效手段。第2階段MCBD清洗周期平均為10.7d，而第1階段平均8.7d，說(shuō)明第2階段的維護效果優(yōu)于第1階段。98%的運行時(shí)間不需曝氣，可實(shí)現75%以上的能耗減少，極大地優(yōu)化了運行。

3、

超濾膜可保證出水濁度可能控制在0.5NTU以下，對懸浮物和膠體保持穩定的去除，是一種高效的RO預處理方式。

中試期間，連續曝氣運行時(shí)的通量為0.8m/d，無(wú)曝氣運行時(shí)的通量為0.7m/d時(shí)運行平穩，且回收率穩定達到90%以上。

建議采用運行費用低、可保證高通量運行的第2階段運行方式作為RO預處理：運行通量維持在0.7m3/(㎡d)，無(wú)曝氣運行，每周2~3次化學(xué)增強反洗，每9~12d實(shí)施排空前維護清洗。此運行方式可維持比通量>200LMH/bar，保證穩定的產(chǎn)水量和清洗周期。