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印染废水的膜分离技术

标签:废水处理

染料工业废水中,含有染料,中间体、副产物、助剂和无机盐等,成分复杂,色度深,BOD5/COD 一般小于0.3,为典型难生物降解废水,而且水量较大。传统工业污水处理方法,如混凝、生物处理等,往往成本较高,效果却不甚理想,尤其对于水溶性染料废水。

采用膜技术处理染料废水,可将废水分离为浓缩液和透过液两个部分。其中,浓缩液可用于回收染料,或进入氧化、焚烧等后续处理系统,而透过液可回用或排入污水处理系统,从而实现节水、减污、降耗和增收等多重目的。

染料品种和生产工艺的多样性,决定了膜技术应用的多样性和复杂性根据染料工业废水的具体特点,可以选择不同的组合处理工艺,如压力差驱动膜分离工艺、浓度差驱动膜分离工艺、膜分离/氧化组合工艺等,以实现系统技术经济优化。

(1)压力差驱动膜分离工艺采用反渗透、纳滤、超滤等膜技术,将染料废水分离为浓缩液和透过液。浓缩液用于回收染料,透过液可回用或排入污水处理系统。

膜法处理染料废水应控制膜污染,影响膜污染的因素很多,主要有膜性质、料液特性、操作条件(压力差、温度、膜面流速)等。根据料液特性,正确选择膜和优化操作参数,可以控制膜污染,从而延长膜的有效操作时间,减少清洗频率,提高生产效率。同样,根据膜性质,也可通过改变料液特性,如pH值等,控制膜污染发生。膜的选择,主要包括确定膜的荷电性,亲疏水性和截留分子量等。

(2)浓度差驱动膜分离工艺染料生产过程中产生的盐析废水,含盐量一般在10%左右。采用混凝方法去除部分COD后,需经稀释才能进入生化处理系统,既浪费水资源,又增加了生化处理设施规模。采用纳滤除盐,存在有机物部分透过和操作压力较高等缺点,采用透析、扩散渗析等浓度差膜过程除盐,可在常压进行,且有机物透过较少,因此,较具应用前景。

透析采用无孔膜,利用不同分子量溶质在高度溶胀的膜内扩散速率差异实现分离。扩散渗析则采用离子膜,利用Donnan电位排斥机理进行分离。其中,在碱性条件下,采用阳离子交换膜可截留除OH-之外的所有阴离子,实现从盐溶液中回收烧碱。在酸性条件下,采用阴离子交换膜,可截留除H+之外的所有阳离子,实现从盐溶液中回收酸。在透析或扩散渗析的实际应用中,需要着力解决膜污染和使用寿命等问题。

(3)膜分离和氧化组合工艺染料废水经膜分离后,如果浓缩液中染料回收困难或回收价值较低。浓缩液需要进行湿式空气氧化、臭氧氧化等处理,以破坏染料分子共轭结构,去除大部分色度和部分COD,提高废水可生化性。由于膜分离后废水浓度提高,体积减少,因此,可显著提高氧化效率,有效降低处理费用。

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