采用膜集成技术处理印染废水的中试研究

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第26卷第5期 2007年10月 天 津 工 业 大 学 学 报 JOURNAL OF TIANJIN PoLYTECHNIC UNIVERSITY Vo1.26 No.5 October 2007 

采用膜集成技术处理印染废水的中试研究 

谢鹏伟,杜启云 

(天津工业大学膜天膜T程技术有限公司,天津 300160) 

摘 要:针对某纺织工业园区排污量不断增加的情况,在原生物处理的基础上采用膜集成技术进行了处理印染废水 

的q-试研究,并将出水用于印染工艺.实验结果表明,这一系统运行稳定,出水能用于印染并优于现工业园 

区的原印染用水. 关键词:印染废水;连续膜过滤;纳滤;废水回用 

中图分类号:TS102.528.1;X759 文献标识码:A 文章编号:1671—024X(2007)05—0022—04 

Research on integrate technology of membrane in treating with 

waste water from printing and dying 

XIE Peng—wei,DU Qi~yun 

(Motian Membrane Engineering and Technology Co.Ltd,Tianjin Polytechnic University,Tianjin 300160,China) 

Abstract:The quantity of drainage sewage increases rapidly in some printing and dying industry areas,In order to re— 

duce the drainage sewage,this paper tries a middle trail of treating the printing and dying waste water is 

done by the integrate technology of membrane,on the base of biological treatment.The results show that this 

system can rHn stably,and the quality of printing and dying by product water is bettm‘than the water used in 

printing and dying industry area. 

Key words:printing and dying wastewater;continuing membrane filter;nanofihration;reuse of wastewater 

膜技术已在生活废水及其他工业污水处理方面获 

得应用.作为当前最有发展前景的高新技术之一,膜技 

术已发展成为产业化的高效节能分离过程和先进的单 

元操作过程,在许多相关行业中都有广泛的应用前景I11. 

它可实现连续分离,可在温和条件下实现分离,具有分 

离效率高,无化学变化、体积小、易于放大、能耗低和操 

作方便、易与其他分离过程结合等优点,可以用于大量 

的分离过程l 21.天津膜天膜:L程技术有限公司生产适合 

于多个领域的膜分离产品和设备,承担膜技术应用工 

程,已经成功采用膜集成技术在多种废水处理回用中 

取得突破.本文针对印染废水处理回用中试研究,是膜 

集成技术在印染废水处理领域成功推广的实例. 

1技术开发的背景 

南方某纺织工业园由原毛纺厂改制而成,同区占 地100余亩,有多家企业存在污染的问题,园区内污水 

收集至污水处理厂后,经过生化处理达标后排放.现园 

区内有2套生物处理系统,还有1套生物处理系统正 

在建设中.日问污水量达150 Ill /h,夜问污水量为60~70 

rn3/h,日均水量达3 000 m 左右.原水中污染物主要为 

活性染料和浆料,其中COD质量浓度为900~1 000 mg/ 

L,BOD质量浓度为80~100 mg/L现2套生物处理混合 

出水COD基本维持在100 mg/L左右.污水处理厂主 

要有2套处理线,如图1所示.在这2套处理工艺中,第 

2套处理工艺的脱色效果要优于第1套. 

现园区污水厂污水排放合格率不存在问题,但污 

水厂面临以下问题:①随着城市经济发展,市区缺水情 

况日益显著,环保费用,各项排污费用将随之大幅度上 

升:②现污水厂年排污量指标已确定,为了不超过这 

一指标,污水厂必须严格控制排放量,这同时也限制了 

T业园区的规模进一步扩大和发展.⑧园区内大量印 

收稿日期:2007—06一il 作者简介:谢鹏伟(1980一),男,硕士,助理工程师.E-mail:XPW23144@yahoo.COn1.

cn 维普资讯 http://www.cqvip.com 第5期 谢鹏伟,等:采用膜集成技术处理印染废水的中试研究 一23一 

排 放 

图1园区现有印染污水生化处理流程 Fig.1 Flow of bio-treatment in industry area 

染企业消耗大量的自来水、深井水用于染整,随着发 

展.长期大量开采使用深井水已不现实. 

基于以上几点,工业园方面考虑到对生物系统出 

水进行深度处理后回用,以满足工业园日后发展的需 

要.结合我公司积累类似废水的处理回用经验f3],建议 

其采用膜集成技术来对二级生化出水进行深度处理, 

以满足园区印染回用要求,并于2007年初在园区水处 

理站进行了为期2个月的中试研究. 

2中试工艺流程 

膜集成工艺流程如图2所示,所谓膜集成技术由 

连续膜过滤和纳滤构成. 

浓水回流 

直接回用 浓水排放 图2中试膜集成工艺流程 

Fig.2 Flow of integrate technology of membrane 

本次中试试验的原水为生化处理后的二沉池出 

水.经过1个月的试验测试,二沉池出水水质情况为:水 

温20℃,色度4~l6倍,pH值6.5~7.0,电导率为4 500~ 

7 000 ̄S/cm.SS为50 mg/L,COD为100~160 mg/L.通 

过对1个月二沉池出水COD值的分析,二沉池出水 

COD处于100~120 mg/L范围的数值占到了l1.54%.处 

于120~150 mg/L范围的数值占到了57.69%.处于150 

mg/L范围的数值占到了30.77%. 

原水通过潜水泵打入调节水箱后.经盘式过滤器 

去除沙土等大颗粒,进入连续膜过滤(CMF)循环水箱, 

经工作泵加压后进入外压式超滤膜柱.分离出清水和 

浓水.清水一部分进入产水水箱中,其余进入回收水箱 作为产品送出,直接回用;浓水回流至连续膜过滤循环 

水箱.部分产水进入纳滤装置进一步脱色、脱盐. 

连续膜过滤 采用的是天津膜天膜工程技术有限 

公司生产的三支膜中试试验装置,产水量为6 t/h.天津 

膜天公司在国内首创连续膜过滤(CMF)水处理系统, 

采用拥有l0余项公司专利技术的外压式中空纤维膜 

元件和独特的气水双洗工艺技术,适用于从水中去除 

细菌、微生物、胶体和悬浮物等杂质,净化后的水清澈 

透明.浊度小于0.1 NTU.纳滤系统采用的是单支膜系 

统.由海德能公司生产.型号为ESNA1—4040.该膜可用 

于脱除有机物、细菌和病毒,可在超低运行压力下工 

作.从而可达到节能、降低设备投资和操作费用的目的. 

3连续膜过滤系统运行情况 

3.1连续膜过滤进水压力变化情况 

一段时间里连续膜过滤运行压力变化情况直接表 

明了膜运行工艺是否合理、水质是否适合该工艺等重 

要内容.图3表现1个月中连续微滤运行压力的变化. 

由于连续微滤采用了恒流量运行方式,因此进水压力 

的变化情况直接反应了微滤膜污染的情况,由图3可 

见,在1个月的运行过程中,连续微滤的运行压力变化 

很小.运行情况十分稳定. 

O.O8 0.07 0.o6 0.O5 0.04 0,O3 O,o2 0.Ol O 

图3连续膜过滤运行压力变化情况 Fig.3 Variety of continue membrane filter running pressure 

3.2对CoD的截留效果 

膜在截留悬浮物、胶体过程中,部分的COD也随 

之被截留.为了讨论通过膜截留可以去除COD情况以 

及膜运行情况,进行了膜进出水COD数值比较,结果 

见图4. 

图4是连续膜过滤在1个月中试过程中,进水 

COD值的变化情况以及COD去除率的变化.从图4的 

数据可以看出.二沉池出水的COD值存在较大的波 

动,但通过微滤膜的截留作用,出水的COD值基本稳 

定在100 

mg/L上下,而且在二沉池出水COD值较高的 维普资讯 http://www.cqvip.com 一24一 天津工业大学学报 第26卷 

趋 0 8 

图4连续膜过滤对COD截留情况 Fig.4 COD removal complexion of continue membrane filter 

情况下。膜对COD的截留效果越明显,去除率最高可 

以达到40%左右。这保证了膜出水水质具有较高的稳 

定性,同时提高了污水回用过程的可靠性. 

3.3连续膜过滤产水的SDI值 

连续微滤产水的膜污染指数(SDI值)直接反应了 

膜产水的水质,是一个重要的测试指标,其测试结果如 

图5.从图5的数据来看。膜产水的SDI值一直维持在 

一个较低的水平。大部分数值均在1.0以下,而进人反 

渗透膜的污染指数要求一般小于5,因此连续膜过滤出 

水的膜污染指数远低于这个要求.这表明连续微滤有 

着较好的出水效果,同时也表明该出水也满足了进入 

反渗透或纳滤处理工艺的基本要求. 

运行天数,d 

图5连续膜过滤产水SDI值变化情况 

Fig.5 SDI value of continue membrane filter 

4纳滤运行情况 

4.1纳率产水量与压力变化情况 

在进行纳滤试验之前,现场曾采用单支反渗透膜 

运行了10天,从效果看。反渗透具有很好的脱色、脱盐 

效果,在试验过程中,单支膜反渗透系统运行压力为 

1 100 kPa,产水量为80 L/h,收率控制在50%,产水的 

电导率为60—70 p ̄S/cm,脱盐率达到了98%以上. 

纳滤较之反渗透相比运行压力低,能耗小,运行成 本低,在本次中试控制纳滤运行压力与反渗透接近,运 

行压力为1 000 kPa,通过浓水循环控制纳滤膜的水收 

率在40%一50%之间.图6是纳滤进水压力与产水量的 

变化情况. 

一 、 咖 * .cL 

图6纳滤产水量与压力变化情况 

Fig.6 Variety of nanofiltration running pressure and 

quantity of product water 

从图6中的数据看,纳滤运行情况稳定,仅在初期 

膜的产水量明显下降,这主要是随着纳滤膜压实通量 

略有下降.但与反渗透相比,在能耗与反渗透接近的情 

况下,产水量较反渗透增大了近2倍左右,在现场操作 

中,每天纳滤运行后,均用纳滤产水对纳滤膜进行10 min 

左右的冲洗。这样即能很好地保证纳滤的稳定运行. 

4.2纳滤产水电导及脱盐率变化情况 

在中试过程中,还连续地测定了进出纳滤系统的 

电导率,纳滤进出水电导率以及脱盐率的情况见图7.