目前,國(guó)內(nèi)對(duì)印染廢水的處理仍以常規(guī)工藝為主,處理對(duì)象主要為SS、COD和色度;較成熟的印染廢水再生回用工藝尚不多見(jiàn),其主要困難在于對(duì)低濃度、難降解有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽的去除。

曝氣生物濾池(BAF)可用于處理低懸浮物濃度和低濃度、難降解有機(jī)廢水;納濾(NF)是使水溶液中的某些組分在壓力的推動(dòng)下選擇性地透過(guò)半透膜的一種分離技術(shù)。筆者以某印染廠廢水處理站排放口出水為原水,采用曝氣生物濾池—納濾工藝進(jìn)行了印染廢水再生回用處理研究。

1　試驗(yàn)部分

1.1　試驗(yàn)背景

廣東某大型針織印染廠使用的染料以活性染料為主,偶爾使用硫化染料;其印染廢水主要來(lái)自針織棉染色、漂洗等工藝單元。該廠原廢水處理站的排放量約為1 ×104 m3 /d,采用混凝沉淀處理工藝,其中陽(yáng)離子型季胺鹽混凝劑的投加量為120 mg/L,陰離子型聚丙烯酰胺的投加量約為1 mg/L,出水基本達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)�，F(xiàn)在廠方希望能實(shí)現(xiàn)廢水回用,但目前我國(guó)對(duì)印染工業(yè)廢水的再生回用水質(zhì)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)廠方建議并參考國(guó)內(nèi)外資料,提出了本試驗(yàn)的再生回用水水質(zhì)。試驗(yàn)以該印染廠廢水處理站排放口出水為原水,排放口出水的水質(zhì)情況及再生回用水的水質(zhì)如表1所示。

1.2　工藝流程

試驗(yàn)的工藝流程見(jiàn)圖1。

曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)流量為0. 5 m3 /h, 反應(yīng)器的長(zhǎng)和寬均為0. 7 m, 高為3. 2 m, 水力停留時(shí)間約為2 h; 濾料選用粒徑為2~ 5 mm 的陶粒, 氣水比為3 ：1。納濾系統(tǒng)的預(yù)處理采用混凝沉淀加機(jī)械過(guò)濾工藝, 混凝劑選用PAC ( 80 ~ 100 mg /L )和PAM (約1mg /L) , 同時(shí)投加; 機(jī)械攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為80 r/min,反應(yīng)時(shí)間為20m in; 沉淀池采用多斗式靜壓排泥平流沉淀池, 池體為鋼板結(jié)構(gòu), 總高度為1. 2 m, 寬為0. 4 m, 長(zhǎng)為1. 5 m, 當(dāng)流量為0. 5 m3 /h 時(shí), 沉淀池的表面負(fù)荷為1.0 m3/( m2·h)。機(jī)械過(guò)濾器的濾速≤10m /h, 濾料采用直徑為1~ 3 mm的精選石英砂。保安過(guò)濾采用DJ型PE 微孔過(guò)濾器, 過(guò)濾精度為5μm。膜組件采用美國(guó)TriSepTM公司的特種納濾膜, 型號(hào)及主要性能見(jiàn)表2。試驗(yàn)采用連續(xù)進(jìn)水, 在各單元之間設(shè)取樣口。

納濾系統(tǒng)的初始運(yùn)行條件: 進(jìn)水流量約為16. 7L/min, 進(jìn)水壓力為0. 92MPa; 濃水流量為14. 2 L/min,濃水壓力為0. 92MPa; 產(chǎn)水流量為2. 5 L /m in, 初始水回收率約為15%。

1.3　分析方法

色度、pH值、COD、SS、硬度和無(wú)機(jī)鹽等指標(biāo)均參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第4版)中的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定;金屬陽(yáng)離子采用火焰原子吸收法測(cè)定。

2　結(jié)果與討論

2.1　曝氣生物濾池對(duì)COD的去除效果

BAF的接種污泥取自某污水處理廠的二沉池污泥。運(yùn)行約1個(gè)月后,系統(tǒng)對(duì)COD的去除率趨于穩(wěn)定,鏡檢觀察反沖洗時(shí)帶出的污泥,發(fā)現(xiàn)污泥中的生物相較為豐富,有累枝蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、纖毛蟲(chóng)和輪蟲(chóng)等,認(rèn)為生物膜已基本成熟,填料掛膜成功。曝氣生物濾池穩(wěn)定運(yùn)行后,其進(jìn)水水力負(fù)荷與COD去除率的關(guān)系如表3所示。

由表3 可知, 水力負(fù)荷升高, BAF 去除COD的能力下降。水力負(fù)荷為1. 02 m3/(m2·h)時(shí), BAF對(duì)COD的去除率為31. 4% 。在后續(xù)的試驗(yàn)中, 所采用的水力負(fù)荷均為1. 02m3 / (m2·h)。

2.2　預(yù)處理系統(tǒng)的處理效果

納濾的預(yù)處理工藝對(duì)濁度具有良好的去除效果,在進(jìn)水平均濁度為5. 8 NTU 的情況下,出水平均濁度達(dá)到了1. 64 NTU,平均去除率為71. 7%。經(jīng)過(guò)預(yù)處理后, 出水的SD I值為3. 5 ～4. 8, 平均為4. 1。預(yù)處理出水經(jīng)保安過(guò)濾器過(guò)濾后,可基本滿(mǎn)足納濾膜進(jìn)水的水質(zhì)要求。但試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),精密過(guò)濾器的污染情況較為嚴(yán)重,一般10～12 d需更換1次濾芯。

2.3　納濾系統(tǒng)的處理效果

2.3.1　水回收率隨時(shí)間的變化

初始時(shí)的進(jìn)水壓力為0. 92MPa,膜通量約為19L/(m2·h) ,系統(tǒng)的初始水回收率約為15%。納濾膜系統(tǒng)的水回收率隨運(yùn)行時(shí)間的變化如圖2所示。

由圖2可見(jiàn), 隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng), 納濾系統(tǒng)的水回收率不斷下降, 在系統(tǒng)運(yùn)行的前8 d, 水回收率從15%下降到11. 34% , 下降速度較快; 系統(tǒng)運(yùn)行至28 d時(shí), 水回收率已降到9. 96%。這表明納濾系統(tǒng)的膜污染已較嚴(yán)重, 需進(jìn)行化學(xué)清洗�；瘜W(xué)清洗后納濾系統(tǒng)在相同的操作條件下, 水回收率恢復(fù)至14. 1% , 為運(yùn)行初期的94. 0% 。

2.3.2　壓力差隨時(shí)間的變化

壓力差是進(jìn)水壓力與濃水壓力之間的差值,即進(jìn)水流經(jīng)膜元件的壓力降低值。在連續(xù)流下,如果壓力差增加,則意味著膜孔的堵塞加劇。試驗(yàn)中納濾膜系統(tǒng)的壓力差隨運(yùn)行時(shí)間的變化見(jiàn)圖3。

由圖3可見(jiàn), 納濾系統(tǒng)的壓力差隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷上升。在系統(tǒng)運(yùn)行的前8 d, 壓力差從零上升到0. 052MPa, 上升速度較快。系統(tǒng)運(yùn)行至28d時(shí), 壓力差上升至0. 11MPa�？梢�(jiàn), 系統(tǒng)壓力差的上升與水回收率的下降存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.3.3　脫鹽率隨時(shí)間的變化

納濾系統(tǒng)的脫鹽率隨時(shí)間的變化如圖4所示。

由圖4可知, 當(dāng)進(jìn)水TDS為3 750~4 280mg /L時(shí), 納濾系統(tǒng)的脫鹽率為95. 4%~96. 6% , 平均為96. 1%。另外, 試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)化學(xué)清洗前納濾系統(tǒng)的脫鹽率約為96. 12% , 清洗后為96. 06%, 可見(jiàn)清洗前、后納濾系統(tǒng)的脫鹽率沒(méi)有明顯變化, 表明該膜的性質(zhì)較穩(wěn)定。

2.4　各單元出水水質(zhì)情況

各單元的出水水質(zhì)指標(biāo)的平均值見(jiàn)表4。

從表4可以看出,經(jīng)該工藝處理后出水中二價(jià)以上的離子均未檢出,一方面表明納濾系統(tǒng)對(duì)二價(jià)以上的離子具有很高的去除率,另一方面也可能與進(jìn)水的二價(jià)離子濃度較低有關(guān)。經(jīng)組合工藝處理后出水中各主要水質(zhì)指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的回用水水質(zhì)要求。

3　結(jié)論

① 以某大型印染廠廢水處理站排放口出水為原水,采用曝氣生物濾池—納濾工藝進(jìn)行印染廢水的再生回用處理,結(jié)果表明,曝氣生物濾池對(duì)原水具有較好的處理效果,在水力負(fù)荷為1.02 m3/(m2·h)時(shí),其對(duì)COD的去除率為31. 4%。

② 納濾系統(tǒng)的預(yù)處理工藝采用混凝沉淀加機(jī)械過(guò)濾工藝,對(duì)濁度的平均去除率為71.7% ,出水平均濁度為1.64 NTU;出水SD I值平均為4.1;預(yù)處理工藝出水經(jīng)保安過(guò)濾器過(guò)濾后可基本滿(mǎn)足納濾膜進(jìn)水水質(zhì)要求。

③ 納濾系統(tǒng)的水回收率隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而下降;壓力差則隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而上升; 在進(jìn)水TDS為3750～4280 mg/L時(shí),納濾系統(tǒng)的脫鹽率為95.4%～96.6% ,平均為96.1%。系統(tǒng)運(yùn)行28d時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗,清洗后的水回收率可恢復(fù)至運(yùn)行初期的94%;清洗前、后其脫鹽率沒(méi)有明顯變化。

④ 組合工藝的出水水質(zhì)可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的回用水質(zhì)要求,處理效果較為穩(wěn)定。

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