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我国发制品产量约占全球供应总额的70%以上，且该行业具有典型的高耗水和重污染特性，因此减少发制品生产中主要涉水工序用水量和污染物的排放是十分重要的。发制品染色液(HDE)，作为其中代表性的高强度点源污染负荷，即使经常规达标外排处理后，仍不可避免地致使城市或工业区附近河流水生态的逐渐退化。因此，从减少染色过程用水量、提高生产原料利用率、加强工序内废水水质提升与原位回用率等，并以“少输入—多回用—少排放”(两少一多原则)为目标开展发制品染色过程中的节水减排技术研究是十分重要的。
本论文研究内容如下：
(1)验证了超滤-反渗透(RO)集成膜系统与混凝絮凝相结合的可行性，获得了较高的产水回收率和令人满意的分离去除效果。在仅进行物理清洁的情况下，实验室规模的测试对HDE的重复利用率达到了76％。相应的终端RO渗透液作为再生水仅包含223mg·L-1的TDS，3.87mg·L-1的DOC和10.3mg·L-1的总硬度，明显优于现有染发过程给水水质。每个处理单元的产水中，富里酸和腐殖质的分布持续下降，而蛋白类有机物的总体呈上升趋势。被污染的超滤膜和RO膜的接触角分别显着增加了19.5o和减小了19.7o，这表明影响污染膜的亲水性的主要因素是有机或无机吸附的极性，而不是膜的粗糙度。ATR-FTIR和XPS光谱均表明，在严苛条件下(RUF=90%)，超滤膜表面的有机污染较轻，而RO膜面则覆盖有大量富含羧基和羟基官能团的亲水性小分子有机污染物。
(2)借助超声制备改性环境友好型阳离子树状纤维素基絮凝剂(CLF)，并替代传统絮凝剂作为一级预处理方法，然后结合双膜工艺实现了先进的HDE回用。结果表明，性能最佳的CLF-10需要较短时间的超声处理来调节其微结构，其呈现出具有良好脉络和蓬松的树状形态，且粒径分布相对均匀。在100mgL-1的剂量下，CLF-10的对HDE原水浊度、TOC和DOC去除率分别达到99.1%，72.1%和70.5%，产生的絮体尺寸最大(平均269900um2)且最致密(Df为1.80)。这正是由于上述的微结构特性使其具有较小的空间位阻效应和更多的活性位点，从而有效地集聚了大量的目标污染物。与采用传统絮凝剂的杂化回用系统相比，CLF-10预处理工艺可以显著降低/减缓后续膜处理的操作压力和膜污染，并且实现了最高可达80.3%的HDE系统产水回收率，对应的清洁产水仅包含76.2mg·L-1的TDS，23.9mg·L-1的总硬度和1.85mg·L-1的DOC。
本论文研究内容如下：
(1)验证了超滤-反渗透(RO)集成膜系统与混凝絮凝相结合的可行性，获得了较高的产水回收率和令人满意的分离去除效果。在仅进行物理清洁的情况下，实验室规模的测试对HDE的重复利用率达到了76％。相应的终端RO渗透液作为再生水仅包含223mg·L-1的TDS，3.87mg·L-1的DOC和10.3mg·L-1的总硬度，明显优于现有染发过程给水水质。每个处理单元的产水中，富里酸和腐殖质的分布持续下降，而蛋白类有机物的总体呈上升趋势。被污染的超滤膜和RO膜的接触角分别显着增加了19.5o和减小了19.7o，这表明影响污染膜的亲水性的主要因素是有机或无机吸附的极性，而不是膜的粗糙度。ATR-FTIR和XPS光谱均表明，在严苛条件下(RUF=90%)，超滤膜表面的有机污染较轻，而RO膜面则覆盖有大量富含羧基和羟基官能团的亲水性小分子有机污染物。
(2)借助超声制备改性环境友好型阳离子树状纤维素基絮凝剂(CLF)，并替代传统絮凝剂作为一级预处理方法，然后结合双膜工艺实现了先进的HDE回用。结果表明，性能最佳的CLF-10需要较短时间的超声处理来调节其微结构，其呈现出具有良好脉络和蓬松的树状形态，且粒径分布相对均匀。在100mgL-1的剂量下，CLF-10的对HDE原水浊度、TOC和DOC去除率分别达到99.1%，72.1%和70.5%，产生的絮体尺寸最大(平均269900um2)且最致密(Df为1.80)。这正是由于上述的微结构特性使其具有较小的空间位阻效应和更多的活性位点，从而有效地集聚了大量的目标污染物。与采用传统絮凝剂的杂化回用系统相比，CLF-10预处理工艺可以显著降低/减缓后续膜处理的操作压力和膜污染，并且实现了最高可达80.3%的HDE系统产水回收率，对应的清洁产水仅包含76.2mg·L-1的TDS，23.9mg·L-1的总硬度和1.85mg·L-1的DOC。