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我国水资源人均占有量很低,且时空分布极不均衡。广东省是印染大省,尤以生产以使用活性染料为主的全棉针织布企业为多。印染企业是耗水和排污大户,随着环境形势日益严峻,国家和地方环保管理力度加强,很多厂家用水和排水都受到限制,成为限制企业发展的主要障碍之一。技术可靠经济可行的印染废水回用方法既能削减污染物排放总量,又能实现企业扩产发展,具有极大的市场潜力。
国内对印染废水回用的研究并不多,主要将水回用于水质要求不太高的地方。未考虑盐分的积累对产品品质、污水处理及回用系统产生的影响。当废水回用率较高时,若要长期保持生产及污水处理系统的稳定运行,必须进行脱盐处理。
论文的研究对象为经过生化处理后达标排放的以活性染料为主的印染废水,进行方案选择和理论分析后确定了曝气生物滤池—微絮凝过滤—一级二段纳滤处理工艺路线,通过现场中试实验对该工艺的操作参数和处理效果进行了研究。
以曝气生物滤池—微絮凝过滤作为纳滤的预处理单元,能在运行费用低,效率高的情况下,达到预期处理目标,为纳滤工作提供稳定良好的水质。水力负荷为1.11m<3>/m<2>·h时,BAF处理效果最好,CODcr去除率为66.3%,浊度去除率为75.3%。稳定运行,出水CODer值为30~40mg/L,出水浊度≤5NTU。在微絮凝实验研究中,采用PAC作为混凝剂,改变投药量和过滤滤速对该单元处理效果产生明显影响。确定最佳工艺参数:投药量20mg/L,滤速11~14m/h。在此操作参数下稳定运行,微絮凝过滤单元出水水质:CODcr5.42~29.8mg/L;浊度0.6~1.5NTU;pH 8.1~8.8;TDS 2800~3600mg/L。经测定曝气生物滤池—微絮凝过滤出水SDI值5左右,经5μm的保安过滤器后,可确保SDI值满足纳滤膜的进水要求:SDI≤5。
应用正交实验得到操作压力、回收率和料液pH对纳滤分离性能产生的影响。三个因素中对膜通量及脱盐率的影响程度顺序为:操作压力>回收率>料液pH。在工艺参数:操作压力1.0MPa、回收率20%下稳定运行,单根膜膜通量为26.31L/(m<2>·h),脱盐率为95.3%。对产品水主要指标进行检测,产品水能达到印染用水生产用水要求。运行到15d左右,两段膜的透水量和产品水水质均有一定幅度下降,需要对膜进行清洗。对膜进行物理化学清洗后,膜能恢复到受污染前的处理效果。
对该工艺回用印染废水的运行成本进行了经济技术分析,中试规模为1.0m<3>/h,总回收率36%,生产每吨水的运行成本为2.55元。印染废水回用还能带来环境和社会效益。