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印染廢水是在對織物進行預處理、染色、印花和整理過程中產生的一種綜合廢水，其通常具有成分復雜、有機物含量高、可生化性差、水質波動大的特點。傳統的生化工藝難以保證達標排放，可回用比例低，僅為10%左右。近年來，以反滲透為核心的膜分離技術不僅能降低回用水的COD和色度，還能脫除印染過程中投加無機鹽，生產高品質再生水，在印染廢水回用中應用廣泛。

膜污染是膜分離技術應用面臨的最主要問題，在印染廢水回用中超濾膜污染尤為突出。本中試研究的目的在于優化關鍵參數，以實現經濟合理、技術可行。

1、試驗部分

1.1 工藝流程

本次中試在紹興柯橋區某印染廠工業再生水生產車間進行，項目再生水生產的工藝為格柵初次沉淀池-水解酸化-生物接觸氧化-二沉池-混凝氣浮-砂濾-外壓式超濾-反滲透。試驗進水為砂濾工藝出水，pH范圍為6.9~8.1，COD變化范圍為130.5~250.7mg/L，濁度變化范圍為7.5~34NTU。

中試裝置由膜產水系統（包括膜組件、空氣泵、自吸泵、膜池、清水池）、維護清洗系統（包括反洗泵、藥劑自動投加設備）、在線監測系統（包括溫度、壓力、溫度、pH、液位傳感器）和PLC自動控制系統組成，自動完成膜池進水、排空、膜過濾產水、水反洗、藥劑清洗及洗數據采集等過程。

試驗裝置采用ECONITY浸沒箱式中空纖維膜組件，材質為PVDF，采用拉升法和熱法結合制膜工藝，產生狹縫型非對稱膜孔結構，公稱孔徑為0.1μm，有效膜面積為21㎡。

1.2 運行清洗方式

本次中試分2個階段：

第1階段為連續曝氣運行，通量取0.8m/d；第2階段為無曝氣運行，通量取0.7m/d。

本試驗化學清洗方式為2種：化學增強反洗（CEB，Chemical Enhanced Backwash），把清洗藥品通過反洗泵注射到膜絲內部，停留一段時間；排空維護性清洗(MCBD，Maintenance Clean Before Drain)，膜池濃水排出前，把低濃度的清洗藥品投入在整個膜池里浸泡。CEB每周3次，使用200ppmNaClO溶液20L，1000ppm草酸溶液20L。MCBD每周1次，投入NaClO至膜池內，濃度為200ppm，浸泡1h；投入草酸濃度為1,000ppm，浸泡1h，排空膜池。

為了控制膜池內的濃水濃度，同時保證目標回收率大于90%，膜池每天需排空3次，排水、充水過程中運行鼓風機，利用氣泡擦洗使得膜表面上的污染物掉落，結束充水后關閉曝氣重新運行系統。

1.3 測試方法

膜透水性測能測試是短期內膜化學清洗節點判斷和長期膜使用壽命分析的主要方法，膜透水性能通過比通量（SF，specific flux）反映，計算公式如下：

SF=J/TMP

式中，J表示膜通量；TMP為跨膜壓差。

本試驗中，維持膜通量J不變，跨膜壓差TMP隨著膜系統運行時間的持續呈現逐漸增加的趨勢。試驗水溫比較穩定，維持在23~25℃，故本試驗不考慮水溫對通量的修正。

2、結果與討論

2.1 水質凈化效果

試驗結果表明，超濾膜對COD的去除效率較低，去除率為7%~14%，產水COD隨著進水COD波動而變化；而對濁度的去除穩定且高效，去除率維持在90%以上，盡管試驗期間進水濁度波動較大，部分時段超過30NTU，產水濁度仍能穩定維持在0.5NTU以下。說明超濾膜對水中懸浮物和膠體物質等產生濁度物質保持穩定去除，可保證后續RO預處理效果，但對溶解性有機物的去除率較低。

2.2 運行方式選擇

從圖1可以發現，第1階段在全過程曝氣、通量為0.8m/d情況下運行平穩；第2階段為無曝氣運行，在通量為0.7m/d下同樣穩定運行。通過對比2個運行階段的跨膜壓差（TMP）和比通量（SF）變化曲線的斜率，可以得出，第2階段跨膜壓差和比通量的變化速率低于第1階段，即膜污染速率降低。說明在該運行通量范圍內，膜通量對膜污染的影響程度大于有無曝氣擦洗。

膜通量的維護主要通過化學增強反洗（CEB）和排空前維護性清洗（MCBD）實現。CEB每2d~3d進行一次，MCBD當比通量降至200LMH/bar時實施，兩者均可以恢復透水性。通過比通量變化圖可以發現，MCBD的恢復效果遠優于CEB，前者是后者的8~10倍，MCBD可作為維護膜通量、降低膜恢復性清洗頻率的有效手段。第2階段MCBD清洗周期平均為10.7d，而第1階段平均8.7d，進一步說明第2階段的維護效果優于第1階段。同時，98%的運行時間不需曝氣，可實現75%以上的能耗減少，極大地優化了運行。

3、結論

超濾膜可保證出水濁度可能控制在0.5NTU以下，對懸浮物和膠體保持穩定的去除，是一種高效的RO預處理方式。

中試期間，連續曝氣運行時的通量為0.8m/d，無曝氣運行時的通量為0.7m/d時運行平穩，且回收率穩定達到90%以上。

建議采用運行費用低、同時可保證高通量運行的第2階段運行方式作為RO預處理：運行通量維持在0.7m3/(㎡d)，無曝氣運行，每周2~3次化學增強反洗，每9~12d實施排空前維護清洗。此運行方式可維持比通量>200LMH/bar，保證穩定的產水量和清洗周期。