預(yù)處理-反滲透耦合工藝深度處理印染廢水

預(yù)處理-反滲透耦合工藝深度處理印染廢水

水是人類(lèi)生存的必要因素。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須發(fā)展一種新型、高效、易過(guò)程、操作方便的廢水處理技術(shù)。我國(guó)的紡織印染量位居全球第一位，產(chǎn)生的廢水?dāng)?shù)量多且濃度高，是對(duì)水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅的工業(yè)污染源之一迄今為止，我國(guó)依舊采用常規(guī)方法處理印染廢水，而對(duì)于去除無(wú)機(jī)鹽比較困難，回收利用濃度較低的印染廢水則關(guān)注較少1實(shí)驗(yàn)部分1.1設(shè)備選型、用量本實(shí)驗(yàn)采用上海同廣教學(xué)儀器有限公司的小型反滲透裝置，產(chǎn)品型號(hào)為T(mén)G-138，處理水量為5～10L/h，設(shè)備外形尺寸800mm×500mm×1400mm，電源220V，功率400W。1.2測(cè)試試劑實(shí)驗(yàn)中所用相關(guān)試劑見(jiàn)表1。2實(shí)驗(yàn)方法2.1淡藍(lán)色特征參數(shù)本實(shí)驗(yàn)的進(jìn)水為經(jīng)過(guò)曝氣生物濾池處理后的模擬印染廢水，顏色為淡藍(lán)色，具體指標(biāo)見(jiàn)表2。本實(shí)驗(yàn)采用預(yù)處理-反滲透耦合工藝對(duì)印染廢水進(jìn)行處理，先對(duì)印染廢水進(jìn)行預(yù)處理，使其達(dá)到反滲透膜的進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，然后再用反滲透進(jìn)行深度處理，達(dá)到廢水回用的目的。2.2為解決飲用水中的水質(zhì)而測(cè)定水質(zhì)對(duì)進(jìn)水取樣進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表3。2.3預(yù)處理前后礦質(zhì)元素含量的變化本研究對(duì)印染廢水的預(yù)處理采用石英砂+活性炭的方法，水樣預(yù)處理后的具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。由表4可知，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，色度和濁度為0，基本為無(wú)色、澄清的水樣;TDS和COD含量比預(yù)處理前有所減小;pH、色度以及氨氮含量基本無(wú)變化。2.4壓力差較大時(shí)，進(jìn)水較少反滲透裝置工作時(shí)發(fā)現(xiàn)將壓力差穩(wěn)定在0.4MPa時(shí)，出水穩(wěn)定，處理效果較好;壓力差小于0.4MPa時(shí)，出水較少;當(dāng)壓力差大于0.4MPa，在0.6MPa時(shí)，出水量較多，但是存在管道與轉(zhuǎn)子流量計(jì)接縫處出現(xiàn)崩裂現(xiàn)象。綜上所述，本實(shí)驗(yàn)的最佳反滲透壓力差確定在0.4MPa左右。2.5脫鹽率、氨氮、cod對(duì)反滲透出水進(jìn)行取樣，測(cè)量COD、氨氮含量、電導(dǎo)率、色度、濁度、pH，數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。由表5可以看出，產(chǎn)水的電導(dǎo)率維持在140μS/cm以?xún)?nèi)，最大值為136μS/cm，最小值為76μS/cm，裝置運(yùn)行過(guò)程中脫鹽率基本穩(wěn)定，維持在98%以?xún)?nèi);產(chǎn)水氨氮值在1mg/L左右，最大值為1.2mg/L，最小值為0.8mg/L，氨氮去除率在98%左右;產(chǎn)水COD均在3mg/L以下，最大值為2.5mg/L，最小值為2.1mg/L,COD去除率大于92%。經(jīng)過(guò)反滲透裝置處理后，COD去除率在92%左右，氨氮去除率在98%左右，脫鹽率在98%左右，產(chǎn)水水質(zhì)較好，達(dá)到廢水回用標(biāo)準(zhǔn)。2.6清洗效果測(cè)試反滲透裝置長(zhǎng)時(shí)間使用后，容易發(fā)生膜污染，導(dǎo)致膜通量下降，使得反滲透裝置產(chǎn)水能力下降。經(jīng)多次的大流量清洗后，對(duì)反滲透膜進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖1和圖2所示，通過(guò)考察化學(xué)清洗后的清洗膜和新膜在產(chǎn)水量、脫鹽率、壓差上的差異，可得出化學(xué)清洗的清洗效果。從圖1可知鹽酸清洗對(duì)產(chǎn)水量的恢復(fù)效果明顯。通過(guò)鹽酸的清洗，在進(jìn)水壓力為0.5MPa時(shí)，產(chǎn)水量可恢復(fù)至新膜的62%，后續(xù)清洗對(duì)產(chǎn)水量的恢復(fù)已無(wú)太大影響，化學(xué)清洗結(jié)束之后，反滲透膜的總產(chǎn)水量為新膜的68%。從圖2可以看出，脫鹽率與產(chǎn)水量呈正比，和鹽透過(guò)率呈反比。2.7壓力對(duì)反滲透膜運(yùn)行的影響在運(yùn)行過(guò)程中，反滲透主要控制參數(shù)為進(jìn)水壓力。圖3為不同進(jìn)水壓力條件下，反滲透膜的產(chǎn)水量及脫鹽率變化關(guān)系。2.8溫度對(duì)反滲透膜運(yùn)行效果的影響反滲透實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定的進(jìn)水壓力為0.5MPa，通過(guò)進(jìn)水溫度的改變，考察溫度對(duì)反滲透產(chǎn)水量的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，反滲透產(chǎn)水量與進(jìn)水溫度基本呈線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系，進(jìn)水溫度越高，產(chǎn)水量越大。2.9膜體積測(cè)量膜通量是評(píng)價(jià)膜性能的重要參數(shù)之一，膜通量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示。3反滲透裝置污染情況對(duì)廢水回用的影響(1)石英砂和活性炭聯(lián)合對(duì)印染廢水進(jìn)行預(yù)處理，可有效降低印染廢水的色度和濁度，效果較好。此裝置對(duì)印染廢水的COD去除率為91%，氨氮去除率為80%，色度去除率100%，濁度去除率100%，脫鹽率為98%。預(yù)處理反滲透耦合工藝深度處理印染廢水操作簡(jiǎn)單，裝置能穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了廢水的回用。(2)因?yàn)槟の廴緡?yán)重，所以各個(gè)清洗試劑對(duì)壓差的改變均有一定效果。鹽酸對(duì)反滲透裝置污染后產(chǎn)水量的恢復(fù)明顯。增加進(jìn)水壓力，可以提高反滲透膜的產(chǎn)水量;進(jìn)水壓力上升，出水的脫鹽率也上升。鹽酸對(duì)反滲透裝置污染后產(chǎn)水量的恢復(fù)明顯，回復(fù)至新膜產(chǎn)水量的62%。(3)在0.8～1.2MPa的范圍內(nèi)，增加進(jìn)水壓力，可以提高反滲透膜的產(chǎn)水量，進(jìn)水壓力上升，出水的脫鹽率也上升。在15～40℃范圍內(nèi)，進(jìn)水溫度上升，產(chǎn)水量上升;溫度升