铭盛环境——工业污水，工业废水处理专家，提供污水处理解决方案
印染废水是毛纺品、人工合成纤维布的染色及其印染行业所产生的一类工业废水，具有生化性难、色度高、成分复杂、水质变化大、不同水平的臭味等特性。目前，印染工业废水处理的办法有许多，如混凝/沉淀法、混凝沉淀/臭氧氧化法、絮凝/Fenton氧化法、微生物法、纳滤及超滤/反渗透、预处置/超滤、生物处置/反渗透、混凝预处置/纳滤等组合工艺。但随着印染行业的快速开展，印染废水中存在越来越多的难生化降解的人工合成染料及助剂，造成传统生物、生化处置周期长，占空中积大，处置效果差，以至无法生化处置，而Fenton类氧化法也存在药剂耗量大、渣量大及渣的二次污染问题，直接膜别离工艺易造成膜系统梗塞及缩短膜的运用周期。为减少进水中悬浮颗粒、胶体、可溶性分子等污染物对膜外表污染、膜孔变小、梗塞等问题，常采用絮凝预处置，如微絮凝直接过滤/超滤、微絮凝/微滤、微絮凝/变孔隙直接过滤、微絮凝/超滤/膜系统、微絮凝/直接过滤、微絮凝/反渗透等组合工艺。而已报道的“微絮凝”预处置工艺多采用传统的聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化铝(PAC)、FeCl3、Al2(SO4)3及其组合药剂和高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)。在运用过程中，Fe3+会造成膜外表污染，而Al3+、PAM及其合成单体丙烯酰胺对人和动物均存在一定神经毒性的风险。
近年来，微生物絮凝剂(MBF)作为新兴的绿色环保型絮凝剂，具有价钱低廉、高效、无毒、顺应广等特性，已成为国内外研讨的热点之一。采用MBF实施微絮凝预处置，分离膜别离技术，构成新的微絮凝/超滤组合工艺，并在实践印染处置范畴的应用鲜有报道。本研讨选择MBF作为絮凝剂，调查微絮凝过程的影响要素、微絮凝的正交实验和超滤处置过程的运转参数等，可为今后展开MBF/膜别离组合工艺在废水处置范畴的工程化应用提供自创。
1、实验局部
1.1 废水来源与水质
印染废水取自福建省泉州市某染整厂染整工序的废水出水口，主要含有少量的染料、助剂、絮凝剂、少量的无机盐类，其主要水质指标见表1。
1.2 主要试剂与仪器
CaCl2为工业级;H2SO4为剖析纯;MBF(编号：XN188)。折叠滤芯过滤器(50μm);外压式超滤膜别离设备(带反洗功用，滤膜材质为聚偏氟乙烯，膜别离面积0.9m2，均匀截留分子量10000u);UV-2102C型紫外-可见分光光度计;HCA-100型COD消解器;XZ-0101S型浊度仪;ALC-110.4型电子剖析天平;PHS-3C型pH计。
1.3 实验步骤与办法
取印染废水参加适量的H2SO4调理pH，过滤，去除较大粒度(≥50μm)的杂质。室温中，向200mL过滤水样中投加MBF(质量分数为0.1%)和助凝剂CaCl2，450r/min下搅拌2min，静置絮凝，取少量上清液，测定其脱色率和COD。将絮凝预处置的出水引入保安过滤器(过滤精度为5μm)，然后进入超滤膜单元实施深度处置。
1.4 剖析办法
依据进出水中的OD550计算脱色率。膜渗透通量(JV，L/(m2·h))是指在膜别离过程中，单位时间内单位膜面积上的物质透过量，由式(1)计算取得。
式中：V为渗透液体积，L;S为膜有效面积，m2;t为取样时间，min。
2、实验结果与剖析
2.1 单一微絮凝要素的优化实验
2.1.1 CaCl2投加量的影响
在MBF投加量为25mg/L、pH约为12、絮凝30min的条件下，调查CaCl2投加量对印染废水的絮凝效果的影响，如表2所示。MBF均为25mg/L，出水中脱色率随着CaCl2投加量增大而先升后降，当CaCl2为800mg/L时脱色率到达了86.72%，出水中COD降低至515.88mg/L，COD去除率为81.46%。因而，MBF与CaCl2质量比(简称MBF∶CaCl2)最佳为1∶32。
2.1.2 MBF投加量的影响
在MBF∶CaCl2=1∶32、pH约为12、絮凝30min的条件下，调查MBF投加量对印染废水的絮凝效果的影响，如表3所示。当MBF为30mg/L时，脱色率到达87.50%，出水COD降低至477.20mg/L，COD去除率到达82.85%;当MBF为40mg/L时，脱色率到达88.28%，出水COD降低至461.34mg/L，COD去除率到达83.42%。从药剂本钱和渣量思索，MBF投加量适合为30mg/L。
2.1.3 pH的影响
在MBF投加量为30mg/L、MBF∶CaCl2=1∶32、絮凝30min的条件下，调查pH对印染废水的絮凝效果的影响，如表4所示。脱色率随pH升高而先升后降，当pH为7.5时，絮凝效果最佳，脱色率到达87.50%，出水中COD降低至453.27mg/L，COD去除率为83.71%。
2.1.4 絮凝时间的影响
在MBF投加量为30mg/L、MBF∶CaCl2=1∶32、pH为7.5的条件下，调查絮凝时间对印染废水的絮凝效果的影响，如表5所示。脱色率随絮凝时间的延长先升后降，20min时脱色率到达88.28%，出水COD降低至452.99mg/L，去除率为83.72%。
综上所述，采用MBF作为微絮凝剂，预处置工艺的最佳条件为MBF∶CaCl2=1∶32、MBF30mg/L、pH=7.5、絮凝时间20min。
2.2 微絮凝工艺的正交实验
基于预处置的实验结果，选择MBF投加量(A)、CaCl2投加量(B)、pH(C)和絮凝时间(D)为影响要素实施L9(43)正交实验，如表6所示。由表7可知，4种要素的影响次第为MBF投加量>CaCl2投加量>pH>絮凝时间。
2.3 超滤实验结果
2.3.1 工艺对膜渗透通量的影响
选择运转压力0.20MPa、回收率90%，采用“错流过滤-不反洗”的方式，连续运转90min，距离10min，记载膜渗透通量，如图1所示。微絮凝/超滤组合工艺处置印染废水过程中膜渗透通量的降落速率优于单一超滤工艺;MBF对超滤膜的膜渗透通量影响小。因而，添加MBF实施微絮凝预处置可显著提升后续超滤工艺中膜渗透通量，而且对超滤膜的寿命影响小。
2.3.2 运转压力对膜渗透通量的影响
采用“错流过滤-不反洗”的运转方式，选择回收率90%，每距离10min记载膜渗透通量，调查运转压力对膜渗透通量的影响，如图2所示。膜渗透通量随着运转压力的增大而增大;经拟合，运转压力为0.10、0.12、0.14、0.16、0.18MPa时衰减率分别为14.6%、7.3%、13.2%、22.7%、19.2%，标明该系统在运转压力为0.12MPa时膜渗透通量最稳定。
2.3.3 运转周期对膜渗透通量的影响
在运转压力0.12MPa、回收率90%、交替“运转-反洗”方式的条件下，调查运转周期对膜渗透通量的影响，如表8所示。膜渗透通量随着运转周期的延长而先增后减。当运转周期为18min时，膜渗透通量最大，到达338.33L/(m2·h)。
2.3.4 回收率对膜渗透通量和去除COD的影响
超滤膜影响指标主要有超滤膜材质、截留分子量、原水基质浓度。在运转压力0.12MPa、回收率90%、运转周期18min、交替“运转-反洗”方式的条件下，调查回收率对膜渗透通量和去除COD的影响，如表9所示。膜渗透通量随着回收率增加而逐步减小，而COD去除率却呈现先升后降的趋向。当回收率为83%时，出水COD降低至109.39mg/L，COD去除率到达最大值(75.85%)，综合COD去除率到达96.07%，膜渗透通量也较大，到达351.21L/(m2·h)。
2.4 药剂本钱及污泥产量剖析
按处置量为15m3/h计，H2SO4、CaCl2(工业级)、MBF本钱分别为0.12、0.92、1.28元/m3;超滤直接运转本钱为0.49元/m3，其中电耗、清洗、膜芯本钱分别为0.09、0.03、0.37元/m3。因而，微絮凝/超滤组合工艺运转本钱累计为2.81元/m3，直接处置本钱较低，具有一定的推行前景。
污泥含水率以97.5%计，传统生化法处置印染废水的污泥产量约30～50kg/m3，铁盐或铝盐作为预处置的污泥产量约8.00～26.00kg/m3。微絮凝/超滤组合工艺中，加H2SO4溶液调理废水pH至7左右时污泥产量约19.20kg/m3，MBF处置单元工艺产生污泥量约14.70kg/m3，合计污泥产量约33.90kg/m3，污泥产量介于传统生物法和铁盐或铝盐絮凝处置工艺之间，但其污泥具有可生物降解、无毒性和无二次污染问题，可直接卫生填埋处置，而铁盐、铝盐产生的污泥稳定性较差、易溶出、不可生物降解。PAM作为絮凝剂还可能产生具有生物毒性的丙烯酰胺单体，对渣的寄存场地存在一定生态风险。
3、结论
(1)微絮凝的最佳运转条件为MBF∶CaCl21∶32、MBF投加量30mg/L、pH=7.5、絮凝时间20min。正交实验标明，4种要素对微絮凝工艺的影响次第依次为MBF投加量>CaCl2投加量>pH>絮凝时间。添加MBF实施微絮凝预处置可显著提升后续超滤工艺中膜渗透通量，而且对超滤膜的寿命影响小。
(2)超滤的最佳运转条件为运转压力0.12MPa、运转周期18min、回收率83%、交替“运转—反洗”方式。
(3)在微絮凝/超滤组合工艺最佳运转条件下，实践印染废水中COD由2782.50mg/L降低至109.39mg/L，综合COD去除率到达96.07%。
