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我国工业行业中,纺织工业的排污量排在第4位,其中印染废水占80%,而废水及染料的回用率却小于10%。随着我国水资源短缺的日趋严重化,建立集约型新型无污染的生产形式，保护生态,成为建立小康型社会的新目标。所以印染废水的深度处置及回用愈发显得重要。
膜分离技术处置印染废水具有选择性好、生产效率高、设备 简单、操作便捷、无相变和节能等特征，在印染废水的处置上具有潜在的应用前景。印染废水经膜分离技术处置后可去除废水中大量有机物，降低废水硬度和离子浓度。处置后的废水可用作工艺用水或冲洗用水运用，同时也可回收一些染料或印染助剂等。耐高温膜处置印染废水还可降低印染过程的能耗。随着膜制备技术的持续开展,膜分离技术已成为印染废水处置的一种重要方法。
1、印染废水的特征
印染废水所含的颜色及污染物主要由自然有机物及人工合成有机物组成，废水色度大。由于不同纤维织物在印花和染色 过程中运用的染料不同，上染率不同，染料的残留形态也不同，造成排放废水的色度在几百倍到几万倍之间不等。
印染废水水质变化大，COD可高到达2 060~3 000 mg/L。随着新型助剂、浆料的应用，有机污染物的BOD与COD小于0.2，可生化性低,处置难度增大。
为使染色溶液和印花色浆更好地上染到不同织物上，需求在不同pH值条件下实行染色，因而所排放废水的pH值也不同，特别是棉及其混纺织物印染加工中需求添加碱，废水pH值较高。印染加工大多在高温条件下实行，废水的水温较高，由于加工织物的种类不同，所需求的染色温度和水量也不同，使排放的废水的温度和排放量不同。
印染废水中含有染料等有色污染物，不利于水中植物实行光协作用，也造成水生动物缺乏食物。同时印染废水中含有硫酸或硫酸盐，排放后与土壤接触，容易产生硫化，造成植物根部腐朽,也不利于微生物生长，造成土壤恶化。
水资源短缺和环保压力使得世界各国十分注重印染废水的处置。
2 膜分离法在印染废水中的应用
印染工业废水处理方法很多,包括物理法、生物法和化学法。 国内的印染废水处置主要以生化法为主,或者将化学法与之串联。膜分离技术处置印染废水具有选择性好，生产效率高，设备简单，操作便捷，无相变和节能及处置本钱低等优点，无论从经济的角度还是从环保角度，膜分离技术都具有优势。
2.1 膜分离技术类型
膜分离法是应用膜的微孔实行过滤,应用膜的选择透过性, 将废水中的某些物质脱离出来的办法。目前用于印染废水处置的膜别离法主要是以压力差作为推进力,如反渗透、微滤、超滤、纳滤等方式。膜分离法是一种新型分离技术,具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作便捷、无污染等优点。但由于该技术需求专用设备、投资高且膜有易结垢梗塞等缺陷,目前还未能大范围推广。
2.1.1微滤
微滤(Microfiltion,MF),其分离机理与传统的过滤筛分机理相同,膜孔的大小，膜原料的亲水性,吸附和电性能是影响分离效果的决议性要素。在MF用于印染废水范畴,已有很多人做过研发，对染料分子的截留率均在95%以上，采用陶瓷微 滤膜脱色率高达98%,且透过液可回用。酚醛树脂微滤碳膜在膜通量到达0.05 m3/(m2˙h)以上,截留率可到达100%。 但通常微滤膜的截留颗粒直径约在0.02~10μm之间，大于印染废水中大多数颗粒的直径，因而应用范围有限。
2.1.2超滤
超滤(ultrafitration,UF)是依托膜外表的微孔构造对物质实行选择别离的,超滤别离能够完成大小分子的别离、浓缩及净化。超滤的膜孔径为0.001~0.05μm,截留分子量为500~ 5 000,依托膜外表的微孔构造对物质实行选择性别离,膜孔具有阻塞、阻滞,吸附杂质的作用。上世纪80年代对染料的超滤 回收率即可到达95%。染料的回收必需依据废水中染料的品种、分子量大小、汇集状态、水溶性等性质,选择适合的膜资料和膜别离办法。分散染料等不溶性染料可用超滤中空纤维膜进 行分离,脱色率可达99%以上,透过液可作为中性水再应用,含 染料的浓缩液也可直接回用。王静荣等采用两级串联的超 滤卷式磨技术处置退浆废水中的PVA浆料,回收率到达95%
2.1.3反渗透
反渗透(Reverse Osmosis, RO)是应用反渗透膜只允许溶 剂透过而截留离子性物质的特性,以膜两侧静压差为推进力,克 服溶剂的浸透压,完成对液体混合物别离的膜过程。反浸透膜 的选择性与膜孔大小、构造、物化性质有关。目前反浸透的机理 仍在争论中。对反浸透膜应用于印染废水开端于上个世纪70 年代。采用反浸透技术处置,色度去除率在99%以上,透过 液基本无色,废水回收率大大进步。反浸透主要用于超滤、纳滤 后废水深度处置及染料回收等方面。但反浸透需求的浸透压很 高,运转本钱会增加,其运用逐渐被淘汰。
2.1.4纳滤
纳滤(Nanofiltration,NF)是一种压力驱动型膜别离过滤, 截留分子量在200~2 000 Da,其膜为多荷电的复合膜,具有不 对称构造,同时具有软化水的作用。这项技术在1988年就开端应用,但当时膜透过通量低。后来改良后,对混合燃料的截留 率达99%,97%以上的废水可被回用。纳滤别离效果、膜垢 的构成以及膜寿命与印染废水的预处置和膜器件的构造和方式 有着直接关系。膜通量的降低主要是由于浸透压和浓差极化而造成的,酸对膜通量的影响很大,极少量的乙酸就会惹起膜通量的显著降低。另外,酸还会对膜垢的构成以及染料和盐的截留率产生影响。纳滤主要去除印染废水中的COD、色度、硬度 和难生物降解污染物等。
2.2膜技术在印染废水处置中的应用情况
国内外学者和公司对膜别离技术在印染废水或染料废水的处置表现出浓重的兴趣。Mahewsjal等用聚砜类条束式超滤 膜处置染料废水,对分子量大于60的有机染料截留率达96%~ 98%,条束式PVC膜和聚丙烯腈膜与聚砜一样,对染料有较好的截留率。美国杜邦公司用中空纤维膜反浸透设备处置了9种 染料废水,溶解固体去除率达80%~95%,染料均衡回收率为 75%~85%。美国Newjersey州ciba公司染料化工厂对水溶性废水只需RO或NF处置后,每天可回收染料230 kg左右, 50%~75%的水完成回用,废水处置费用大幅度降低。
2.2.1膜分离技术组合处理
印染废水的高盐度、可生化性差,运用超滤和反浸透双膜技术实行处置，结果显现混合运用对有机物和盐的去除率分别到达99%和93%。这种工艺的出水色度低,有机物含量低,可达到回用到对水质要求最高的浅染色工艺等任何生产制造工序。运用微 滤-纳滤/反浸透相分离的处置技术,能有效降低COD值、硬度、 导电率等。美国SaraLee纺织厂主要运用活性染料实行羊毛 染色,印染废水活性染料的浓度很高。大多数工业废水色度为 5 000~7 000(稀释倍数法以倍计)颜色很深的废水同时包含了 大量的氯化钠,该公司选择超滤和纳滤技术去除色度和其他悬 浮固体,并将氯化钠和处置水在染色工艺中再用,废水处置性能为7.5~350 t,经过溶质回收,每年俭省约35万美圆,其中包括 盐水回收的24.5万美圆和废水回用的10万美圆。
2.2.2膜分离技术与其他技术的组合
有人采用抽样与纳滤分离工艺处置经生化后的废水，将臭氧作为纳滤的预处置工艺,结果发现,经纳滤处置后,电导率降低大于43%。采用絮凝-臭氧-超滤技术处置直接排放的废水,色度去除率达93%，COD去除达66%。
3、膜分离在印染废水处置方面的研发方向
膜分离技术用于印染废水处置具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特性，在废水的管理及回用中的应用越来越多。在国内外已有不少研讨,如冯冰凌等采用壳聚糖超滤膜处置印染废水，COD 去除率可达80%左右，脱色率超越95%。活性炭填充共混的改性壳聚糖超滤膜，恰当交联后用于酸性红染料废水的分离脱色，最大脱色截留率达98.8%。但是膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价钱较贵、更换频率较快等因素,使处置本钱较高,从而严重妨碍了膜别离技术更大范围的工业应用。
因而,膜分离技术的主要研发应从以下几个方面展开:
(1)化学稳定性高、抗污染、抗菌的新型膜的研制,特别是性能优秀的有机膜和本钱低的无机膜的研制;
(2) 膜别离理论的进一步完善,特别是纳滤过程基本理论的开展与完善;
(3) 膜别离技术与其它别离技术相分离,开发新型的膜别离设备及工艺,处理污垢构成和膜梗塞问题;
(4)大通量膜、动态膜等新型膜组器件的开发与设计,能够 降低生产制造本钱，避免膜污染;
(5)针对印染废水的复杂性,研制和开发不同的废水的专用膜及专用工艺过程。
