新型膜生物法處理印染廢水的研究進展

李浩飛，田曉婷，宋鳳敏

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001）

新型膜生物法處理印染廢水的研究進展

李浩飛，田曉婷，宋鳳敏

（陜西理工學院化學與環境科學學院，陜西 漢中 723001）

膜生物法處理廢水是利用膜分離技術對廢水進行處理的一種方法。系統的介紹各種新型膜生物反應器處理技術在處理印染廢水方面的應用，分析了各自的特點、優勢。并根據印染廢水處理的研究現狀進行了展望。

印染廢水；新型膜生物反應器

印染廢水在工業廢水排放總量中占有非常高的比例，據不完全統計，全國印染廢水每天排放量為3×106m3，全國印染廠每年排放廢水約6.5億t左右，占整個紡織工業廢水排放量的80%［1］。印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產品在預處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水，主要來自漂煉、染色、退漿、整理等工序［2］，印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水。尤其是近年來，隨著產品質量的日益提高，大多數工業染料趨向于具備抗光解、抗氧化、抗生物氧化的特點，這進一步加大了廢水處理的難度［3～4］。

MBR又稱膜生物反應器 （Membrane Bio-Reactor），是近年來國內外研究與應用發展比較迅速的一種廢水處理新技術。利用膜分離技術對廢水進行處理，具有處理效率高、占地面積小、分離效果好、操作簡便且易實現自動化控制等特點，特別適合于難降解廢水的處理，使廢水最終達到排放的標準。新型膜生物反應器是將膜生物反應器和其他新工藝新材料結合，改變傳統膜的組成，使它的性能更加優越，處理效果更好，主要包括膜生物反應器和活性炭結合、微網膜反應器、海藻式膜反應器、陶瓷膜組合等。

1 膜生物反應器與活性炭結合技術

將膜生物反應器與活性炭技術結合應用，著重研究其在處理印染廢水時的規律和活性炭去除色度的作用，包括厭氧槽內厭氧微生物的處理，好氧反應器中好氧活性污泥與PAC的綜合處理，中空纖維膜的過濾。用這種新的膜生物反應器處理印染廢水，可使出水達到排放標準。劉建伯等［5］利用新型膜生物反應器處理技術，以配制的印梁廢水為原水，原水COD濃度為775～835 mg·L-1， 出水 COD 濃度為 51～65 mg·L-1，趨于穩定，出水后，COD的總去除率在93%～94%，且通過厭氧-好氧-膜過濾的降解后，色度大幅度降低，出水的質量得到很大的改善。

2 微網膜生物反應器

微網膜生物反應器由150 μm濾布膜組件和生物反應器構成。陸葦菁［6］利用微網膜生物反應器處理印染廢水，結果表明，該微網膜生物反應器對印染廢水的處理效果很好，COD和NH3-N的平均去除率達85%，色度平均去除率達90%，且抗沖擊負荷能力強，出水水質穩定。

由于濾布膜價格低廉，可有效降低廢水處理成本，因而該微網膜生物反應器值得推廣應用。

3 新型海藻式膜生物反應器

新型海藻式膜生物反應器是結合印染廢水的特性，在傳統簾式MBR的基礎上開發出來的，采用一端固定一端自由，使其膜絲在水中呈一端漂浮模式。

陳強等［7］利用新型海藻式膜生物反應器處理印染廢水， 通過對 COD、BOD、NH3-N、TN、TP、色度、濁度等水質指標連續進行測定、分析與處理，考察MBR對印染廢水的降解效果，并觀察系統運行情況和膜組件污染狀況。試驗結果表明，海藻式MBR對印染廢水的處理效果良好，出水濁度低于 0.3 NTU，對 COD、BOD、色度、NH3-N、TN的去除率分別可 達 90%、94%、91.4%、87.8%、86.4%。海藻式MBR能夠降低MBR膜絲根部的污染，清洗更方便、有效，研發并運用于處理印染廢水在技術上是完全可行性的。

4 新型陶瓷膜組合生物反應器

新型陶瓷膜組合反應器是采用新型移動床生物膜處理加多孔陶瓷膜的組合工藝，主要考察了新型陶瓷膜組合反應器處理印染廢水的運行參數及其在整個處理流程中的運行結果。

李煒［8］利用新型移動床生物膜反應裝置作為整個組合反應器的前處理部分，確定裝置處理印染廢水的最佳運行條件。最佳運行條件下出水CODCr去除率平均在85%，色度去除率可達90%，處理效果穩定。再通過多孔陶瓷膜過濾裝置的運行，考察跨膜壓差和錯流速度對滲透通量和CODCr去除率的影響情況。實驗表明，采用0.275 MPa 的跨膜壓差， 錯流速度 2.5 m·s-1時CODCr等污染物質去除效率較高且能維持較大的膜通量，另外在陶瓷膜裝置運行前的原水中預投加高嶺土能提高陶瓷膜的去除效率。

陶瓷膜反應器處理相對于傳統處理方法，有著一系列的優勢，諸如：更好的出水水質、出水對環境的負擔減輕、占地省等。陶瓷膜反應器的主要應用潛力在于廢水的深度處理、消毒，以及在飲用水處理中作為反滲透的前處理來去除懸浮物和病原菌。隨著高性能膜價格的下降，陶瓷膜處理在水處理中的應用已經越來越廣泛，而非僅僅限于食品飲料行業的澄清、濃縮、除菌等少數傳統應用。

5 A/O型序批式膜生物反應器處理技術

序批式MBR技術借鑒了序批式活性污泥法的運行方式，由傳統MBR工藝演變而來。A／O型序批式MBR工藝是在MBR反應器前增加了水解酸化即兼氧處理單元組合而成。

李靖梅等［9］利用A ／O型序批式MBR處理印染廢水，結果表明，MBR的A段可有效提高印染廢水的BOD／COD值，同時進水BOD／COD值越低，效果越明顯。A／O型序批式MBR對污染負荷具有較強的抗沖擊能力，最高負荷時，COD、氨氮及色度的去除率分別為92.3%、92.7%和95.0%以上， 出水濃度分別在 60 mg·L-1、7 mg·L-1和 40倍以下，相對于連續運行，其膜污染也明顯減輕。

A／O型序批式MBR處理印染廢水并實現污水回用是可行的。序批式運行在緩解膜污染的同時，充分顯現出MBR在處理印染廢水時的優勢。

6 結語

目前，印染廢水排放量大且有機物含量高，不易降解，新型膜生物反應器處理技術是在傳統的處理技術上發展而來，運用新的材料和工藝應用在印染廢水處理中，相比傳統工藝可大幅度提高廢水COD和色度的去除率，而且具有材料價格低廉、反應器占地面積小等優勢。隨著材料科學的發展，膜制造技術的進步，膜質量的提高，膜制造成本的降低以及工藝的改進，新型膜生物反應器的應用范圍將越來越廣，對處理印染廢水的效率也會越來越高。

［1］ 洪俊明，洪華生，熊小京.生物法處理印染廢水研究進展［J］.現代化工，2005，25（S1）：98-105.

［2］ 吳廣峰，高冬梅，趙偉，等.活性染料及棉纖維的染色［J］.長春工業大學學報：自然科學版，2004，25（2）：76-78.

［3］ Robinson T，McMullan G.Remediation of dyes in textile e.uent：acritical review on current［J］.Bioresource Technology，2001，（77）：247-255.

［4］ All｀egre C，Moulin P.Treatment and reuse of reactive dyeing effluents［J］.Journal of Membrane Scienc，2006，（269）：15-34.

［5］ 劉建伯，李金成，孫娜.新型膜生物反應器處理印染廢水的研究［J］.環境科學與管理，2010，35（2）：96-100.

［6］ 陸葦菁.微網膜生物反應器處理印染廢水［J］.印染，2009，（6）：39-40.

［7］ 陳強，黎中寶，陳陽生，劉久清.新型海藻式膜生物反應器處理印染廢水的應用研究 ［J］.水處理技術，2010，36（1）：82-85.

［8］ 李煒.新型陶瓷膜組合反應器處理印染廢水的研究［D］.上海：東華大學，2008.

［9］ 李靖梅，張麗娜，李秀芬，陳堅，禇國成.A／O型序批式 MBR 處理印染廢水［J］.印染，2009，（3）：26-29.

Current Situation and Prospect of Dyeing Wastewater Treatment with New Membrane Biological Technology

LI Hao-fei， TIAN Xiao-ting，SONG Feng-min
（Institute of Chemical and Environmental Science， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723001， China）

Membrane biological wastewater treatment method was a kind of method which applied membrane separation technology to treat wastewater.Various new membrane bioreactor technology in printing and dyeing wastewater treatment was systematically introduced， their characteristics and advantages was analyzed.According to the current research status of printing and dyeing wastewater， the development was prospected.

printing and dyeing wastewater；new membrane bioreactor

X703

A

1671-9905（2011）03-0050-02

2010-11-19