印染行業(yè)堿減量廢水是滌綸仿真絲堿減量工序產(chǎn)生的，主要成分為聚酯在熱堿作用下水解形成的對苯二甲酸鈉、乙二醇等。堿減量廢水同時(shí)還含有3%～5%的NaOH，其pH值一般大于12。堿減量工序排放的廢水每升中CODcr可高達數萬(wàn)毫克，屬高濃度難降解有機廢水，此種廢水具有可生化性較差、難降解有機物含量高、含鹽量高、對微生物的生長(cháng)有抑制作用等特點(diǎn)，常規的厭氧水解工藝過(guò)程中易產(chǎn)生大量的硫化氫、甲硫醇等惡臭氣體，高級氧化處理工藝將會(huì )消耗大量藥劑，使廢水中含鹽量增加較多，并且處理費用較高。根據堿減量廢水的實(shí)際特點(diǎn)及客戶(hù)的需求，提出了通過(guò)過(guò)濾吸附工藝設備去除廢水中難生物降解有機物質(zhì)的方法來(lái)提高廢水的可生化性，并且可消除廢水處理過(guò)程中惡臭氣體的產(chǎn)生，制定了一套陶瓷膜超濾+樹(shù)脂吸附的工藝試驗路線(xiàn)：采用陶瓷超濾膜過(guò)濾去除廢水中非溶解性對苯二甲酸和毛絨等其他固形污染物，陶瓷膜產(chǎn)水再次采用樹(shù)脂吸附過(guò)濾去除廢水中溶解性的對苯二甲酸，可提高廢水的可生化性，省去常規處理工藝中的厭氧水解和高級氧化工藝段，消除硫化氫、甲硫醇等惡臭氣體的產(chǎn)生。
1、材料與方法
1.1 實(shí)驗方法及流程
實(shí)驗裝置流程如圖1所示，采用浙江某印染廠(chǎng)堿減量廢水經(jīng)過(guò)酸析板框過(guò)濾后的廢水為實(shí)驗水質(zhì)，先經(jīng)過(guò)陶瓷膜過(guò)濾掉水中非溶解性有機物，陶瓷膜采用美國某品牌陶瓷超濾膜元件，膜過(guò)濾精度為30nm。陶瓷膜濾出的清液采用樹(shù)脂進(jìn)行吸附水中難降解有機物（對苯二甲酸等成分），樹(shù)脂吸附后的廢水可直接進(jìn)入后續生化工序處理，樹(shù)脂采用國內某廠(chǎng)家品牌的大孔樹(shù)脂濾料。樹(shù)脂吸附飽和后需要清洗再生，再生液有機物濃度較高，回到陶瓷膜前面的調節池，進(jìn)行pH值調解后重新進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾。陶瓷膜可以進(jìn)行小流量的濃縮液排出，排出的濃縮液與清洗陶瓷膜的廢水一起回到原水調節池中重新混合后處理。
1.2 實(shí)驗設備及運行參數
1.2.1 陶瓷膜實(shí)驗設備
陶瓷膜元件采用美國某品牌，過(guò)濾面積為0.3m2，設備參數如表1。
陶瓷膜實(shí)驗設備如圖2。
1.2.2 樹(shù)脂實(shí)驗設備
樹(shù)脂實(shí)驗設備如圖3。樹(shù)脂型號為D-221，D-251，均為大孔樹(shù)脂，樹(shù)脂柱選用覬30mm，H250mm的透明玻璃管作為樹(shù)脂罐。
1.2.3 實(shí)驗過(guò)程參數
陶瓷膜超濾試驗水源為堿減量廢水，pH值為2～3，水溫為38～40℃，CODcr為3000～4000mg•L-1，BOD5為200～500mg•L-1，SS為10～50mg•L-1。采用0.3m2膜面積的實(shí)驗設備，過(guò)濾精度為30nm，可以過(guò)濾掉廢水中幾乎全部的懸浮物和不溶有機物，通過(guò)實(shí)驗觀(guān)察不同的運行壓力條件下陶瓷膜的過(guò)濾效果以及陶瓷膜的清洗恢復狀況。
樹(shù)脂吸附試驗水源采用陶瓷超濾膜實(shí)驗設備的產(chǎn)出水，SS基本上已不存在，但CODcr含量約2000～3000mg•L-1，首先對陶瓷膜實(shí)驗設備的產(chǎn)出水分別進(jìn)入兩個(gè)樹(shù)脂吸附柱過(guò)濾吸附，進(jìn)行篩選樹(shù)脂吸附實(shí)驗，然后進(jìn)行解吸實(shí)驗，選出最優(yōu)的樹(shù)脂型號，利用最優(yōu)樹(shù)脂進(jìn)行廢水的吸附—再生—吸附實(shí)驗，觀(guān)察樹(shù)脂在不同的流速條件下產(chǎn)出水效果以及產(chǎn)水水質(zhì)的BOD5，CODcr變化，樹(shù)脂柱的過(guò)濾流向是上進(jìn)下出，再生液流向也是上進(jìn)下出。
1.3 分析方法
水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定：重鉻酸鹽法GB11914—1989。
水質(zhì)五日生化需氧量的測定：稀釋與接種法HJ505—2009。
水質(zhì)懸浮物的測定：重量法GB11901—1989。
2、結果與分析
2.1 陶瓷膜過(guò)濾效果
2.1.1 產(chǎn)水水質(zhì)的情況
陶瓷超濾膜小試裝置的試驗數據如表2所示。陶瓷超濾膜對SS的截留率效果非常好，對CODcr也有一定的截留效果，但不能截留鹽類(lèi)物質(zhì)（表現為電導率基本無(wú)變化）。CODcr去除率不高的主要原因是堿減量廢水中含有大量分子量較小的溶解性有機物，而超濾膜無(wú)法截留此類(lèi)有機物。
由表2可見(jiàn)，懸浮物較高的堿減量酸析廢水經(jīng)陶瓷超濾膜過(guò)濾后，出水中懸浮物基本被去除，CODcr降低35%左右，濾出液澄清透明。
2.1.2 膜運行的穩定性
分析圖4的數據不難看出，陶瓷超濾膜過(guò)濾該類(lèi)廢水在運行200LMH通量比較穩定，雖然隨著(zhù)運行時(shí)間延長(cháng)、運行跨膜壓差TMP略有上升，但經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)加強反沖洗后都可以恢復至最初的運行狀態(tài)。運行過(guò)程中每4h進(jìn)行一次化學(xué)加強反洗，反洗方法是通過(guò)水泵將陶瓷膜產(chǎn)水從陶瓷膜的產(chǎn)水側泵入膜內，廢水從膜的內部流道排出，反洗的同時(shí)向反洗廢水中投加20mg•L-1的氫氧化鈉溶液和50mg•L-1的次氯酸鈉溶液，反洗周期為4h，反洗時(shí)間為30s，可見(jiàn)加強反洗效果較好，可維持膜系統的穩定運行。
2.2 樹(shù)脂吸附效果
2.2.1 樹(shù)脂的篩選
根據廢水的特點(diǎn)以及樹(shù)脂廠(chǎng)家推薦采用對廢水中CODcr的吸附性能較好的樹(shù)脂型號，選取了A，B兩種樹(shù)脂進(jìn)行吸附篩選試驗。采取陶瓷膜濾出液各100mL放入150mL的錐形瓶中，然后將錐形瓶置于313K恒溫震蕩器中，以120r/min的轉速震蕩12h，使吸附達到平衡，取錐形瓶?jì)壬锨逡鹤?/span>CODcr的分析檢測，結果如表3所示。
從表3可以看出，A樹(shù)脂相對來(lái)講效果比較理想。
2.2.2 樹(shù)脂吸附效果
選取陶瓷膜過(guò)濾產(chǎn)水為水源，采用A型號樹(shù)脂進(jìn)行過(guò)柱實(shí)驗，分別控制過(guò)柱流速為1.5BV和2.5BV，過(guò)濾期間對樹(shù)脂柱出水CODcr，BOD5的變化進(jìn)行跟蹤檢測，分析數據如表4。
由表4可知，原水的B/C為0.15，經(jīng)過(guò)樹(shù)脂吸附后部分難降解的有機物被吸附去除，廢水的可生化性有所提高，B/C比最高時(shí)可達到0.45，因此可根據樹(shù)脂柱的運行時(shí)間來(lái)控制廢水的可生化性指標。
2.2.3 樹(shù)脂的再生效果
樹(shù)脂柱吸附實(shí)驗結束后，首先采用純水進(jìn)行沖洗,將樹(shù)脂柱內所含廢水沖洗置換干凈后，采用6%的氫氧化鈉溶液加熱至70℃，以0.5BV的流速進(jìn)入樹(shù)脂柱，用量為2BV體積，再生廢液中的CODcr分析數據分別為24250mg•L-1，19987mg•L-1，樹(shù)脂柱再生數據如圖5，根據樹(shù)脂吸附量粗略計算樹(shù)脂柱的再生效率分別為94.1%，93.2%。
3、討論
本實(shí)驗采用陶瓷膜過(guò)濾回收廢水中微量PTA，產(chǎn)水中基本不再含有非溶性有機物顆粒，大大減輕了后續廢水處理難度，COD的去除率可達到35%，如果按照常規處理工藝，廢水酸析并經(jīng)過(guò)板框過(guò)濾后進(jìn)入生化系統，廢水中不溶性PTA將會(huì )使生化系統的污泥活性大大降低，生化效果受到很大影響。堿減量廢水含鹽量較高，可生化性很差，本實(shí)驗采用大孔樹(shù)脂對廢水中可溶性難降解有機物質(zhì)進(jìn)行吸附去除，廢水的生化性大大提高，同時(shí)吸附飽和后的樹(shù)脂柱通過(guò)酸堿進(jìn)行再生，再生液可回到酸析工序前重新回收PTA處理。采用“陶瓷膜過(guò)濾+樹(shù)脂吸附”這一物理分離方法處理堿減量廢水，可以解決堿減量廢水難處理的問(wèn)題，完全可以替代常規處理工藝中的微電解-芬頓、催化氧化等高耗能的高級氧化技術(shù)。因廢水中難降解物質(zhì)已通過(guò)物理分離的方式精確分離出，可省去常規處理工藝中的高級氧化和厭氧生化處理過(guò)程，后續直接進(jìn)入好氧生化處理，其處理過(guò)程中將會(huì )大大減少惡臭氣體的產(chǎn)生。
4、結論
（1）采用“陶瓷膜過(guò)濾+樹(shù)脂吸附”新型組合工藝來(lái)處理印染堿減量廢水是可行的，通過(guò)小試實(shí)驗證明實(shí)驗效果是顯著(zhù)的。
（2）陶瓷膜過(guò)濾設備可回收堿減量廢水中的對苯二甲酸等不溶顆粒物，CODcr的去除率在20%左右；樹(shù)脂吸附可將廢水的可生化性從0.15提高至0.45，可減輕堿減量廢水生化處理系統的處理負荷。
（3）本實(shí)驗組合工藝和實(shí)驗數據可為高難度堿減量廢水的常規處理方法提供思路參考，為今后工藝放大試驗和工藝延伸研究提供依據。（來(lái)源：極膜環(huán)境科技（上海）有限公司）
