新型膜生物法处理印染废水的研究进展

李浩飞，田晓婷，宋凤敏

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

新型膜生物法处理印染废水的研究进展

李浩飞，田晓婷，宋凤敏

（陕西理工学院化学与环境科学学院，陕西 汉中 723001）

膜生物法处理废水是利用膜分离技术对废水进行处理的一种方法。系统的介绍各种新型膜生物反应器处理技术在处理印染废水方面的应用，分析了各自的特点、优势。并根据印染废水处理的研究现状进行了展望。

印染废水；新型膜生物反应器

印染废水在工业废水排放总量中占有非常高的比例，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106m3，全国印染厂每年排放废水约6.5亿t左右，占整个纺织工业废水排放量的80%［1］。印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水，主要来自漂炼、染色、退浆、整理等工序［2］，印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。尤其是近年来，随着产品质量的日益提高，大多数工业染料趋向于具备抗光解、抗氧化、抗生物氧化的特点，这进一步加大了废水处理的难度［3～4］。

MBR又称膜生物反应器 （Membrane Bio-Reactor），是近年来国内外研究与应用发展比较迅速的一种废水处理新技术。利用膜分离技术对废水进行处理，具有处理效率高、占地面积小、分离效果好、操作简便且易实现自动化控制等特点，特别适合于难降解废水的处理，使废水最终达到排放的标准。新型膜生物反应器是将膜生物反应器和其他新工艺新材料结合，改变传统膜的组成，使它的性能更加优越，处理效果更好，主要包括膜生物反应器和活性炭结合、微网膜反应器、海藻式膜反应器、陶瓷膜组合等。

1 膜生物反应器与活性炭结合技术

将膜生物反应器与活性炭技术结合应用，着重研究其在处理印染废水时的规律和活性炭去除色度的作用，包括厌氧槽内厌氧微生物的处理，好氧反应器中好氧活性污泥与PAC的综合处理，中空纤维膜的过滤。用这种新的膜生物反应器处理印染废水，可使出水达到排放标准。刘建伯等［5］利用新型膜生物反应器处理技术，以配制的印梁废水为原水，原水COD浓度为775～835 mg·L-1， 出水 COD 浓度为 51～65 mg·L-1，趋于稳定，出水后，COD的总去除率在93%～94%，且通过厌氧-好氧-膜过滤的降解后，色度大幅度降低，出水的质量得到很大的改善。

2 微网膜生物反应器

微网膜生物反应器由150 μm滤布膜组件和生物反应器构成。陆苇菁［6］利用微网膜生物反应器处理印染废水，结果表明，该微网膜生物反应器对印染废水的处理效果很好，COD和NH3-N的平均去除率达85%，色度平均去除率达90%，且抗冲击负荷能力强，出水水质稳定。

由于滤布膜价格低廉，可有效降低废水处理成本，因而该微网膜生物反应器值得推广应用。

3 新型海藻式膜生物反应器

新型海藻式膜生物反应器是结合印染废水的特性，在传统帘式MBR的基础上开发出来的，采用一端固定一端自由，使其膜丝在水中呈一端漂浮模式。

陈强等［7］利用新型海藻式膜生物反应器处理印染废水， 通过对 COD、BOD、NH3-N、TN、TP、色度、浊度等水质指标连续进行测定、分析与处理，考察MBR对印染废水的降解效果，并观察系统运行情况和膜组件污染状况。试验结果表明，海藻式MBR对印染废水的处理效果良好，出水浊度低于 0.3 NTU，对 COD、BOD、色度、NH3-N、TN的去除率分别可 达 90%、94%、91.4%、87.8%、86.4%。海藻式MBR能够降低MBR膜丝根部的污染，清洗更方便、有效，研发并运用于处理印染废水在技术上是完全可行性的。

4 新型陶瓷膜组合生物反应器

新型陶瓷膜组合反应器是采用新型移动床生物膜处理加多孔陶瓷膜的组合工艺，主要考察了新型陶瓷膜组合反应器处理印染废水的运行参数及其在整个处理流程中的运行结果。

李炜［8］利用新型移动床生物膜反应装置作为整个组合反应器的前处理部分，确定装置处理印染废水的最佳运行条件。最佳运行条件下出水CODCr去除率平均在85%，色度去除率可达90%，处理效果稳定。再通过多孔陶瓷膜过滤装置的运行，考察跨膜压差和错流速度对渗透通量和CODCr去除率的影响情况。实验表明，采用0.275 MPa 的跨膜压差， 错流速度 2.5 m·s-1时CODCr等污染物质去除效率较高且能维持较大的膜通量，另外在陶瓷膜装置运行前的原水中预投加高岭土能提高陶瓷膜的去除效率。

陶瓷膜反应器处理相对于传统处理方法，有着一系列的优势，诸如：更好的出水水质、出水对环境的负担减轻、占地省等。陶瓷膜反应器的主要应用潜力在于废水的深度处理、消毒，以及在饮用水处理中作为反渗透的前处理来去除悬浮物和病原菌。随着高性能膜价格的下降，陶瓷膜处理在水处理中的应用已经越来越广泛，而非仅仅限于食品饮料行业的澄清、浓缩、除菌等少数传统应用。

5 A/O型序批式膜生物反应器处理技术

序批式MBR技术借鉴了序批式活性污泥法的运行方式，由传统MBR工艺演变而来。A／O型序批式MBR工艺是在MBR反应器前增加了水解酸化即兼氧处理单元组合而成。

李靖梅等［9］利用A ／O型序批式MBR处理印染废水，结果表明，MBR的A段可有效提高印染废水的BOD／COD值，同时进水BOD／COD值越低，效果越明显。A／O型序批式MBR对污染负荷具有较强的抗冲击能力，最高负荷时，COD、氨氮及色度的去除率分别为92.3%、92.7%和95.0%以上， 出水浓度分别在 60 mg·L-1、7 mg·L-1和 40倍以下，相对于连续运行，其膜污染也明显减轻。

A／O型序批式MBR处理印染废水并实现污水回用是可行的。序批式运行在缓解膜污染的同时，充分显现出MBR在处理印染废水时的优势。

6 结语

目前，印染废水排放量大且有机物含量高，不易降解，新型膜生物反应器处理技术是在传统的处理技术上发展而来，运用新的材料和工艺应用在印染废水处理中，相比传统工艺可大幅度提高废水COD和色度的去除率，而且具有材料价格低廉、反应器占地面积小等优势。随着材料科学的发展，膜制造技术的进步，膜质量的提高，膜制造成本的降低以及工艺的改进，新型膜生物反应器的应用范围将越来越广，对处理印染废水的效率也会越来越高。

［1］ 洪俊明，洪华生，熊小京.生物法处理印染废水研究进展［J］.现代化工，2005，25（S1）：98-105.

［2］ 吴广峰，高冬梅，赵伟，等.活性染料及棉纤维的染色［J］.长春工业大学学报：自然科学版，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］ 刘建伯，李金成，孙娜.新型膜生物反应器处理印染废水的研究［J］.环境科学与管理，2010，35（2）：96-100.

［6］ 陆苇菁.微网膜生物反应器处理印染废水［J］.印染，2009，（6）：39-40.

［7］ 陈强，黎中宝，陈阳生，刘久清.新型海藻式膜生物反应器处理印染废水的应用研究 ［J］.水处理技术，2010，36（1）：82-85.

［8］ 李炜.新型陶瓷膜组合反应器处理印染废水的研究［D］.上海：东华大学，2008.

［9］ 李靖梅，张丽娜，李秀芬，陈坚，禇国成.A／O型序批式 MBR 处理印染废水［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