我國(guó)工業(yè)行業(yè)中，紡織工業(yè)的排污量排在第4位，其中印染廢水占80%，而廢水及染料的回用率卻小于10%。隨著我國(guó)水資源短缺的日趨嚴(yán)重化，建設(shè)集約型新型無(wú)污染的生產(chǎn)模式，保護(hù)生態(tài)，成為建設(shè)小康型社會(huì)的新奮斗目標(biāo)。所以印染廢水的深度處理及回用愈發(fā)顯得重要。

膜分離技術(shù)處理印染廢水具有選擇性好、生產(chǎn)效率高、設(shè)備 簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)相變和節(jié)能等特點(diǎn)，在印染廢水的處理上具有潛在的應(yīng)用前景。印染廢水經(jīng)膜分離技術(shù)處理后可去除廢水中大量有機(jī)物，降低廢水硬度和離子濃度。處理后的廢水可用作工藝用水或沖洗用水使用，同時(shí)也可回收部分染料或印染助劑等。耐高溫膜處理印染廢水還可降低印染過(guò)程的能耗。隨著膜制備技術(shù)的不斷發(fā)展，膜分離技術(shù)已成為印染廢水處理的一種重要手段。

1印染廢水的特點(diǎn)

印染廢水所含的顏色及污染物主要由天然有機(jī)物及人工 成有機(jī)物形成，廢水色度大。由于不同纖維織物在印花和染色過(guò)程中使用的染料不同，上染率不同，染料的殘留形態(tài)也不同致使排放廢水的色度在幾百倍到幾萬(wàn)倍之間不等。

印染廢水水質(zhì)變化大，COD可高達(dá)到2060~3000mg/L隨著新型助劑、漿料的使用，有機(jī)污染物的BOD與COD小于0˙2，可生化性低，處理難度增大。

為使染色溶液和印花色漿更好地上染到不同織物上，需要在不同pH值條件下進(jìn)行染色，因此所排放廢水的pH值也不同，尤其是棉及其混紡織物印染加工中需要加入堿，廢水pH值較高。印染加工大多在高溫條件下進(jìn)行，廢水的水溫較高，由于加工織物的品種不同，所需要的染色溫度和水量也不同，使排放的廢水的溫度和排放量不同。

印染廢水中含有染料等有色污染物，不利于水中植物進(jìn)行光合作用，也導(dǎo)致水生動(dòng)物缺乏食物。同時(shí)印染廢水中含有硫酸或硫酸鹽，排放后與土壤接觸，容易產(chǎn)生硫化氫，引起植物根部腐爛，也不利于微生物生長(zhǎng)，導(dǎo)致土壤惡化。

水資源短缺和環(huán)保壓力使得世界各國(guó)非常重視印染廢水的 處理。

2膜分離法在印染廢水中的應(yīng)用

印染廢水的處理方法很多，包括物理法、生物法和化學(xué)法。國(guó)內(nèi)的印染廢水處理主要以生化法為主，或者將化學(xué)法與之串聯(lián)。膜分離技術(shù)處理印染廢水具有選擇性好，生產(chǎn)效率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)相變和節(jié)能及處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)的角度還是從環(huán)保角度，膜分離技術(shù)都具有優(yōu)勢(shì)。

2.1膜分離技術(shù)種類(lèi)

膜分離法是利用膜的微孔進(jìn)行過(guò)濾，利用膜的選擇透過(guò)性，將廢水中的某些物質(zhì)分離出來(lái)的方法。目前用于印染廢水處理的膜分離法主要是以壓力差作為推動(dòng)力，如反滲透、超濾、納濾等方式。膜分離法是一種新型分離技術(shù)，具有分離效率高、能耗低、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。但由于該技術(shù)需要專(zhuān)用設(shè)備、投資高且膜有易結(jié)垢堵塞等缺點(diǎn)，目前還未能大范圍推廣。

2.1.1微濾

微濾(Microfiltion，MF)，其分離機(jī)理與傳統(tǒng)的過(guò)濾篩分機(jī)理相同，膜孔的大小，膜材料的親水性，吸附和電性能是決定分離效果的決定性因素。在MF用于印染廢水領(lǐng)域，已有很多人做過(guò)工作，對(duì)染料分子的截留率均在95%以上，采用陶瓷微濾膜脫色率高達(dá)98%，且透過(guò)液可回用。酚醛樹(shù)脂微濾碳膜在膜通量達(dá)到0.05m3/(m2˙h)以上，截留率可達(dá)到100%。但一般微濾膜的截留顆粒直徑約在0.02~10μm之間，大于印染廢水中大多數(shù)顆粒的直徑，因此應(yīng)用范圍有限。

2.1.2超濾

超濾(ultrafitration，UF)是依靠膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇分離的，超濾分離可以實(shí)現(xiàn)大小分子的分離、濃縮及凈化。超濾的膜孔徑為0.001~0.05μm，截留分子量為500~5000，依靠膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離，膜孔具有阻塞、阻滯，吸附雜質(zhì)的作用。上世紀(jì)80年代對(duì)染料的超濾回收率即可達(dá)到95%。染料的回收必須根據(jù)廢水中染料的種類(lèi)、分子量大小、聚集狀態(tài)、水溶性等性質(zhì)，選擇適宜的膜材料和膜分離方法。分散染料等不溶性染料可用超濾中空纖維膜進(jìn)行分離，脫色率可達(dá)99%以上，透過(guò)液可作為中性水再利用，含染料的濃縮液也可直接回用。王靜榮等采用兩級(jí)串聯(lián)的超濾卷式磨技術(shù)處理退漿廢水中的PVA漿料，回收率達(dá)到95%

2.1.3反滲透

反滲透(ReverseOsmosis，RO)是利用反滲透膜只允許溶劑透過(guò)而截留離子性物質(zhì)的特性，以膜兩側(cè)靜壓差為推動(dòng)力，克服溶劑的滲透壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合物分離的膜過(guò)程。反滲透膜的選擇性與膜孔大小、結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)有關(guān)。目前反滲透的機(jī)理仍在爭(zhēng)論中。對(duì)反滲透膜應(yīng)用于印染廢水開(kāi)始于上個(gè)世紀(jì)70年代。采用反滲透技術(shù)處理，色度去除率在99%以上，透過(guò)液幾乎無(wú)色，廢水回收率大大提高。反滲透主要用于超濾、納濾后廢水深度處理及染料回收等方面。但反滲透需要的滲透壓很高，運(yùn)行成本會(huì)增加，其使用逐步被淘汰。

2.1.4納濾

納濾(Nanofiltration，NF)是一種壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離過(guò)濾，截留分子量在200~2000Da，其膜為多荷電的復(fù)合膜，具有不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有軟化水的作用。這項(xiàng)技術(shù)在1988年就開(kāi)始應(yīng)用但當(dāng)時(shí)膜透過(guò)通量低。后來(lái)改進(jìn)后，對(duì)混合燃料的截留率達(dá)99%，97%以上的廢水可被回用。納濾分離效果、膜垢的形成以及膜壽命與印染廢水的預(yù)處理和膜器件的結(jié)構(gòu)和形式有著直接關(guān)系。膜通量的下降主要是由于滲透壓和濃差極化而引起的，酸對(duì)膜通量的影響很大，極少量的乙酸就會(huì)引起膜通量的顯著下降。另外，酸還會(huì)對(duì)膜垢的形成以及染料和鹽的截留率產(chǎn)生影響。納濾主要去除印染廢水中的COD、色度、硬度和難生物降解污染物等。

2.2膜技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用狀況

國(guó)內(nèi)外學(xué)者和公司對(duì)膜分離技術(shù)在印染廢水或染料廢水的 處理表現(xiàn)出濃厚的興趣。Mahewsjal等用聚砜類(lèi)條束式超濾膜處理染料廢水，對(duì)分子量大于60的有機(jī)染料截留率達(dá)96%~98%，條束式PVC膜和聚丙烯腈膜與聚砜一樣，對(duì)染料有較好的截留率。美國(guó)杜邦公司用中空纖維膜反滲透裝置處理了9種染料廢水，溶解固體去除率達(dá)80%~95%，染料平均回收率為75%~85%。美國(guó)Newjersey州ciba公司染料化工廠(chǎng)對(duì)水溶性廢水只需RO或NF處理后，每天可回收染料230kg左右，50%~75%的水實(shí)現(xiàn)回用，廢水處理費(fèi)用大幅度降低。

2.2.1膜分離技術(shù)組合處理

印染廢水的高鹽度、可生化性差，使用超濾和反滲透雙膜技術(shù)進(jìn)行處理，結(jié)果顯示混合使用對(duì)有機(jī)物和鹽的去除率分別達(dá)到99%和93%。這種工藝的出水色度低，有機(jī)物含量低，可回用到對(duì)水質(zhì)要求最高的淺染色工藝等任何生產(chǎn)工序。使用微濾-納濾/反滲透相結(jié)合的處理技術(shù)，能有效降低COD值、硬度、導(dǎo)電率等。美國(guó)SaraLee紡織廠(chǎng)主要使用活性染料進(jìn)行羊毛染色，印染廢水活性染料的濃度很高。大部分工業(yè)廢水色度為5000~7000(稀釋倍數(shù)法以倍計(jì))顏色很深的廢水同時(shí)包含了大量的氯化鈉，該公司選擇超濾和納濾技術(shù)去除色度和其他懸浮固體，并將氯化鈉和處理水在染色工藝中再用，廢水處理能力為7.5~350t，通過(guò)溶質(zhì)回收，每年節(jié)省約35萬(wàn)美元，其中包括鹽水回收的24.5萬(wàn)美元和廢水回用的10萬(wàn)美元。

2.2.2膜分離技術(shù)與其他技術(shù)的組合

有人采用抽樣與納濾結(jié)合工藝處理經(jīng)生化后的廢水，將臭氧作為納濾的預(yù)處理工藝，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)納濾處理后，電導(dǎo)率下降超過(guò)43%。采用絮凝-臭氧-超濾技術(shù)處理直接排放的廢水，色度去除率達(dá)93%，COD去除達(dá)66%。

3膜分離在印染廢水處理方面的發(fā)展方向

膜分離技術(shù)用于印染廢水處理具有能耗低、工藝簡(jiǎn)單、不污染 環(huán)境等特點(diǎn)，在廢水的治理及回用中的應(yīng)用越來(lái)越多。在國(guó)內(nèi)外已有不少研究，如馮冰凌等采用殼聚糖超濾膜處理印染廢水，COD去除率可達(dá)80%左右，脫色率超過(guò)95%?；钚蕴刻畛涔不斓母男詺ぞ厶浅瑸V膜，經(jīng)適當(dāng)交聯(lián)后用于酸性紅染料廢水的分離脫色，最大脫色截留率達(dá)98.8%。但是膜分離技術(shù)由于濃差極化、膜污染及膜的價(jià)格較貴、更換頻率較快等原因，使處理成本較高，從而嚴(yán)重阻礙了膜分離技術(shù)更大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。

因此，膜分離技術(shù)的主要發(fā)展應(yīng)從以下幾個(gè)方面展開(kāi):

(1)化學(xué)穩(wěn)定性高、抗污染、抗菌的新型膜的研制，特別是性能優(yōu)良的有機(jī)膜和成本低的無(wú)機(jī)膜的研制;

(2)膜分離理論的進(jìn)一步完善，特別是納濾過(guò)程基礎(chǔ)理論的發(fā)展與完善;

(3)膜分離技術(shù)與其它分離技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)新型的膜分離設(shè)備及工藝，解決污垢形成和膜堵塞問(wèn)題;

(4)大通量膜、動(dòng)態(tài)膜等新型膜組器件的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，可以降低生產(chǎn)成本，防止膜污染;

(5)針對(duì)印染廢水的復(fù)雜性，研制和開(kāi)發(fā)不同的廢水的專(zhuān)用膜及專(zhuān)用工藝過(guò)程。