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一、废水零排放设备适用范围

膜分离技术具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用，并迅速推广到纺织印染、化工、电力、食品、冶金、石油、造纸、生物、制药、发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，在环境工程特别是废水处理达标排放和中水回用方面有着广泛的应用前景。纺织印染工业自20世纪90年代以来获得了迅猛发展, 其需水量和排水量也大幅度增长。随着加工工艺的发展和新型染料、助剂的不断开发应用, 印染废水的处理难度也在增加而且,印染行业的用水和排水问题日益突出, 印染废水的处理日益困难，同时环保要求的提高已使部分地区印染企业的产能扩张面临着严重的威胁，如何采用水处理新技术，尤其是集成膜分离技术不断提升水资源再利用的安全性与经济性已成为目前大部分印染企业都开始重点关注方向。
双膜法中水回用技术适用于印染行业、电镀行业、造纸行业等工业企业生产过程中产生的废水。此类废水的特点是有机物浓度高，水质变化大，处理难度大等。其中印染废水来源及污染物成分十分复杂，直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害。
二、主要技术内容
目前，我国印染废水的处理普遍采用物化+生化处理工艺，出水中的CODCr、色度和盐度都较高，若将其直接排入水体会给环境带来潜在危害；此外该水质也无法满足印染工艺的再生回用要去。随着我国环境保护力度的加大及排放标准的提高和取水定额的制定，必须对印染废水进行深度处理，进一步降低废水中的污染物含量，在此基础上才有可能实现对废水的再生利用，并达到节约水资源和保护环境的目的。随着使用染料种类的增加，分子结构复杂且稳定，使得印染废水可生化性较差，加大了废水处理的难度。
印染废水中水和物料的回收利用，虽然是减少其污染的根本出路，然而，目前国内外还远未达到应有水平，印染废水仍以无害化处理为主。
印染废水具有高COD、高色度、高盐度等特点，传统的处理技术已较难达到排放要求，且水量大，随着水资源日益短缺和水费不断上涨，废水回用技术势必逐步推广，膜技术的应用将越来越广泛。双膜技术是目前国际上研发和工程化应用的热点之一。
本技术中，印染废水经过前处理工艺处理后，降低废水中的CODCr、废水中的悬浮物、浊度，进入UF处理系统，去除更小的悬浮物、浊度和色度后再进入后续的RO处理系统，截留废水中的污染物质，进行污染物的分离和浓缩，使出水达到生产回用水水质要求。
1、基本原理
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。依据膜孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据粒径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离都采用错流过滤方式。膜是具有选择性分离功能的一种材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。本技术主要选取了超滤膜（UF）和反渗透膜（RO）的结合。
(1) 超滤（UF）
    是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm之间，是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。

对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。

作为一种有效的工程预处理手段，UF通过微孔截留废水中的胶体物质和可溶性大分子有机物，达到削减COD和大部分浊度的作用，从而能减轻RO的污染，延长膜的使用寿命，减少膜工程的运行成本。
(2) 反渗透（RO）
    是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。
反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛，如垃圾渗滤液的处理。
RO可截留几个纳米、数百分子质量的微粒，从而进一步去除了废水中的小分子溶解性COD，同时对电导率的去除率超过99%。
2、采用双膜法中水回用工艺具有以下优点
1）双膜法印染废水中水回用工艺可实现水资源的循环回用和减量排放；
2）作为一种清洁生产工艺，膜分离技术在运行过程中将不同的物质进行分离或截留，膜分离过程为纯物理过程，无相变、无化学反应过程，在无二次污染物产生的情况下便可实现水资源的回收和清洁生产；
3）膜设备装置占地极小，自动化程度高，运行维护方便；
4）膜的高效分离（截留率99%以上），保证了水资源的高效回收；
5）膜法循环回用设备符合循环经济运作模式，企业在节能降耗的同时更能实现经济、环境、社会效益三者的和谐统一，给企业可持续发展提供有力保障。
由于COD脱除、脱色、脱盐能在一步完成，其出水品质高，能直接回用与印染环节，同时浓水可回流至常规工序处理，实现废水零排放和清洁生产。

三、技术关键
双膜法技术是膜法废水回用工艺中的主流工艺，主要包括预过滤设备+超滤膜设备+反渗透膜设备的工艺流程。
预过滤设备主要采用自清洗过滤器或者多介质过滤器，主要去除部分悬浮物、胶体等用以保障超滤设备正常运行。
超滤是以压力为驱动的膜分离过程，超滤膜的典型孔径在0.01～0.1微米之间，对于细菌和大多数病菌、胶体、淤泥等具有极高的去除率。应用在印染废水的再处理流程中，超滤膜除对有机物及色度有一定的去除作用外，最主要的作用是去除可能污堵反渗透膜的胶体、细菌、病毒等杂质，延长反渗透膜的清洗周期和寿命，降低总体运行成本；反渗透膜可去除97％（25℃）的盐离子，去除硬度、同时对COD、色度也具有极高的去除作用，从而确保回用水水质。
以某公司印染废水为例，选用双膜法工艺处理以期达到回用水水质标准，运行过程中对进出水水质、膜污堵情况分别检测并记录，当系统进水浊度2NTU以下，COD200mg/l以下，电导6000μs/cm左右，硬度200mg/l左右，可以选用PUF-84超滤膜，陶氏BW-400FR反渗透处理后，运行结果表明，该工艺终产水浊度、硬度检测不出，COD10 mg/l以下，产水电导200μs/cm左右，系统回收率60%以上，产水水质比自来水略好，完全达到回用要求，浓水经过处理后排放或纳管，系统连续跟踪运行90天，超滤每30天进行一次化学清洗，反渗透每60天进行一次化学清洗，双膜系统运行稳定。
1、该工艺具有以下优点及创新点：
1）该工艺以传统物化生化二沉或终沉出水为进水，路线成熟、适用范围广；
2）膜分离技术彻底或大大减少化学药剂的使用，避免二次污染；
3）工艺设备高度集成，节约场地，室内安装维护，采用自动运行、自动反馈，操作简便、出水稳定；
4）针对不同水质来源定制化出台处理方案，针对不同的水源情况，选择不同的抗污染程度及清洗耐受能力的膜进行处理；
5 超滤设备采用自动CEB化学清洗装置，采用气水联合清洗技术，采用在线浊度、pH监测技术，根据调试过程设定合适运行周期及CEB周期，从而保证超滤设备长期稳定运行，延长化学清洗周期；
6）反渗透设备采用自动定时冲洗、一段定向清洗技术，同时采用脉冲式冲洗投加杀菌剂保证设备正常运行，延长化学清洗周期，保证膜使用寿命长达3~5年以上；
2、与当前国内外同类技术比较：
1）双膜法中水回用处理技术是一种纯物理法进行水净化处理的技术，它和其它处理方法相比化学药剂用量大大降低，且能耗比较低；
2）该技术的设备装置简单，设备紧凑小巧、自动化程度高、占地面积小，可以频繁启动或停止工作；
3）双膜法工艺对废水的适应性强，可广泛应用于生活污水、市政、印染、造纸、电镀、医药和石化等各种行业的废水，并达到回用标准。