当前世界环境

导 言

纺织品是世界上主要工业部门之一,它需要大量消耗品处理染色、清洗、裁剪、整理和冲刷等不同过程,这些过程由多类化学试剂组成,即包括聚氨酯、聚氨酯、磷酸盐、软化剂、硬化剂和滑动剂^一号.织物处理期间生产了大量织物废水织物处理生成的废水高度集中,它包括大量氨、有毒元素、有机物和非生物分解物质^2-4.这些污染物长段对环境产生严重影响,因此适当处理对消除纺织品废水中的高毒性污染物并减少有害化学品对环境的影响至关重要。

各种处理织物废水的方法大都使用物理化学和生物方法^5,6.物理化学技术使用各种方法处理纺织品废水其中一些为氧化交换离子吸附和凝固等^七八.此外,在吸附、离子交换和凝聚过程中,有机污染物从一个阶段释放到另一个阶段而不去除高效清除有机污染物是通过电化氧化、分化、芬顿氧化和光化催化实现的工序需要高成本,因此行业不执行另一方面,生物过程最频繁和最经济合算地替代处理纺织品废水^九九.生物过程与物理化学过程相冲突,生物过程是生态友好技术,因为通过防止生成二级污染物和低维护率完全消除污染物⁵¹⁰.

薄膜技术是先进活性污泥过程组合体,在此过程中,当有活性生物量时,通过微过滤和超滤膜处理废水¹¹.生物反应器技术发誓恢复废水质量并增强水的可持续性非常重要,因为生物反应器增强水的可恢复性及其非分散处理获取选择MBR技术的主要惠益是全固态清除,高染料、氮、碳和有机污染物生物降解能力,因为薄膜孔小¹².孔度为0.01至0.1m的典型膜可拒绝排入废水的细菌薄膜技术最优选择消除约98%的有机化合物、细菌、不可生物降解物质和染料,并可作为优选替换传统废水处理法,该处理法可促进行业在薄膜技术中发明新技术¹³.

研究启发文献研究后,本项工作尝试研究商业上可获取聚乙素薄膜性能,以实验性SMBR模型处理纺织品废水本研究的目的是获取理想操作条件提高COD、BOD和NO的清除性能₃N系统TSS系统TP系统易扰性传导性色PES膜性能在不同HRT和ORR中演化这项工作可考虑初步阶段后再应用薄膜技术处理织物废水此外,这项工作的发现可成为新研究人员的参考点,他们正在开发SMBR实验模型

方法论

选择膜

薄膜空心微粒膜平均孔径0.02m从Aquaplus水净化器pvt购买Pune有限公司,印度膜表面积为0.038米²内外直径0.6和0.8毫米此外,购买膜特征为FESEM和接触角测量表1显示显示华府聚醚膜规范

表1:膜特征

技术数据	值传
制造者	水净化器pvtPune有限公司
膜素养	Polyethersulfone
几何学	空纤维
过滤性	超滤波
外向直径	0.8毫米
内直径	0.6毫米
坡体大小	0.02微米
表面面积	0.038米2
接触角	62.9度

薄膜特征化

FESEM带ETAX

多叶苏尔夫内外表和剖面模式由FESEM帮助描述(模数S-4800,日治,日本)。多叶苏尔夫内样本深入液态氮以获取精度样本块,随后用离子喷射法用金涂膜(模型E1010和Hitachi,日本)。复元膜从EDAX获取(Hitachi,E1010),印度KavayitriBahinabai Chaudhari北马哈拉施特拉大学Maharashtra

联系人角测量

接触角是识别水益性的一个重要参数¹⁴.多叶苏尔夫内薄膜表面特性和水益性通过使用Rame-Hart工具(Mide 21AC)测量,新泽西州美国州新泽西州通过悬浮下降技术搭建图像处理软件平均10微升/小滴沉入薄膜表面,从六大方向取接触角值报告平均接触角

合成Dye求解

在这次研究中,SMBR模型色化性能使用阴离子反射Azo染色法即Everzol黑色样本图1显示Everzol黑化结构Everzol Black用二千米解析二千兆米蒸馏水后经90摄氏度加热1小时完全溶解热解法在水中冷却 从中准备1000ppmEverzol黑股解析法 和200ppmEverzol黑工作解析法工作解决方案在整个操作期间随机添加SMBR模型,清除效率通过比较流水和渗透解决方案的集中度测量Everzol Black特征见表2

图1:Everzol黑化学结构 点击这里查看图

表2:Everzol黑特征

特征学	Everzol黑
最大吸收波长	436纳米
分子权重(g/mol)	991.82
经验式公式	C级26H级21号N级5南南市4O级19号S级6
PH	992
传导性(m/cm)	2496

纺织品废水特征

纺织品废水样本取自M/s冲洗池SMSWALUJCETP私人有限公司,Aurangabad,M.S,印度织物废水特征见表3

表3:纺织品废水特征

参数解析	值传
COD(mg/L)	997.16
BOD(mg/L)	421.47
无3-N(mg/L)	44.07
TSS(mg/L)	116.58
TP(mg/L)	11.91
TDS(mg/L)	2842.25
易发性	271.90
传导性(m/cm)	4783.51
颜色化	104.76

分析方法

PH用数字pH测量Elico织物废水传导性使用汉娜仪表数字传导性仪表判定(模型:HI9932)。pH精度和传导性由两个传感器持续校正易发性值根据APHA标准方法使用易发性计测量¹⁵.判断传导率和扰动度的适切度分别为0.5%-1.0%和0.5NTU-2.0NTUCOD浓度通过对20毫升样本消化法测量,加10毫升0.025NKMNO-Hgn₂SO₄和30毫升H₂SO₄后加总内存2小时消化消化后,内装稀释到150毫升蒸馏水,然后对0.1₄)₂fe(SO)₄)₂6H₂O加2-3滴铁素指示器下方公式用于确定纺织品废水中的COD值



哪里Bml对空使用aml对采样使用Vml对采样使用

织物废水BOD用tistrict方法测量稀释二百毫升样本分解千米蒸馏水,以确定二百毫升空样本和五日孵化后测量二千兆瓦空样本和样本,加二毫升人工硫酸盐和碱iodideade后开发沉淀物通过添加2-3滴硫酸溶解取50毫升空白样本对0.025N纳纳thiosulphate添加2-3滴 stark织物样本计算后,BOD计算取下方公式

DOI0日采样DOF5日采样V

Nitrate-Nitrogen使用色度法判定,410nm对Elico可视分光计(MideSL159)进行吸附透视分光计用色度法以波长690纳米进行全磷分析(Elico模型SL159)。织物废水颜色变化使用UV可见分光计测量(Elico模型SL159)。色密度测量波长436纳米并计算值时用标准曲线比较吸收值物理参数像TSS、TDS、MLSS和MLVSS使用APHA标准方法分析¹⁵.

SMBR模型设计

SMBR实验模型有效容量75升,由环境地球科学学院K.B.C.N.M设计制造Jalgaon大学印度分校图2显示SMBR模型实验搭建制造SMBR模型所用材料从本地市场购买Acrylic薄片用于制造槽和不锈阀门、米和PVC管道SMBR模型总面积为19.03米²内装三个区间6.34米²面向每个区块第一批机厢为进料/中和槽编译,进料泵加压力计和机械搅拌器附着连续混合和吸附流水分分解超滤膜由聚醚素组成,平均孔径为0.02微米,表面积为0.038微米²内外直径为0.6和0.8毫米置入二隔板底部,该隔板命名为SMBR罐头空气提取器置置膜下方平均流率3升/分钟吸水泵带吸尘器用来泵流水穿透膜运算时间定在10分30秒内回刷膜水位控制固定在SMBR罐体中,以保持常量废水和高频RTtransmbrane压力、渗透通量、物理化学参数和其他参数持续监控并记录以评价SMBR模型的整体性能

图2 SMBR模型实验设置 点击这里查看图

运行条件监测性能

SMBR模型的整个运行是在环境地球科学学院K.B.C.N.M进行的Jalgaon大学印度分校启动时从M/s收集活性淤泥SMSWALUJCETP私人有限公司,Aurangabad,M.S.,印度SMBR模型持续运行90天从中和/流水存储槽向纺织品废水进料,高频存储槽数则分别为08、06和04h渗透泵平均通量设为19升/米²h和SMBR堆容量为240-310L/dayCOD和F/M比维持在854-1152 mg/L和0.08-017gbOD/gMLSS/d,以稳定操作估计污水质量MLSS和MLVSS浓度介于11 325-12247和7 023-7 875 mg/L表4显示SMBR模型的工作参数正常反洗30秒应用 后每10分钟渗透流SRT全过程无穷无穷,因为没有生物量喷射SMBR模型运维参数和纺织品废水物理化学特征在整个运维期间持续监测

表4 SMBR模型操作条件

参数解析	HRTH
	8点8分	06.00h	04.00h
天数	1-30	31-60	61-90
TMP(psi)	1.9-2.5	2.3-3.4	2.5-3.5
渗透通量2h)	19.4-24.3	16.4-23.7	14-20.8
F/M比(gBOD/gMLSS)d)	0.082-0.141	0.081-0.174	0.082-0.154
MLSS(mg/L)	9412	10261	11039
ORR(kg BOD/m3)d)	0.317-0.699	0.567-1.213	0.913-1.854
BOD流水量	406-471	402-452	401-441

结果与讨论

空Fibre特征化

欧欧论坛检查多叶松膜的剖面和外表形态特性内核聚醚膜在图3a中明显观察膜剖面内发现三层空心纤维外表近似指模结构并观测到近中空纤维剖面图3b清晰显示多叶松膜外表无皮肤多孔广度选择废水处理,因为高性能清除有机物和悬浮物微博4显示EDAX新多叶松膜光谱显示元素组成分别为C:74.83%、O:19.27%和S:6.30%广选处理废水,理由是它提高悬浮物和有机物清除性能

图3FESEM多环苏尔夫内图像 点击这里查看图

图4:聚醚素薄膜EDAX 点击这里查看图

接触角用于了解薄膜表面的水益/疏漏性,通过测量薄膜表面和水滴之间的接触角估计。下接触角表示更高的水益性并间接减少误差近似性¹⁶.图5显示测量水接触角多叶苏尔丰空心膜平均膜接触角为62.9度明确显示多叶苏尔夫内空膜有强水益特性,并显示它产生粒子固定膜表面加压

图5 接触环形多环素 点击这里查看图

COD和BOD清除

在SMBR运算中,HRT是最重要的变量,不仅与膜性能相关联,而且还与SMBR容量设计相关联定义理想HRT对SMBR非常重要与HRT传统生物处理过程(15-28h)相比,MBR操作需要较低的HRT(8-10h)¹⁷.根据可靠研究报告^18-21本研究尝试与HRT表5显示测量参数流出值和流出值SMBR总体性能期间除TP、TDS传导性能COD、BOD和NO₃N技术服务系统、易扰度和色度实现最大处理效率百分比清除、流出和排出有机污染物值,即COD和BOD图6和7分别显示SMBR性能8:00、06:00和04:00HRT平均清除率分别为86.69%、84.63%和77.51%(表5)。同时,平均BOD清除率为87.02%、86.62%和84.62%06.00和04.00除外,HRTs实现最大COD和BOD清除类似Frihaet al实验级膜生物反应器系统实现最大COD清除率分别为98%和96%^22号.显示SMBR大致清除所有可生物降解污染物

表5: SMBR模型性能期间可流水和可流水值

参数解析	流利平均数	流畅平均值
COD(mg/L)	997(854-1152)	168(110-241)
BOD(mg/L)	421(401-471)	58(45-76)
无3-N(mg/L)	44(36-51)	9(6-13)
TSS(mg/L)	116 (102-134)	2 (0.5-3.7)
TP(mg/L)	11(8-17)	4(3-7)
TDS(mg/L)	2842(954-4951)	2784(912-4883)
易发性	271(232-316)	7(3-10)
传导性(m/cm)	4783(1461-8628)	4657(1382-8437)
颜色化	104(86-129)	22(10-38)

图6SMBR操作期间COD清除流水和流水富集性能 点击这里查看图

图7:SMBR操作期间BOD去除流水和流水富集性能 点击这里查看图

硝化-氮清除

流利集中NO₃N介于36-51 mg/L之间(表5)。SMBR整个运行期间,生物膜逐步开发到薄膜和NO集中₃N排水量逐步下降至6-13 mg/L图8显示NO平均去除₃整个操作时间8点0分 06点0分04.0分 HRTs分别为82.44%、79.39%和75.63%类似Xiaet al并报告实现平均NO₃N清除约95.1%,同时使用HBPC-MBR处理受污染的饮用水^23号

图8NO性能3N清除和流出效应SMBR操作 点击这里查看图

易发性TSS清除

SMBR反应堆TSS清除性能检测到高容量即98.79%、98.24%和97.57%TSS平均流出浓度从102-134 mg/L不等,TSS排出浓度逐步下降,范围为0.5-3.7mg/L图9显示整个操作期间TSS清除变化和流水和流出物浓度类似地,异常度也被高量清除易流性富集度介于232-316NTU8点0分0分06.0分04.0分HRT平均去除率分别为98.16%、97.40%和96.91%图10显示在整个操作期间扰动清除和流水和流出物富集的变异性在整个操作期间,TSS性能和扰动清除不受操作条件影响结果表明SMBR在清除高量有机物和微粒物方面大有优势。

图9:SMBR操作期间TSS清除、流出和流出富集性能 点击这里查看图

图10:SMBR操作期间导出流出物和流出物富集性能 点击这里查看图

颜色清除

颜色是一种物理化学参数,很容易通过分析方法测定,它提供宝贵的水质细节。图11显示染色清除和染色中流出物浓度的变异8点0分 06点0分 4点0分 HRT检测成83.52% 81.23% 和72.33%证明SMBR保留活性微生物产生细胞外酶,使污水中的有机分解相似的Aoniet al纳米滤膜可去除织物废水中色度大于90%^24码.郑国et al报告称研究清除颜色并浸入纳米膜生物反应器,实现色去除率99.3%^25码.8.00h最大色清除量,但比06.00ht高2%从技术角度讲,低HRT建议是因为它不仅会最小化生物量,而且会最小化生物反应器大小,这对有机物退化很重要。从本研究所得结果显示,HRT06.00h最优可去除织物废水色色

图11:SMBR操作期间色素清除和流水浓缩性能 点击这里查看图

OLR对COD清除效果

OLR对COD清除效果图12说明显示COD清除整体性能不受ORR变异的不利影响类似地,Baeta等人还报告MBR堆中的ORR不影响COD去除效率²⁶.SMBR整个操作时间0800、06.00和04.00htrs期间,OLR范围为0.317-0.699、0.567-11213和0.913-1.854kg BOD/m³..

图12:OSR对SMBR操作期间COD清除效果 点击这里查看图

F/M比对BOD清除效果

常规活性污泥系统F/M比下降0.07至1.6/d范围,但在SMBR操作中发现通常为 <0.1/d^18号.SMBR的微生物活动保持高位 因为它们被膜拒绝最大BOD清除和适当沉积淤泥以低食物/生物比获取研究F/M比率下降范围为0.082-0.141、0.081-0174和0.082-0.154gbOD/gMLSSd at 08.00、06.00和04.00hF/M比对BOD效果图13高量MLSSSSMBR下降F/M比低F/M比和高微生物单位体积实现BOD高减量F/M比还约束生物量属性,间接影响膜易染性^27号.

图13:F/M比率对SMBR操作期间BOD清除效果 点击这里查看图

Permeate浮点数、 Transmembrane压力和膜净化

8时0分0分0分4分0分0分0分0分0分0分因膜中度染色导致渗透通量逐步下降总体性能中多次出现这种情况。30秒例行回洗 后每10分钟运行 应用膜隔15天还用柠檬酸和次氯酸钠浸泡约5小时完成原生化学清洗工作。 净化薄膜后,TMP逐步从3.5微米下降至2.3微米,渗透通量达23升/米²/h.平均通量8点0分0分4分0分0分0分0分0分0分HRT²h,分别图14显示总操作期间TMP变化和渗透通量显示定期化学清洗增加薄膜渗透性并保留恒定渗透通量

图14:全SMBR操作期间TMP和Permeate通量变化 点击这里查看图

结论

SMBR处理织物废水模型的整个运行过程除TP、TDS和传导性大于COD、BOD和NO清除量84%₃NTSS异常色实现SMBR性能没有受到OLR、F/M比和MLSS浓度增高的严重影响04.00HRT除外,COD清除效率、BOD清除效率₃-NTSS扰动度和颜色采集时间为06.00h和88.00h,HRTs均超过84%得出的结论是,本研究显示HRT为06.00最佳处理织物废水条件高容量MLSS和微生物合并大都实现去硝化并平均消除86%NO₃N和89%颜色在整个SMBR操作中利用化学清洗和连续回洗大大防止膜严重失序,结果平均渗透通量19升/米²/h.薄膜在86-90天操作期间中度染色,TMP达3.5psi并得出结论89%色去除废水将再次用于纺织业的不同流程不可移动参数像TP,TDS和传导性 需要进一步处理像逆渗透或纳米过滤本研究结果显示,实验级SMBR可有效处理纺织品废水,并建议大规模操作纺织品废水处理

感知感知

作者Ganpat More感谢ShriG.H.里索尼基金会为这项研究工作提供财政支助作者还感谢Jaltaon北Maharashtra大学KavayitriBahinabai Chaudhari环境地球科学学院院长提供必要设施

名词性

1. SMBR:淹没膜生物反应器
2. HRT:液压保留时间
3. TDS:完全溶解固态
4. TSS:总悬浮固态
5. MLSS:混合酒悬浮固态
6. MLVSS:混合酒挥发悬浮固体
7. COD:化学氧需求
8. BOD:生化氧需求
9. TP:全磷
10. OLR:有机加载率
11. PES:多叶苏尔丰
12. TMP:重构压力
13. F/M比:食物/微生物比

引用

1. SahinkayaE,UzalN,YetisU,DilekFB生物处理和纳米过滤deim纺织品废水复用J危险板.2008;153(3):1142-1148.doi:10.1016/j.jhazmat.2007.09.072.
   交叉参考
2. 史密斯B织物业预防污染需要和机会.1994年
3. 贝特亚AFBNARUR聚氨酯染色废水回收indTextila.2012;63(6):322-326.
4. ShahfSFA、ShahfAK、MehdiA、MemonAA、HarijanK和AliZM通过化学凝聚吸附过程分析和处理工业废水-Clariant巴基斯坦有限公司案例研究AIP编解题.2011;1453(1):353-358.doi:10.1063/1.4711199.
   交叉参考
5. VermaAK、DashRR、Bhunia化学凝聚/浮化技术审查从织物废水中去除颜色J Environ管理.2012;93(1):154-168.doi:10.1016/j.jenvman.2011.09.012.
   交叉参考
6. spagnia,GrilliS,CasuS,MattioliD模拟织物废水处理器内含azo-dye活性橙色16内代生物变换.2010;64(7):676-681.doi:10.1016/j.ibiod.2010.08.004.
   交叉参考
7. PangYL AbdullahAZ纺织业废水管理现状和malaysia研究进度审查净化-土壤、空气、水.2013;41(8):751-764.doi:10.1002/clen.201000318.
   交叉参考
8. 阿普林RWATETD三种高级氧化过程对比纺织品染料退化水智能技术.2000年:42(5-6)
   交叉参考
9. 德米巴斯基于农业活性碳去除水溶液染料:审查J危险板.2009;167(1-3):1-9.doi:10.1016/j.jhazmat.2008.12.114.
   交叉参考
10. YurtseverA,SahinkayaE,Akta无氧和有氧薄膜生物反应器处理合成纺织品废水性能Bioresour技术.2015;192:564-573.doi:10.1016/j.biortech.2015.06.024.
    交叉参考
11. 贾德CMBR书籍:水和废水处理中膜生物反应器的原则和应用.2008年doi:10.1016/B978-185617481-7/50005-2.
    交叉参考
12. SchoebellP公司、BrikM公司、BraunR公司、Fuchs W公司处理和回收纺织废水-案例研究和开发回收概念淡化.2005;171(2):173-183.doi:10.1016/j.desal.2004.02.105.
    交叉参考
13. Yus、LiuM、MaM、QiM、LüZ和Gao膜性能对非对称纤维乙酸和复合多膜纳米膜染色去除JMBSCI.2010;350(1-2):83-91.doi:10.1016/j.memsci.2009.12.014.
    交叉参考
14. 金JH 李KHPEG添加物对相位反演JMBSCI.1998;138(2):153-163.doi:10.1016/S0376-7388(97)00224-X.
    交叉参考
15. APHA标准水废水检验法第21版Assoc公共洗牌公司.2012年doi:10.1080/19447013008687143.
    交叉参考
16. 诺贝格DHONSJJJZHOY表面特征描述和性能评价商业阻抗低压RO膜淡化.2007;202(1-3):45-52.doi:10.1016/j.desal.2005.12.037.
    交叉参考
17. YigitNO公司、UzalN公司、Koseoglu H公司等enim生产纺织工业废水处理实验薄膜生物反应器淡化.2009;240(1-3):143-150.doi:10.1016/j.desal.2007.11.071.
    交叉参考
18. 巴达尼Z公司、Ait-AmarH公司、Si-SalahA公司、BrikM公司、Fuchs W公司织物废水处理膜生物反应器和复用淡化.2005;185(1-3):411-417.doi:10.1016/j.desal.2005.03.088.
    交叉参考
19. TayJHLUHIZEJSUND液压保留时间对淹没膜生物反应器系统性能的影响内 :隔离科技.卷38脱机2003:851-868doi:10.1081/SS-120017630.
    交叉参考
20. Hasar H、Kinaci C、CakmakciM和KocerNN超滤空机膜模块实作用淡化.2005;181(1-3):185-191.doi:10.1016/j.desal.2005.02.020.
    交叉参考
21. SchoebellP公司、BrikM公司、BertoniM公司、BraunR公司、Fuchs W公司优化沉积生物反应处理染色院废水的运算参数素普里夫技术.2005;44(1):61-68.doi:10.1016/j.seppur.2004.12.004.
    交叉参考
22. Friha一号、BradaiM号、JohnsonD号等浸泡膜生物反应器处理织物废水:体外生物测定评估原生再生废水所引应力J Environ管理.2015;160:184-192.doi:10.1016/j.jenvman.2015.06.008.
    交叉参考
23. 夏西 张宜 中方连续重氢聚氯薄膜生物膜堆处理硝酸盐污染饮用水Bioresour技术.2009;100(24):6223-6228.doi:10.1016/j.biortech.2009.07.002.
    交叉参考
24. Aonia,FersiC,Cuartas-UribeB,Bes-PiaA,Alcaina-MirandaMI,DhahbiM主动染料拒绝和织物排出处理研究使用超过滤和纳米过滤过程淡化.2012;297(June):87-96.doi:10.1016/j.desal.2012.04.022.
    交叉参考
25. 郑义公司、Yuss公司、ShuaiS公司等颜色清除和COD通过空基纤维过滤膜浸透过滤生物处理的纺织品排出物淡化.2013年314:89-95doi:10.1016/j.desal.2013.01.004.
    交叉参考
26. BaetaBEL公司、LimaDRS公司、QueirozSilvaS公司、AquinoSF公司应用有机负载对纺织品废水处理的影响巴西JChemEng.2016;33(4):817-825.doi:10.1590/0104-6632.20160334s20150031.
    交叉参考
27. 张JCHC 周JFANEAG淤泥保留时间对淹没薄膜生物反应强度的影响sci技术.2006;41(7):1313-1329.doi:10.1080/01496390600683647.
    交叉参考