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微塑料在纺织印染工业废水中的迁移归宿及深度处理单元的拦截效能

文章出处:人气: 发表时间:2020-11-05 00:00

  近年来,微塑料(直径<5mm的塑料碎片)污染已成为全球性环境关注热点。纺织工业,尤其是化纤纺织,在家庭和工业洗涤、湿加工过程中,会释放大量合成微纤维(如涤纶、腈纶纤维),这些正是水环境中微塑料的重要来源之一。含有大量微纤维的纺织印染废水,在经历复杂的处理后,其微塑料的归宿如何?常规生化系统和深度膜系统对这种特殊颗粒污染物的截留效率又有多高?理解这些过程,对于评估和提升纺织工业废水处理系统拦截微塑料的环境功能至关重要。

  研究发现,在纺织印染废水的处理全流程中,不同工艺单元对微纤维的去除贡献呈现出明显的“阶梯式”特征。预处理段(如格栅、混凝沉淀)主要靠物理截留,能有效去除长度较长(>500μm)的纤维束和纤维球,但对细微的单根纤维(直径几微米至十几微米,长度几十至几百微米)去除能力有限。生化处理单元(厌氧/好氧),其机理较为复杂,活性污泥絮体能够通过吸附、卷扫和生物絮凝作用,将大量分散的微纤维包裹进菌胶团中,并随剩余污泥排出。实验表明,一个运行良好的活性污泥系统,对微纤维的总数去除率可达50%以上,但仍有相当数量极细的、疏水的微纤维会“逃逸”出二沉池。

  对于实现最终近乎零排放的拦截,深度处理中的膜分离技术,特别是反渗透,扮演了“绝对屏障”的角色。超滤膜的孔径(约0.01-0.1μm)虽然在理论上可能让直径最细的纳米级纤维通过,但实际运行中由于滤饼层的形成,其拦截率极高。而反渗透膜(孔径<1nm),其致密的聚酰胺分离层,可以对所有尺寸的微纤维,甚至其溶出的低聚物单体,实现物理上的绝对截留。这就意味着,进入RO膜的微塑料,其归宿是被浓缩在RO浓水中,最终去往蒸发结晶单元或形成杂盐。这一发现也提示我们,虽然水体中的微塑料被膜有效拦截,但它们最终转移并富集到了浓液和固废中,如何在这最后一环对微塑料进行彻底分解或安全封存,将是纺织印染废水零排放闭环中需要进一步攻克的课题。

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