高水回用率要求以及对特征污染物锑的深度去除是印染废水处理中的两个关键难点。为达到水回用的处理目标，目前主流的印染废水处理工艺为：混凝、生化、混凝、沙滤、纤维转盘过滤、超滤、反渗透。在这一复杂的工艺组合中仍存在两个瓶颈问题：1. 反渗透膜污染严重，需高频清洗；2. 反渗透浓水中锑严重超标，需要进一步做混凝沉淀处理。
铁盐和铝盐是现有印染废水处理中所广泛采用的混凝剂。其中，铁盐是有效的除锑剂，但是铁盐对反渗透膜不友好，容易导致膜的不可逆污染和氧化损伤。因此，在膜滤之前采用铝盐混凝，而铝盐的除锑效果有限，后续需要再用铁盐混凝处理反渗透浓水，使之所含锑浓度达到纳管排放标准（DB32/3432–2018）。综上所述，开发适用于膜前处理的高效除锑混凝剂是解决上述问题的一个有效策略。
近年来，张淑娟教授课题组探讨了利用具有自主知识产权的钛凝胶混凝剂(TXC) (ZL201510301771.9; US10392276 B2；ZL201711472305.2)处理特定行业/特种类型污废水的可行性(Environ. Sci. Technol., 2016, 50, 9619–9626; Water Res., 2018, 128, 341–349; Water Res., 2018, 132, 350–360)，已初步证明TXC作为混凝剂具有适用剂量和pH范围宽、残留浊度(< 1 NTU)和金属浓度(< 0.1 mg/L)低以及出水pH变化小(ΔpH < 1)等优点，理论上是一种适用于膜前处理的混凝剂。
我国的印染企业集中分布在江浙一带，其中苏州处于上海饮用水源地的上游。在梅雨季节，苏州的印染企业经常因为锑超标而被停产和限产。课题组在苏州一家印染企业开展了6吨/天的中试实验，为期1个月的运行数据表明，在膜前采用TXC混凝，能够一步将锑（226–894 μg/L）去除至排放标准（< 50 μg/L），而且相较于现有的聚合氯化铝+聚丙烯酰胺（PAC+PAM）工艺，能显著缓解膜污染，混凝出水的跨膜阻力仅是PAC+PAM工艺的1/3，因此有助于延长膜清洗周期和使用寿命。此外，一步法混凝避免了反复调节水体pH的繁琐操作，节约了酸碱用量，减少了危废的产生。混凝所得污泥还有经煅烧处理制成附加值产品的可行性，进一步降低了危废处置成本。在确定了TXC一步混凝除锑法的工艺优势之后，通过对絮体的表面化学分析解析了TXC混凝除锑的机制，为含锑废水的处理提供了理论参考。
这一研究成果于2021年5月18日在线发表于ACS ES&T Engineering（https://doi.org/10.1021/acsestengg.1c00074)。文章的第一作者为吴兵党博士，通讯作者为张淑娟教授。深圳市长隆科技有限公司为本研究提供了全套中试装置和设备安装服务。本研究得到了科技部重点研发计划（2019YFC0408302）和江苏省重点研发计划社会发展项目（BE2018702）的支持。