淮安印染廢水回用膜處理技術(shù)

1、目前印染行業(yè)廢水處理情況

    1.1印染工業(yè)廢水來(lái)源及水質(zhì)情況

    在我國(guó)不同工業(yè)領(lǐng)域里，整個(gè)紡織業(yè)一年產(chǎn)生的廢水排放量大約有15.23億t，包括12.4億t的印染廢水，大概在我國(guó)工業(yè)廢水總排放量的7%，平均一天能排除350~450t的廢水。生產(chǎn)過(guò)程中，從紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過(guò)程均存在廢水排放，不同之處體現(xiàn)在各個(gè)工段廢水中的污染物含量與成分與廢水排放量上。依據(jù)產(chǎn)品所用原材料的差異可區(qū)分成以下幾種：毛紡織、棉紡織、絲綢印染等等。其中紡織印染具備含水量多、污染物數(shù)量多、堿性高、水質(zhì)轉(zhuǎn)變快等特征，是一種處置難度較大的工業(yè)廢水，其中具有酸堿、漿料、染料以及油劑等等。目前，印染行業(yè)和其產(chǎn)生的廢水與處理工藝已得到人們的廣泛關(guān)注。

    1.2印染工業(yè)廢水現(xiàn)階段處置狀況

    印染業(yè)屬于排水大戶，在大多數(shù)的印染廠基本都具備普通的污水處置設(shè)施，當(dāng)下我國(guó)利用率較高的印染廢水處置工藝，通常以生化、物化等工藝方法為主，主要有膜處置方法、物理化學(xué)處置方法、生物活性污泥池處置方法等等。首級(jí)處置通常采用絮凝的方式，次級(jí)處置一般選用生化技術(shù)，包括接觸氧化和生物轉(zhuǎn)盤(pán)以及空曝、表曝等等。大多企業(yè)由于采用常規(guī)處理法無(wú)法穩(wěn)定回用水的指標(biāo)而放棄回用，或只能降級(jí)循環(huán)回用，多數(shù)廠家僅維持達(dá)標(biāo)排放的階段，排放的廢水量依然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)先進(jìn)國(guó)家水平，并且有的中小型印染廠排水量更多。對(duì)于印染廠來(lái)說(shuō)，其消耗的蒸汽量一樣很多，大部分蒸汽都沒(méi)有被有效循環(huán)使用。在廢水處置工藝與所有流程中依然有較大的發(fā)展空間。怎樣實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能減排現(xiàn)已是現(xiàn)階段各個(gè)印染廠亟須解決的首要問(wèn)題，同樣也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的關(guān)鍵手段。

    1.3印染工業(yè)廢水回用的必要性

    現(xiàn)階段，有很多區(qū)域在實(shí)施環(huán)保方針政策后，對(duì)廢水處置排放提出了更高的要求，開(kāi)始嚴(yán)格控制相關(guān)企業(yè)的廢水排放量。環(huán)保政策的全面落實(shí)，讓一些區(qū)域的印染廠產(chǎn)能擴(kuò)張肩負(fù)較大壓力，污水排放費(fèi)用與取水資源費(fèi)用也隨之持續(xù)升高。因此，未來(lái)怎樣合理應(yīng)用水資源成為抑制企業(yè)良好發(fā)展的主要問(wèn)題。

    為實(shí)現(xiàn)這一要求，作為印染技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，在節(jié)省工藝用水的過(guò)程中，例如可以把現(xiàn)階段經(jīng)過(guò)處置后依然無(wú)法循環(huán)使用的一些廢水通過(guò)膜技術(shù)進(jìn)行二次處置，提供排放廢水的利用率，不但能減少印染過(guò)程中用水量，還能提高企業(yè)社會(huì)效益，同時(shí)對(duì)約束排放量的已有印染企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張奠定良好基礎(chǔ)，膜工藝的運(yùn)用有效地解決了此種問(wèn)題。針對(duì)此種印染大戶而言，廢水回收利用是推動(dòng)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)良好發(fā)展的有效手段。

    2、膜法運(yùn)用工藝簡(jiǎn)介

    2.1印染工業(yè)中的廢水回用技術(shù)

    處理印染廢水的方式眾多，比如化學(xué)處置方法、生化方法以及混凝氣浮方法等等。此種水體中污染物種類(lèi)繁多，采用單一的處置方法一般無(wú)法將所有的污染物剔除出去，要把各種方法組合在一起，聯(lián)合處置才能實(shí)現(xiàn)理想目標(biāo)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)階段普通工藝處置的引燃廢水，一般僅能滿足標(biāo)準(zhǔn)，大部分被回收利用的工藝用水，針對(duì)水質(zhì)指標(biāo)，尤其是色度、有機(jī)物等方面有著更為苛刻的要求。把之前符合標(biāo)準(zhǔn)的排放廢水用膜處置再處理一遍，得到的純水和地表水取水相比還要透徹，漂浮物、色度、電導(dǎo)值等方面也都顯著超過(guò)工藝用水需求，但若沒(méi)有落實(shí)前預(yù)處置此環(huán)節(jié)，對(duì)排放廢水直接應(yīng)用膜處理，不但會(huì)增加投入成本，并且還不能讓系統(tǒng)良好運(yùn)作，回收水質(zhì)也無(wú)法被有效保證。只有把膜法與普通方法融合應(yīng)用，才能真正提高水資源的利用率。

    2.2膜法處置在印染工業(yè)廢水中的重要性

    近年來(lái)，科技水平較高的國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛把膜分離技術(shù)，例如RO、NF、UF技術(shù)等運(yùn)用在印染工業(yè)廢水的處置過(guò)程中，能有效減少耗能，降低成本投入。因?yàn)槟み^(guò)濾技術(shù)具備技能、設(shè)施簡(jiǎn)易、分離質(zhì)量高、操作便捷等優(yōu)勢(shì)，讓其在廢水處置范圍內(nèi)有較大上升空間。

    微孔過(guò)濾，簡(jiǎn)稱(chēng)微濾，是一種采用機(jī)械過(guò)考慮的模式，把中段廢水里的細(xì)小纖維自水體中隔離開(kāi)來(lái)。所謂微濾，具體是指利用縫隙非常小的纖維網(wǎng)或者不銹鋼網(wǎng)當(dāng)作過(guò)濾媒介展開(kāi)隔離處理，其不僅能回收纖維，而且對(duì)BOD以及COD有著良好的剔除成效。當(dāng)下，利用率較高的是2~6cm格柵過(guò)濾，以此篩出木屑等雜物，預(yù)防破壞泵。

    廢水處置中選用超濾，是利用攔截物流里分子質(zhì)量超過(guò)超濾膜攔截分子質(zhì)量的溶質(zhì)，準(zhǔn)許分子質(zhì)量較低的成分與水通過(guò)。其透過(guò)水篩出分子質(zhì)量大的物體，比如漿料、纖維雜物以及燃料等，還能進(jìn)行回收再利用。此種過(guò)濾手段是現(xiàn)階段印染領(lǐng)域中口碑較好的一種膜技術(shù)，通常應(yīng)用在減少?gòu)U水相關(guān)承載，減少氧化損耗量，讓回收用水更加清潔，降低耗能。我國(guó)研制的空超濾膜憑借其經(jīng)濟(jì)適用的價(jià)格備受人們認(rèn)可和青睞。

    為剔除回收用水里的累積鹽分，可采用納濾或者反滲透的方法，經(jīng)過(guò)其脫鹽的水體質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)工藝用水，并保留了一定的熱能，為蒸發(fā)*節(jié)約蒸汽耗量。大部分印染漂洗廢液的濃度普遍偏低，相關(guān)人員僅利用納濾膜便能達(dá)成工藝回收利用標(biāo)準(zhǔn)。但針對(duì)鹽度與濃度較高的印染廢水可使用RO法對(duì)其進(jìn)行脫鹽，以此達(dá)到回收用水標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)把RO濃縮液經(jīng)過(guò)合理處置滿足指標(biāo)排放或者放到蒸發(fā)皿蒸發(fā)，處置濃度大的印染工業(yè)廢水的有效方法還正在研究探索中。

    MBR，具體是把有效分離工藝和生物降解作用進(jìn)行有機(jī)融合，形成的一種新興有效的回用及污水處置工藝。在清除濁度、COD等方面利用率較多，其較傳統(tǒng)的活性污泥法更加有效和合理。其能充分頂替二沉池發(fā)揮作用，從根源上減少COD值，并且讓出水較普通生化法形成的效果更好。膜反應(yīng)反應(yīng)器是現(xiàn)階段污水回收利用最核心的技術(shù)，因?yàn)槌杀就度攵?，在我?guó)的利用率較低。

    幾十年來(lái)，全國(guó)各地紛紛開(kāi)始建設(shè)且投入應(yīng)用膜法處置工廠，減少印染行業(yè)水體損耗量，同時(shí)為創(chuàng)造了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)利益?，F(xiàn)階段，我國(guó)在膜分離工藝的探究方面已取得較大成就，并且已步入現(xiàn)代化生產(chǎn)階段。接下來(lái)將重點(diǎn)分析膜法回用我國(guó)某地區(qū)印染廠廢水的中試狀況。

    3、膜法處置印染廢水中試分析

    3.1關(guān)于進(jìn)水需求

    印染廢水通常帶有漂浮物，其中有機(jī)和無(wú)機(jī)的眾多，細(xì)小的纖維雜物非常容易引起堵塞問(wèn)題。為杜絕此現(xiàn)象發(fā)生，降低清理難度與次數(shù)，不可直接應(yīng)用膜分離法來(lái)處置，在正式分離膜之前完成氣浮與絮凝準(zhǔn)備工作是一種非常有效的手段。結(jié)束此工作后，SS消除率在75~85%范圍內(nèi)，COD剔除率在75%，需要展開(kāi)后續(xù)生物處置，從而*清除各種污染物。通過(guò)生化和物化的共同處置，出水水質(zhì)為：pH在7.5左右，COD=110mg/L，SS=22-45ml/L，滿足我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，若是接著使用膜法處置，那么能迅速滿足不同工藝的回用水需求，不但節(jié)省用水量，而且還能降低污水排放量。上述提高的準(zhǔn)備工作，是為了優(yōu)化廢水水質(zhì)，剔除污染物與漂浮物，提高處理的總體效果，保證處置系統(tǒng)的可靠性，所以此工作在印染廢水處置中有著舉足輕重的作用。

    3.2關(guān)于微濾膜法

    通過(guò)兼氧、氣浮和初沉池等處置滿足要求的印染工業(yè)廢水，現(xiàn)已能滿足膜處置的進(jìn)水需求。工藝力只要在超濾前添加自清理過(guò)濾器，確保進(jìn)水水質(zhì)小于110μm便可順利通過(guò)超濾要件。相關(guān)人員在印染工廠依次在二沉池與初沉池滿足要求的廢水池里檢測(cè)其運(yùn)作情況，可知后者的廢水因?yàn)闉槠∥镙^大，能迅速堵住微濾縫隙，水壓差持續(xù)升高，運(yùn)行非常不可靠。但通過(guò)常規(guī)處置的前者便能一天內(nèi)始終維持多壓差不變，以后試驗(yàn)現(xiàn)象，可發(fā)現(xiàn)采用膜法來(lái)回用廢水，風(fēng)險(xiǎn)性*，先采取常規(guī)處置然后再利用膜法來(lái)提升回用效率更加實(shí)用。

    把陶瓷膜當(dāng)作廢水回用核心技術(shù)，能取得事半功倍的效果。把其和有機(jī)膜作比較，前者具備抗高溫、抗酸堿、耐微生物腐蝕、孔徑均衡、應(yīng)用時(shí)間久、容易清理等優(yōu)勢(shì)。在大部分印染工藝?yán)铮ǔＨ舅臏囟纫３衷?0℃上下，若能把這些熱量全部回收，可節(jié)省諸多蒸汽。在過(guò)濾濃度較大的染料廢水時(shí)，使用此種技術(shù)不但提高廢水利用率，而且能獲得較高的經(jīng)濟(jì)利益。

    3.3關(guān)于超濾膜法處理

    超濾材料眾多，可采用PP、PES、PS、PVC等材料的超濾要件來(lái)檢測(cè)運(yùn)行的可靠性，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)和結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯差別。中空超濾的運(yùn)用在國(guó)內(nèi)已相當(dāng)普及，而在印染廢水上的應(yīng)用國(guó)內(nèi)也才起步。在紹興某印染廠做回用印染廢水的試驗(yàn)，處理水量為9~11m3/d，為期45d，進(jìn)水水質(zhì)狀況為：通過(guò)生化與沉淀處置后符合標(biāo)準(zhǔn)的鹽分與放流水較少，電導(dǎo)率為980～1650μs/cm范圍內(nèi)，色度范圍在15~19之間，存在漂浮物，pH在6.7~7.5之間，COD在84~99mg/L之間，SS在44~63mg/L之間，濁度：1NTU。

    實(shí)驗(yàn)方法為：利用PVC外壓式超濾膜，尺寸為9寸，來(lái)處置符合標(biāo)準(zhǔn)的放流水，此膜面積等于50m2，自動(dòng)運(yùn)作形式，設(shè)置程序?yàn)椋?0min運(yùn)行后，氣洗15s，再反沖洗30s，正洗10s。在膜通量減少或者壓差提升的過(guò)程中，展開(kāi)化學(xué)清理，一般采用堿洗的方式，此外還利用NaClO進(jìn)行消毒殺菌。

    超濾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象剖析：出水水質(zhì)自污濁變得越來(lái)越透徹，透過(guò)液流量沒(méi)有任何變化，運(yùn)行維持在30～40L/min，操作壓力穩(wěn)定在0.05～0.09MPa范圍內(nèi)運(yùn)行，內(nèi)部循環(huán)流量在54~60L/min，回收率控制在90%以上，詳見(jiàn)圖1。從取樣測(cè)定數(shù)據(jù)剖析：原水SS大約為55mg/L，透過(guò)水基本無(wú)法檢測(cè)得到，剔除SS的比例大約為98%，效果比較明顯。超濾膜進(jìn)一步澄清后色度10～18、濁度0.10～0.30NTU，濁度有明顯降低，色度變化不大，是由于超濾膜的截留分子量在10萬(wàn)道爾頓，而色素分子量較小，極宜通過(guò)超濾膜，詳見(jiàn)圖2和圖3。代表截留分子量十萬(wàn)的超濾膜體系對(duì)漂浮物、分子質(zhì)量較大有機(jī)物等雜物的剔除效果非常明顯。

    在雙膜法處置過(guò)程中引進(jìn)超濾技術(shù)，其關(guān)鍵作用體現(xiàn)在剔除水內(nèi)的膠體物愈大粒徑物，為反滲透的常規(guī)可靠運(yùn)作打下良好基礎(chǔ)。但進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，檢測(cè)超濾出水的一個(gè)核心標(biāo)準(zhǔn)即產(chǎn)水的SDI與濁度。中試中超濾把濁度維持在0.4NTU之下，滿足反滲透進(jìn)水對(duì)濁度的要求。通過(guò)50d的連續(xù)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)非常豐富，能為大系統(tǒng)的假設(shè)供應(yīng)合理根據(jù)。

    3.4關(guān)于反滲透膜法

    用超濾技術(shù)處置后的廢水已非常透徹，幾乎為透明的，不能實(shí)現(xiàn)的是去除廢水力的顏色，且存在一些添加劑的鹽分累積，干擾印染功能，特別是在水平較高的染整過(guò)程中回用依然要通過(guò)更加全面的納濾膜或者反滲透二次處置，以此獲得滿足回收要求的水。針對(duì)以上二者展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，前者在剔除COD以及大面積顏色上已取得一定成績(jī)，在擁有大量1價(jià)鈉鹽的造紙廢水回用的水體中依然有部分鹽分累積，因?yàn)槠湓诨赜眠^(guò)程中的耗能較后者少，因此得到人們*。

    實(shí)驗(yàn)里選用了2個(gè)北斗星的低壓5寸聚酰胺復(fù)合反滲透膜要件，廢水第一部先通過(guò)了超濾體系的預(yù)處理，再以75%的回收率，使膜保持穩(wěn)定運(yùn)行，操作壓力在9～10bar，膜透過(guò)通量為20~30L/h·m2;在上述操作工況下，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)做四十多天的試驗(yàn)。反滲透脫鹽率穩(wěn)定在95%以上，而NF-90的納濾膜的脫鹽率保持在80%以上，COD值也比較低，維持在20mg/L以內(nèi)。從色度檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，原水色度變化范圍大約為10～20倍。反滲濾透過(guò)液的色度可以控制在2倍左右，反滲透膜的COD的平均去除率90%左右。代表挑選的低壓膜截留色素與COD功能有效，在放流水處置環(huán)節(jié)中非常適用，如圖4~5所示。

    放流水被處置過(guò)后接著采用膜法二次處置運(yùn)行會(huì)更加可靠，而沒(méi)有通過(guò)達(dá)標(biāo)處置的廢水因?yàn)閹в衅∥锊⑶褻OD較多，對(duì)膜造成不良影響，清洗較為頻繁，風(fēng)險(xiǎn)較大。圖5顯示整個(gè)中試期間脫鹽率變化情況，反滲透的運(yùn)行比較穩(wěn)定，納濾膜的脫鹽率由于原水變化較大引起波動(dòng)。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比如表1所示。

    經(jīng)過(guò)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，納濾與反滲透在剔除鹽分、色度和COD等過(guò)程中都有著良好表現(xiàn)，水體能回收再利用?？v觀運(yùn)作數(shù)據(jù)，濃度較大的印染廢水里的COD和SS數(shù)值較高，反滲透體系脫除效果不明顯，但在處置濃度較低的放流水時(shí)運(yùn)作較為可靠，滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求，能為大系統(tǒng)的建設(shè)供應(yīng)準(zhǔn)確根據(jù)。

淮安印染廢水回用膜處理技術(shù)

    4.1項(xiàng)目概況

    浙江某印染企業(yè)欲將已達(dá)標(biāo)排放的部分廢水再回用，以滿足擴(kuò)大再生產(chǎn)所需補(bǔ)充的用水量，控制最終污水排放量。經(jīng)過(guò)幾十天的試驗(yàn)驗(yàn)證，確定選用普通處置融合膜法回用的技術(shù)，就是通過(guò)普通耗氧兼氧生物處置過(guò)的達(dá)標(biāo)排放水通過(guò)超濾預(yù)處理，然后經(jīng)過(guò)反滲透處理后滿足印染工藝用水要求，落實(shí)此項(xiàng)目能節(jié)省質(zhì)量控制資金投入，同樣也會(huì)為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。

    4.2膜法處置工藝流程

    4.3膜法運(yùn)用狀況

    經(jīng)過(guò)不同印染廢水的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)階段開(kāi)始創(chuàng)建3200t/d處置量的回收利用項(xiàng)目，為降低污水排放量，在當(dāng)下已處置滿足要求的廢水中回用65%的水體到工藝用水線中，保證35%的污水達(dá)到三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，采用集成膜法工藝：混凝沉降→兼氧→好氧→二沉池→自清理濾器→超濾→反滲透處理，脫鹽率高達(dá)96%，獲得的純水能直接去工藝用水系統(tǒng)，以擴(kuò)大印染的產(chǎn)能。在之前污水處理站搭建40×20m的廠房，布置一系列膜處置設(shè)施。系統(tǒng)里添加2臺(tái)膜面積大概在2750m2外壓式超濾裝備當(dāng)作預(yù)處理，然而再添加量臺(tái)膜面積在2650m2左右的反滲透裝置，廠房?jī)?nèi)地溝直接通入原水調(diào)節(jié)池，所有沖洗清洗及超濾濃水均回到原水調(diào)節(jié)池，以提高水回收率。為讓超濾運(yùn)行具有安全性與穩(wěn)定性，在放流水流進(jìn)超濾前設(shè)置自清理過(guò)濾器，過(guò)濾精度要在75~79μm，此系統(tǒng)選用的PLC程序掌控，全自動(dòng)運(yùn)作。計(jì)劃2008年9月底產(chǎn)水。預(yù)計(jì)運(yùn)行成本可控制在2.00元/t左右?，F(xiàn)企業(yè)投入3500t/d印染廢水回用系統(tǒng)不但節(jié)省了取水開(kāi)銷(xiāo)，還降低了約有75%的排放量，成本投入較直接在河里取水再處理的系統(tǒng)要更經(jīng)濟(jì)適用一些，有效保證回用水質(zhì)，有助于提升商品質(zhì)量，減少成本投入，提升企業(yè)商品在國(guó)際上的核心競(jìng)爭(zhēng)力，為其占有更多的*提供有利條件，尤其是在提升企業(yè)環(huán)境效益上有著重大意義。

    5、總結(jié)

    鑒于印染廢水中存在較多漂浮物與帶顏色的有機(jī)物體，無(wú)論哪種單一技術(shù)的處置都實(shí)現(xiàn)不了良好效果，一定要關(guān)注膜分離技術(shù)和其余水處置技術(shù)的結(jié)合工藝探究，發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和作用，打造深層處置的新技術(shù)。膜技術(shù)的運(yùn)用為企業(yè)擴(kuò)充產(chǎn)能，加大生產(chǎn)規(guī)模創(chuàng)造了良好環(huán)境。應(yīng)用之前的達(dá)標(biāo)排放的廢水處置設(shè)施，融合膜技術(shù)二次開(kāi)展深層處置后直接回用于一些高檔印染過(guò)程中，不但技術(shù)合理，并且在經(jīng)濟(jì)方面也能發(fā)揮較大作用，特別是在不遠(yuǎn)的明天，水價(jià)持續(xù)增長(zhǎng)，排污標(biāo)準(zhǔn)愈來(lái)愈高時(shí)，膜法將有更大的上升空間。