膜技術(shù)在印染廢水深度處理回用中的應(yīng)用
印染廢水是指印染加工過程中各生產(chǎn)工序所排放的綜合廢水，生產(chǎn)過程中因紡織印染原料不同或印染工藝不同而產(chǎn)生不同水質(zhì)的廢水。隨著國家環(huán)保節(jié)水政策的日益嚴格，以及企業(yè)自身用水要求的提高和產(chǎn)能擴張的需求，水的再利用已經(jīng)成為印染企業(yè)必不可缺的工作。印染廢水具有排放量大、水質(zhì)復(fù)雜、CODCr濃度高且難生物降解、硬度高、鹽度高等特點[1]。目前對印染廢水的處理主要是達標排放，國內(nèi)總回用率不到7％。膜法技術(shù)廣泛應(yīng)用于廢水深度處理回用中，但在印染廢水回用領(lǐng)域的應(yīng)用仍處在摸索階段。本文主要介紹某化纖織造公司的達標廢水回用案例，詳細介紹反滲透技術(shù)在印染廢水回用的情況。
1 工程概況
佛山某化纖織造公司是一家專業(yè)生產(chǎn)毛巾的企業(yè)。該公司在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的印染廢水，經(jīng)廢水站處理后出水達到廣東省地方標準DB 44／26—2001《水污染物排放限值》第二時段一級標準。廢水處理工藝流程如圖1 所示。廢水處理站的設(shè)計規(guī)模為300 m3／d，按每天運行24 h，即系統(tǒng)處理規(guī)模為12．5 m3／h。廢水回用處理系統(tǒng)產(chǎn)水總量約150 ～200 m3／d，回用率達50％～ 66％，廢水回用工程不僅減少了公司新鮮水的用水量，而且減少了污染物的排放量，取得了較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
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圖1 廢水處理工藝流程
2 回用水處理工程設(shè)計
2．1 回用原水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)
回用原水為該公司廢水站處理后的達標出水。根據(jù)業(yè)主要求，并結(jié)合廢水凈化后的特點，擬定了1 個印染回用水質(zhì)量標準。經(jīng)過廢水處理站處理后的回用原水水質(zhì)及滿足印染回用水要求的產(chǎn)水水質(zhì)如表1 所示。
表1 原水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)
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注：硬度以CaCO3計
2．2 回用規(guī)模
由于整個污水站建于室內(nèi)，無厭氧處理，處理出水水質(zhì)具有波動性，對回用水處理系統(tǒng)的運行有一定的影響。在回用設(shè)計時，按產(chǎn)水量180 m3／d，即7．5 m3／h 設(shè)計，回用率60％。
2．3 回用水處理工藝
通過對原水水質(zhì)和產(chǎn)水水質(zhì)污染物指標的對比分析，回用水處理工程對水質(zhì)鹽度、色度、濁度及SS 等污染物的去除有較高的要求。
首先根據(jù)原水的高鹽度確定系統(tǒng)的基本處理工藝為脫鹽處理。脫鹽工藝采用反滲透，反滲透是20 世紀60 年代發(fā)展起來的膜分離技術(shù)，是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進行分離的過程[2]。反滲透工藝的設(shè)備投資較離子交換技術(shù)高，但是由于減少了操作閥門、管件等，而大大地簡化了回用系統(tǒng)的操作，減少誤操作的發(fā)生。另外，反滲透工藝的除鹽效果好，一般除鹽率均可達99％以上。反滲透工藝沒有酸堿廢水的排放，其排放的濃水還可以回收再用，成為預(yù)處理系統(tǒng)的清洗水，因此廢水排放量很少，且沒有再生液的消耗。該工藝運行穩(wěn)定，費用低，現(xiàn)已成為回用水處理及除鹽水處理最為常用的工藝之一。
原水雖經(jīng)物化－生化處理后，CODCr的質(zhì)量濃度降低至50 ～ 60 mg／L，但相對RO 系統(tǒng)的進水要求仍偏高。高CODCr、高色度、高濁度及高SS 的水進入RO 后極有可能造成RO 系統(tǒng)的堵塞及頻繁清洗。因此整個工藝需采用合適的預(yù)處理，使系統(tǒng)的運行既不造成較高的運行成本，也有利于后續(xù)反滲透的運行；赜盟A(yù)處理采用過濾的方法，過濾設(shè)備采用多介質(zhì)過濾與活性炭過濾結(jié)合的方式，在過濾時，廢水首先通過提升泵提升到多介質(zhì)過濾器，通過微絮凝去除原水中的懸浮物、色度、SS等，然后正壓進入活性炭過濾器進行吸附過濾，可以有效截留大分子物質(zhì)、雜質(zhì)和有機物，降低水中的色度、臭味、微生物數(shù)量等[3]。根據(jù)原水性質(zhì)及處理要求，確定采用的工藝流程如圖2 所示。
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圖2 處理工藝流程
3 主要處理單元設(shè)計參數(shù)
（1）多介質(zhì)過濾器。采用碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，石英砂-無煙煤過濾結(jié)合，罐體尺寸Ф 1 500 mm × 3 800mm，過濾流速7 m／ h。過濾前進水管道設(shè)置HR藥劑混合器，用于微絮凝反應(yīng)。多介質(zhì)過濾器是反滲透系統(tǒng)的重要預(yù)處理裝置，它的作用是濾除原水中帶來的細小顆粒、懸浮物、膠體等雜質(zhì)，保證其出水SDI（污染指數(shù)）≤ 5。
（2）活性炭過濾器。采用碳鋼襯膠結(jié)構(gòu)，罐體尺寸Ф 1 500 mm × 3 800 mm，過濾流速7 m／ h。經(jīng)過絮凝過濾后的水已經(jīng)去除了大部分的懸浮物質(zhì)以及膠體等，但是水中依然存在有機物質(zhì)、余氯等，由于有機物會與鐵離子等在反滲透膜表面結(jié)垢，使鹽透過率、進水壓力增加，產(chǎn)水量下降；而余氯更是會使膜的性能惡化。因此，必須嚴格控制反滲透進水中的有機物濃度以及余氯量。
（3） YD 微濾器。采用不銹鋼罐體結(jié)構(gòu)，罐體尺寸Ф 250 mm × 1 500 mm，過水量12．5 L／（m2·s）。YD 微濾器主要起預(yù)過濾作用，主要濾掉直徑10μm 以上的雜質(zhì)。
（4）保安過濾器。采用不銹鋼罐體結(jié)構(gòu)，罐體尺寸Ф 250 mm × 1 500 mm。保安過濾器的作用是截留來水中直徑大于5 μm 的細小顆粒，防止其進入RO 系統(tǒng)。另外，設(shè)置保安過濾器還可以保護高壓泵的葉輪不被劃傷。
（5）反滲透系統(tǒng)。本系統(tǒng)RO 膜元件采用抗污染膜元件，單根膜水通量為40 m3／d，脫鹽率98％。系統(tǒng)采用1 級2 段設(shè)計，按照26（6）∶ 13（13）排列，39 支6 芯膜殼。系統(tǒng)產(chǎn)水量180 m3／d，回收率60％。反滲透系統(tǒng)可以有效去除水中溶解鹽、膠體、大部分有機物及未去除的小顆粒等[4]。
（6）濃水處理系統(tǒng)。設(shè)置旋流反應(yīng)器及砂濾器各2 臺，反滲透的濃水經(jīng)處理后可達標排放。
4 運行效果
該工程至今已運行近1 a，系統(tǒng)運行情況良好，處理效果較佳。系統(tǒng)進出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。
表2 系統(tǒng)進出水水質(zhì)
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5 投資及運行費用
項目投資約120 萬元，處理水量300 m3／d。運行費用主要包括電耗、藥耗、活性炭的再生及更換、膜的清洗及更換費用等，運行成本約2．2 元／m3[水]。
6 結(jié)語
工程實踐表明，采用多介質(zhì)過濾－活性炭吸附－YD 微濾－反滲透系統(tǒng)工藝深度處理印染達標排水，出水水質(zhì)能夠達到印染行業(yè)用水標準，該工藝對鹽度及CODCr有較好的處理效果。預(yù)處理采用活性炭吸附，活性炭易飽和，對處理規(guī)模小的項目具有一定的實用性。
參考文獻：
[1] 韓長秀，曹夢，張寶貴．絮凝法在印染廢水處理中的應(yīng)用進展[J]．工業(yè)水處理，2006，26（9）：5-9．
[2] 劉茉娥，蔡邦肖，陳益棠．膜技術(shù)在污水治理及回用中的應(yīng)用[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005．
[3] 徐竟成，許健，李光明，等．微絮凝－微濾用于印染廢水回用反滲透預(yù)處理的試驗研究[J]．環(huán)境工程學報，2007，1（11）：64-68．
[4] 武華平．雙膜法處理印染廢水回用工程實例[J]．工業(yè)用水與廢水，2010，41（2）：72-74．
作者簡介：鐘毓（1980-），男，廣東普寧人，工程師，大學本科，主要從事環(huán)境工程設(shè)計方面的工作.
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