紡織印染行業(yè)廢水排放現(xiàn)狀及膜法回用技術(shù)
隨著國家環(huán)保節(jié)水政策的日益嚴(yán)格，企業(yè)自身用水要求的提高及產(chǎn)能擴張的需求，水的再利用已經(jīng)成為印染企業(yè)關(guān)注的重要課題，本文圍繞這一課題提供了一套先進(jìn)的全膜法的解決方案，并對該工藝進(jìn)行了技術(shù)性與經(jīng)濟性分析。
1.紡織印染行業(yè)廢水現(xiàn)狀
在全國各工業(yè)行業(yè)中，廢水排放量居前5位的行業(yè)為造紙業(yè)、化工制造業(yè)、電力業(yè)、黑色金屬冶煉業(yè)和紡織印染業(yè)，其中紡織印染業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)廢水統(tǒng)計排放量的7.5%，其廢水排放總量居全國工業(yè)行業(yè)第五位，總量為14.13億噸每年，其中印染廢水約為11.3億噸（占紡織印染業(yè)廢水的80%），約占全國工業(yè)廢水排放量的6%，每天排放量在300～400萬噸。
印染污染物大多是難降解的染料、助劑和有毒有害的重金屬、甲醛、鹵化物等。每排放1噸印染廢水，就能污染20噸水體。加入WTO后，紡織印染近幾年均以兩位數(shù)增長，但污染物處理設(shè)施難以同步，污染物排放總量有增加趨勢。目前全國印染廢水處理設(shè)施總投資超過百億元人民幣。
在我國工業(yè)行業(yè)的四大重點COD排放行業(yè)中，紡織印染業(yè)的COD排放量位居第四位。造紙、食品行業(yè)的COD排放比重逐年下降，而紡織印染和化工行業(yè)的COD排放比重逐年上升，其中紡織印染業(yè)的比重從4.7%上升到5.6%。
可以看出，紡織印染行業(yè)的廢水存在“水量大、COD排放總量大、廢水處理困難”等諸多特點。
2.印染廢水進(jìn)行再利用的必要性
印染廢水是以有機污染為主的成分復(fù)雜的有機廢水，處理的主要對象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度緩慢的有機物、堿度、染料色素以及少量有毒物質(zhì)。雖然印染廢水的可生化性普遍較差，但除個別特殊的印染廢水（如純化纖織物染色）外，仍屬可生物降解的有機廢水。其處理方法以生物處理法為主，同時需輔以必要的預(yù)處理和物理化學(xué)深度處理。
預(yù)處理工藝主要包括調(diào)節(jié)、中和、廢鉻液處理與染料濃腳水預(yù)處理等;而生物處理工藝主要為好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤和塔式生物濾池等。為提高廢水的可生化性，缺氧、厭氧工藝也已應(yīng)用于印染廢水處理中。常用的物化處理工藝主要是混凝沉淀法與混凝氣浮法。此外，電解法、生物活性炭法和化學(xué)氧化法等有時也用于印染廢水處理中。
但通過此類工藝處理的紡織印染廢水，最多只能達(dá)標(biāo)排放，不可能達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為紡織印染的工藝用水。
而作為回用的工藝用水，對水質(zhì)指標(biāo)特別是有機物、色度、硬度等指標(biāo)有更為嚴(yán)格的要求。
2）原水硬度在150～325mg/L之間，大部分可用于生產(chǎn)，但溶解性染料應(yīng)使用小于或等于17.5mg/L的軟水，皂洗或堿液用水硬度最高為150mg/L；
3）噴射冷凝器冷卻水一般采用總硬度小于或等于17.5mg/L的軟水。
對大部分企業(yè)進(jìn)行實際水質(zhì)檢測的分析結(jié)果表明，經(jīng)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的染色廢水，由于含有染料、表面活性劑、膠質(zhì)、軟水劑、退漿廢水、堿減量廢水等的各類無機、有機殘余物，水中含鹽量往往達(dá)到1000mg/L以上，總硬度也遠(yuǎn)高于150mg/L，而且硬度組成成分均是用普通的石灰法等難以去除的永久硬度。因此，即使生化后通過常規(guī)加藥能將色度去除大部分，該類水如未經(jīng)脫鹽處理，也不可能滿足現(xiàn)印染工藝用水的質(zhì)量要求。
由于工業(yè)化發(fā)展帶來水環(huán)境的持續(xù)惡化，水資源的日益缺乏使國家對環(huán)保節(jié)水問題日益重視，目前江浙、廣東一帶等印染加工業(yè)集中地區(qū)、北方部分缺水地區(qū)，已普遍提高了廢水處理排放標(biāo)準(zhǔn);對印染企業(yè)的廢水排量也進(jìn)行嚴(yán)格限制，取水資源費、污水排放費也開始大幅提升。環(huán)保要求的提高已使部分地區(qū)印染企業(yè)的產(chǎn)能擴張面臨著嚴(yán)重的威脅，因此，可以毫不夸張地說，今后對水資源如何進(jìn)行有效再利用將成為企業(yè)發(fā)展的生命線。在此基礎(chǔ)上，如何采用水處理新技術(shù)不斷提升再利用的安全性與經(jīng)濟性已成為目前大部分印染企業(yè)都開始重點關(guān)注的課題。
3.全膜法工藝介紹
針對目前印染企業(yè)已有的廢水生化處理工藝及實際工藝用水情況，在保證用水水質(zhì)安全穩(wěn)定的前提下，充分考慮投資與運行成本的經(jīng)濟性，我們建議采用先進(jìn)的膜分離技術(shù)，采用膜法工藝對企業(yè)的排放廢水進(jìn)行全部或部分處理后再利用，其產(chǎn)水既可以完全達(dá)到純水標(biāo)準(zhǔn)，滿足中高檔產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝需要;同時，在兼顧投資的基礎(chǔ)上，建議企業(yè)根據(jù)實際情況，可以進(jìn)行分步實施;部分企業(yè)如工藝用水硬度及電導(dǎo)率要求不高，可將反滲透純水與部分預(yù)處理超濾膜出水勾兌在一起使用，以最大程度地節(jié)約用水成本。
膜法的廢水再利用主要包括“超濾膜 反滲透膜”的工藝流程，超濾是以壓力為驅(qū)動的膜分離過程，它能夠?qū)㈩w粒物質(zhì)從流體及溶解組份中分離出來。超濾膜的典型孔徑在0.01～0.1微米之間，對于細(xì)菌和大多數(shù)病菌、膠體、淤泥等具有極高的去除率。應(yīng)用在印染廢水的再處理流程中，超濾膜除對有機物及色度有一定的去除作用外，最主要的作用是去除可能污堵反滲透膜的膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)，延長反滲透膜的清洗周期和壽命，降低總體運行成本；反滲透膜可去除98%的鹽離子，完全去除硬度、同時對COD、色度也具有極高的去除作用，從而確保回用水水質(zhì)。
采用膜法工藝進(jìn)行廢水再利用最終要達(dá)到的目的是：將全部或部分排放廢水經(jīng)過膜技術(shù)深度處理后回用，除較經(jīng)濟地滿足企業(yè)自身用水的產(chǎn)能要求外，其余廢水及回用裝置排水合并外排，以控制外排水量，在不影響企業(yè)產(chǎn)能的前提下同時達(dá)到政府環(huán)保部門的要求。避免企業(yè)因為水的問題產(chǎn)能受到限制，或因排放廢水超量超標(biāo)的難控制而引發(fā)政府環(huán)保部門的強制停產(chǎn)或遭受嚴(yán)厲罰款措施，從而影響企業(yè)的正常生產(chǎn)，給企業(yè)帶來不必要的損失。
4.膜法工藝處理印染廢水回用的實際效果分析
浙江歐美環(huán)境工程有限公司利用膜法工藝，處理廣州某紡織染整公司印染廢水生化處理出水（印染廢水中水）作為工藝回用水，兩項工程處理水量分別達(dá)到1200t/h和800t/h，在工程投運之前，浙江歐美環(huán)境工程有限公司在該廠做了為期45天的中試性實驗。
4.1 超濾對濁度的去除
超濾在膜法處理印染廢水中的作用在于去除中水中的絕大部分大顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)，為反滲透的正常穩(wěn)定運行起保護(hù)作用，而作為反滲透預(yù)處理，衡量超濾出水的一個很重要的指標(biāo)就是超濾產(chǎn)水的濁度和產(chǎn)水SDI。
超濾的濁度全部控制在0.1NTU以下，完全滿足反滲透進(jìn)水對濁度的要求。另外，整個運行過程中，測試超濾的產(chǎn)水SDI，最高為2.06，最低為0.91，也完全滿足反滲透進(jìn)水SDI≤5甚至SDI≤3的要求。
4.2 反滲透對電導(dǎo)率（硬度）的去除
超濾在作為反滲透預(yù)處理的同時，對中水中的有機物和色度都有一定程度的去除。但真正完全去除中水中殘留的有機物和色度、硬度的設(shè)備還在于反滲透。
利用反滲透特殊的過濾原理，反滲透產(chǎn)水能夠保證五年內(nèi)含鹽量小于80mg/L，硬度小于5mg/L，COD小于2mg/L和色度小于1度的指標(biāo)。
5.膜法工藝的經(jīng)濟性分析（以實際工程為例）
為準(zhǔn)確了解膜法處理印染的經(jīng)濟性，現(xiàn)以建設(shè)浙江某地12000T/d處理水量的紡織印染廠為例進(jìn)行計算和比較，范圍包括從取水到回用的整個經(jīng)濟性分析。該地區(qū)的政策限制是：凡是該區(qū)域內(nèi)的印染企業(yè)，處理后廢水一律不能排河，只能進(jìn)污水廠管網(wǎng)，進(jìn)管網(wǎng)的要求是必須處理到COD500以下，排放價2.25元/噸水。
5.1 水量平衡
取水 工藝用水
蒸發(fā)量 1000T/d
生化排水12000T/d
全膜法處理 6000T/d
回用產(chǎn)水4300T/d
排水6000T/d
排水1700T/d
若不采用回用處理措施，需取水13000T/d，排水12000T/d;若采用全膜法回用處理措施，則只需取水8700T/d，排水7700T/d。
5.2 膜法工藝的投資和運行成本
如采用膜法處理6000T/d的印染廢水，初期投資為多介質(zhì)過濾150萬，超濾300萬，反滲透250萬，共計700萬。
6.利用膜法對印染廢水進(jìn)行回用的意義
1）印染廢水中水采用膜法處理后回用水基本不含有機物、色度和硬度，完全滿足回用水的要求，技術(shù)成熟可靠；
2）以6000T/d的處理量為例，全膜法系統(tǒng)的直接運行費用僅為1.22元/噸水；投資回收期僅為2.7年，具有很強的經(jīng)濟性；
3）企業(yè)向高檔產(chǎn)品發(fā)展，工藝用水水質(zhì)提高，現(xiàn)有工藝的反滲透產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到純水指標(biāo)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有新鮮水指標(biāo)；對印染產(chǎn)品品質(zhì)提升能提供可靠的保障；
4）企業(yè)發(fā)展生產(chǎn)規(guī)模擴大，用水、排水量增加時，回用后可解決排水量受限制的問題；
5）政府對環(huán)保要求的提高，將從行政和經(jīng)濟兩個方面進(jìn)一步限制排污，可通過回用解決排放受限的問題；
6）回用項目投運后，大大減少了外排總廢水量，社會效益顯著。
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