印染废水处理及回用工程案例介绍

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[摘要]介绍了采用生化技术结合膜技术处理印染废水,在确保达标排放的前提下实现废水回收利用,减少废水排放量,经济效益和环境效益显著。

[关键词]印染废水膜系统废水回用

1前言

纺织印染行业是全国五大废水排放行业之一,2005年全国6001家纺织印染企业废水排放量达到17亿吨,占全国排放总量的7.97%[1]。因此,实现纺织印染行业的废水回用对于缓解本行业用水紧缺状况具有重要意义。

2印染废水水质特征及回用水要求

2.1印染废水水质特征

印染废水水质复杂多变,COD浓度高,一般为400～800mg/l,高的可达1000～2000mg/l;B/C值较低,一般在0.1～0.3之间,可生化性较差;色度较大,一般为200～300倍。

2.2印染行业用水水质要求

产品种类不同,用水要求也不同,但是为了保证产品质量,一般要求水质要达到如下标准[2]:

总硬度(mg/l,以CaCO3计)≤25

铁(mg/l)

锰(mg/l)

pH值7-8

色度(铂钴比色法,倍)

高锰酸钾需氧量(mg/l)

2.3回用水处理方法

采用常规的废水处理方法能将废水中的大部分有机物和色度去除,但是水中的硬度、离子浓度仍然无法满足生产用水要求,因此只有采用膜分离的方法将这类物质去除,才能满足生产需要。

3膜技术基本原理

膜是两相之间的选择性屏障。通俗地讲,它是一种高分子材料,通过压差的作用能将料液进行选择性分离的一种薄膜。通过它进行的分离过程称作膜分离。它与传统过滤器的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的厚度一般为微米级,依据其孔径的不同,可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据形状的不同,可分为管式膜、卷式膜和平板膜等。

图1各种分离膜分离精度和物质

对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1～1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。

对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000～300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源;但不能截留Ca2+和Mg2+等离子,不能去除色度、硬度等污染物。

对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60%～90%,相应截留分子量范围在100～1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。

反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,能截留所有的离子等,在生产纯净水、软化水、无离子水方面纯水膜已经应用广泛。

因此,根据各种膜的特性,只有采用反渗透才能确保回用水质达到印染行业用水要求。

4反渗透膜在印染废水回用项目中的应用

广东某企业拥有织造、漂染、染纱的生产线,日产生废水3万吨。现有一套完整的废水处理设施。企业于2006年底投资兴建一套废水回用设施,该设施采用反渗透技术,将透析液回用于染色工艺,日回用水1.5～1.8万吨,同时浓缩液达标排放。设备投入运行2年,运行稳定,经济和环境效益显著。

4.1 生化处理系统工艺流程(见图2)

生化系统进、出水水质如表1所示。良好的生化处理为后续膜回用创造了良好的条件。

图2生化处理系统工艺流程图

表1 生化系统进、出水水质

污染物 CODCr(mg/l) BOD (mg/l) 色度(稀释倍数) SS (mg/l)

进水 400～500 100～200 200～500 30～50

出水 40～60 2～5 16～32 10～20

去除率(%) 85～90 95～99 85～97 33～80

4.2膜系统工艺流程

图3膜系统工艺流程图

生化出水由输料泵输送经过多介质过滤器去除废水中的悬浮物,之后进入保安过滤器去除微小的颗粒物,再由高压泵将压力提升至10～15kg后进入RO膜系统进行处理,水回收率50%～60%,透析液水质可满足生产用水要求,回用于生产线;浓缩液COD约为80～100mg/l,满足排放标准,可直接排放。

4.3 膜进水、产水水质(见表2)

表2 膜系统进、出水水质

污染物 CODCr (mg/l) 电导率(µS/cm) 色度(稀释倍数) 硬度(mg/l) 浊度(NTU)

进水 40～60 2500～3000 16～32 50～70 0.2～0.8

出水 2～5 50～100 2

去除率(%) 85～95 96～98.5 85～97 >98 ～100

与印染工艺用水比较,膜产水完全满足生产要求,可直接使用。

4.4 运行成本

在日常运行过程中,主要发生的是电费和药剂费,占总成本的近95%;由于采用全自动配置,仅需安排8人,大大降低了人工成本。

4.5 膜系统稳定运行的关键

为了使膜系统稳定运行,最关键的是膜污染的控制。膜污染的控制应从以下几个方面着手:

4.5.1良好的预处理是系统抗污染性的前提

印染废水水质复杂,其中含有大量导致膜污染的物质,主要是一些有机污染物,如油脂、腊等,因此首先必须采用适当的预处理尽可能的去除废水中的污染物,从根本上降低膜污染风险。

生化和物化相结合的方法是去除污染物最经济、有效的方法,系统运行状况良好的情况下,处理出水的COD可降低至40mg/l以下。通过生化作用,印染废水中大部分导致膜污染的物质可被去除,可以在很大程度上缓解膜污染,延长膜清洗周期。

4.5.2合适的添加剂是系统抗污染的有效手段

再好的预处理也无法完全去除废水中的有机污染物,此外,漂染废水中的无机盐也会导致膜污染,因此必须通过投加复合药剂,既可以防止有机物在膜表面的富积,又可以避免无机盐在浓缩过程中析出;此外膜表面容易滋生微生物,通过投加药剂,能够杀死微生物,防止生物污染。

4.5.3良好的清洗剂和清洗工艺是膜系统长期运行的保证

废水回用系统的膜污染问题是无法避免的,必须积极面对,应根据污染物的性质配置相应的清洗剂和清洗工艺,解决各种膜污染问题,避免污染物的积累,确保膜系统长期稳定运行。

参考文献:

[1] 国家统计局.各行业工业废水排放及处理情况.2005.

[2] 王淑荣.染整废水处理[M].北京:中国纺织出版社,2005.