印染企业中水回用处理工程的实践探索

Posted 2023-01-12 中水回用

篇首语：只怕不勤，不怕不精；只怕无恒，不怕无成。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了印染企业中水回用处理工程的实践探索相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

印染企业中水回用处理工程的实践探索
文/杨蕴敏
印染行业是耗水大户，生产1kg产品需要消耗0.2～0.5m3的水，印染企业也是排污大户，所产生的废水约占整个工业废水的35%。我国印染企业的单位产品耗水量一般是发达国家的3倍左右，且回用率仅为7%(主要是冷却水)，整个纺织行业回用率不足10%。
江苏是一个水质型缺水和资源型缺水并存的省份，太湖是我国的第三大淡水湖，是江苏的重要地产水源。2006年环境统计显示，太湖水质污染主要源于太湖地区生活污水和纺织染整等六大行业排放的工业污水。2007年5月发生了太湖蓝藻事件后，针对城镇污水处理厂以及六大行业，颁布了江苏省地方标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》，此标准为国内最严格的标准，2008年1月1日起实施。新标准中的纺织染整工业百米布最高允许排水量为2.0m3/100m布(布幅以914mm计)，吨纤维最高允许排水量为150m3。
1.印染废水回用现状
1.1实际应用较少
目前对印染废水回用技术的试验和研究较多，而实际成功应用的例子较少，只限于简单处理回用，回用率也较低。
1.2回用标准难确定
由于印染加工过程用水对色度、浊度、硬度、铁盐及pH值要求较严，并随纤维种类和印染加工工艺的不同而异，一般纺织品的质量要求越高，对回用水质要求也越高，而国家没有统一的印染废水的回用标准，印染厂只能根据本厂的生产要求确定回用水水质指标。
1.3对产品质量及污水处理系统的影响难确定
虽然印染废水回用对水质要求较高，但回用水中还存在不能去除的污染物，如无机盐类等，有研究表明，印染用水的含盐量大于2000mg/L时，盐容易在织物上产生斑迹，影响产品质量。因为污水处理系统无法将无机盐去除，如回用率太高，又不进行脱盐处理，则系统中盐类会积累到相当高的程度，使生产和污水处理无法进行。
1.4经济与技术的平衡
印染废水回用处理工艺的处理费用比常规处理高，生产产品的价值与处理成本之间的平衡被打破，经济上对于用水量较小的工厂不太合适，对于用水量大的工厂有优势，可为企业带来经济效益和环境效益。同时，水价过低也是造成回用率不高的主要因素之一。
2.印染废水回用技术
印染废水回用是在印染废水达标处理的基础上进行的深度处理，用于深度处理和回用的技术很多，但各有特点，使用的条件也各不相同。
2.1物理法
主要有过滤、吸附、膜分离技术，包括砂滤、纤维球过滤、活性炭吸附、超滤和反渗透等。如膜技术，在印染废水回用中特别适合除盐，能有效防止系统中无机盐类的累积，确保系统长期稳定运行。但处理工艺相对较复杂，需一系列预处理、保安处理等；投资较高，运行费用高，一般印染企业较难接受。
2.2高级氧化法
主要包括光化学氧化技术、臭氧氧化技术、电化学氧化技术等。
光化学氧化技术对难降解有机物和色度去除效果好，反应时间短，常温常压下即可进行，无二次污染，既可作为预处理提高废水的可生化性，又可作为深度处理确保出水水质，开发具有更高催化活性、稳定性的催化剂和具有更大的激发光(尤其是可见光)波长响应范围的氧化剂，减少药剂消耗，降低成本，是提高光化学氧化技术竞争力的有效措施。臭氧是一种强氧化剂，它能够氧化分解染料分子的发色或助色基团，生成分子量较小的有机酸和醛类，从而达到脱色目的。臭氧对于酸性染料、直接染料和活性染料等水溶性染料的染色废液脱色效果十分明显，但对含有分散染料和还原染料等不溶性染料的染色废液的脱色效果却要差得多，并且它只是把复杂的染料大分子转化成了有机小分子，因而CODcr降低很小，同时该法耗电很高，大规模推广应用有一定困难。
电化学氧化法是在电极表面的电氧化作?a href='http://www.baiven.com/baike/224/271348.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>孟禄蛴傻绯∽饔枚?a href='http://www.baiven.com/baike/220/259400.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>自由基作用下使有机物氧化，它能有效地破坏生物难降解有机物的稳定结构，使污染物彻底降解，且兼容性好，易与其他方法配合使用，从而达到最佳处理效果。但需要消耗大量电能，设备成本也较高。同时，会产生大量的剩余氯，还可能产生有机氯副产物，要想使废水回用就必须进行必要的脱氯，这必然会增加处理成本。
2.3生物法
主要有生物活性炭和曝气生物滤池。生物活性炭上微生物的存在可延长活性炭再生周期，同时也提高CODcr去除率，适合于以活性染料为主的印染企业，做一般过滤回用。而生物滤池只属于一般生物处理技术，效率不高，去除率<30%，出水要达到CODcr<50～60mg/L有困难，只适用于低级回用，如绿化、卫生、冲洗等。
3.印染废水回用工艺选择原则
(1)尽量采用简单、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，减少投资及运行管理费用。
(2)处理系统运行有一定的灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。
(3)尽量减少污泥的产生量，力求在系统内消化污泥，以减少污泥处理的投资及运行费用。
印染废水回用的水质要求较高，单一的处理工艺一般很难将废水达到较好的印染用水标准要求，可以将物理、化学、生物的净化作用有机地组合起来，优势互补，充分发挥各种处理手段的长处，达到微量污染物的最佳处理效果。
4.印染废水回用方案
4.1改造前的废水处理工艺
选择江苏省太湖流域某印染厂作试点，对原有的处理工艺进行重新改造，使处理后的水分质利用，一部分达标接管排入工业园区污水处理厂，一部分处理后回用于生产。该企业主要生产灯芯绒、平布、麻棉等染色布，年生产能力3000万m左右，主要使用染料为活性染料、士林染料、还原染料、分散染料等，产生废水为2000m3/d。废水处理工程改造前的工艺情况见图1和表1。

由于只有物化处理，进水CODcr较高，去除率只能达到50%左右，出水CODcr很难达到500mg/L的接管标准，因此接管处理费常常高达7～8元/t。
4.2改造后的废水处理工艺
在原有的格栅、调节池的基础上，把混凝沉淀池改成混凝池，又增加了预沉池、酸化水解池等后面的一系列池子，最大限度地利用了原有设施，节约了成本，工艺流程如图2和图3所示。

该工艺将物理、化学、生物的净化作用有机地组合起来，具有占地面积小，耐冲击负荷能力强，氧的利用效率高，产泥量少，可操作性好，运行成本低，出水水质稳定，受气候干扰少，使用寿命长等优点，核心技术在于通过酸化水解使有机物断链，深井曝气降解有机物，再进行脱气，进入二沉池，经处理后50%的水接管排放，另外50%的水利用活性炭和微生物的协同作用，去除废水中残存的有机物，臭氧氧化脱色，无阀滤池过滤的优化工艺组合达到印染废水回用标准，已用于生产车间(表2、表3)。

因在生产过程中严格控制含氮物质的使用和严禁使用含磷洗涤剂，水中的氨氮和总磷都大大低于新标准。
4.3改造后的废水处理效果
改造工程废水处理能力为2000m3/d，如不考虑中水回用，100%的水达标接管排放，如考虑中水回用，中水回用率按50%计算，每天回用水量为1000m3，处理成本按电费、人工费、药剂费、污泥处理费、管理费、维护费、固定资产折旧费、财务费用、用水费用、污水接管费等计算，用水费用按1.0元/m3，污水接管费按4.0元/m3，中水回用后这两项的节约效果显著，综合考虑，回用比不回用节约处理成本0.36元/t，总处理费用节约27.1万元/年。按正常生产估算，年废水排放量将减少36万t。
5.结论
在印染企业中水回用处理工程的实践探索中，总结出一些经验。
(1)对于新建或规划的印染企业，建议采用分质处理、分级回用、就地回用系统，从源头减少污染物的排放和有效利用水资源，提高水的利用率。对于现有印染企业，根据自身情况，在现有工艺的基础上，增加一些投资低、运行成本少、易建设、可操作性好的深度处理装置，与原工艺有机结合重新组合，使处理出水达到回用标准。
(2)印染废水的回用应打破单靠末端深度处理的观念，本着清洁生产的理念努力提高染料的上染率、资源的转化率和循环使用率，特别建立水、气、电等的管理控制平台，力求做到精细管理、准确控制。
(3)印染废水处理系统出水水质是回用深度处理的基础。生化处理CODcr<100mg/L，色度<80倍，再经过深度处理，出水可达CODcr<50～60mg/L，这类水质可在印染行业作为一般性回用。如生化处理效果好，可适当提高水的回用率，如进水浓度太高，生化处理后CODcr>150mg/L，建议全部接入管网，一方面减轻工业园区污水处理厂的处理负担，另一方面也大大低于接管标准，不需缴纳超标处理费。
(4)若要用于水质要求更高的工序，就要保证更加严格的深度处理，如脱盐处理，并可考虑将新鲜水与回用水定量配比混合使用。
(5)首选高效、低能耗的污水处理工艺。如水解酸化和好氧处理相结合，水解酸化池池深大于8m，并且多级串联使用，停留时间大于24h，可去除30%～60%的CODcr，降低pH值1～2，去除60%～70%的色度，基本无能耗、无污泥排除，还可消化生化处理中产生的污泥，整个处理流程达到低能耗、低固废、高效能的效果，加上水解酸化，使生化效果彻底，出水不易变质，为回用打下良好的基础。
(6)精心选择印染废水处理药剂，如原用化工厂的废酸，发现废酸中残留的化学品对微生物有毒害作用，后改用钢厂的废酸，由于钢厂废酸中含有大量的二价、三价铁离子，起到初步调节pH值和部分混凝作用，在酸化水解池前，再用工业硫酸调节pH值。但如回用水用于染色，加不含铁离子的酸，防止织物上出现黄斑、锈斑、锈洞等现象。
(7)为了确保产品质量，回用水暂时不用于染色，最大限度地避免了盐的积累对染色的影响。硫化染料对微生物毒害作用很大，在浆染线用到硫化染料，要求操作工染完后用泵抽到专用桶里，使用时再放下来，一方面节约了染料，另一方面保证了污水处理的正常进行。如一定要回用于染色，必须十分谨慎。
(8)污泥处理一直是个棘手的问题，采用离心脱水机处理污泥，它压得比板框压滤机干，比带式压滤机节约冲洗水，压干后的剩余污泥可和煤混合放入锅炉中一起焚烧，充分利用剩余污泥的热能，达到废物利用的目的。