1  廢水水質

浙江紹興某印染廠以(yi)棉類(lei)、滌(di)綸類(lei)、絲織類(lei)、針(zhen)織等類(lei)布(bu)匹印染加工為主，在生產過(guo)程中，排(pai)(pai)放(fang)的廢(fei)水有機污染物含量高、組分復(fu)雜(za)、色度深、堿性(xing)強，工藝用(yong)水經生產使(shi)用(yong)后，一部(bu)(bu)分排(pai)(pai)放(fang)至附近火力發電廠進行除塵沖灰用(yong)，另一部(bu)(bu)分排(pai)(pai)至污水處理(li)廠集中治理(li)。

廠方擬對廢水(shui)(shui)(shui)(shui)進行(xing)清濁(zhuo)分流，COD及(ji)色(se)度較(jiao)高(gao)的(de)第一道染(ran)色(se)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)及(ji)高(gao)堿(jian)量廢水(shui)(shui)(shui)(shui)作為濁(zhuo)流水(shui)(shui)(shui)(shui)，其(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)量2 500t/d左右，CODCr~5 000~30 000 mg／L，色(se)度800-2 000倍，該濁(zhuo)流水(shui)(shui)(shui)(shui)保持原處理(li)方式不(bu)變(bian)。其(qi)他一部分COD較(jiao)低的(de)淺色(se)漂(piao)洗廢水(shui)(shui)(shui)(shui)等清流水(shui)(shui)(shui)(shui)．其(qi)水(shui)(shui)(shui)(shui)量3 600t/d左右，CODCr~220~600 mg／L，濁(zhuo)度30~50NTU，色(se)度20~70倍，電導率1 200~1600μS／cm，pH 6．5~12之間。廠方擬對清流水(shui)(shui)(shui)(shui)進行(xing)深(shen)度處理(li)后回用(yong)，在控制廢水(shui)(shui)(shui)(shui)排(pai)放總量的(de)同時，減少取(qu)水(shui)(shui)(shui)(shui)量和污水(shui)(shui)(shui)(shui)排(pai)放量，將有效水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源進行(xing)回收循環利用(yong)，從而達到節能減排(pai)的(de)目(mu)的(de)。

2 處理工藝

目前，我國(guo)印染廢水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)普遍采用(yong)物化處(chu)理(li)(li)+生化處(chu)理(li)(li)工藝(yi)[1]，但這類(lei)常(chang)規處(chu)理(li)(li)方法(fa)有一些弊端，如(ru)占地面積大，出水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質受進水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質波動影響較(jiao)大，操(cao)作復(fu)雜等(deng)[2~3]。根據原(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質特點，該清流水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)回用(yong)采用(yong)常(chang)規絮凝沉淀+多(duo)介質過濾(lv)(MMF)+超濾(lv)膜(mo)法(fa)(UF)+反(fan)滲透(tou)膜(mo)法(fa)(RO)的工藝(yi)進行處(chu)理(li)(li)，該工藝(yi)具(ju)有占地面積小、處(chu)理(li)(li)水(shui)(shui)(shui)(shui)量大、產水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質穩定、全自動PLC+上位機控制(zhi)運(yun)行、操(cao)作簡單等(deng)特點。其工藝(yi)流程如(ru)圖(tu)1所示。

該工藝流程可以劃分為3個(ge)部分：預處(chu)理(li)、超濾膜處(chu)理(li)和反滲透膜處(chu)理(li)。           

系(xi)統(tong)所有在線儀表(biao)均采(cai)用(yong)(yong)GF+SIGNET儀表(biao)，加藥裝置均采(cai)用(yong)(yong)MILTON ROY計量泵，COD檢(jian)測采(cai)用(yong)(yong)上海安銳5B-3BCOD快速檢(jian)測儀，濁(zhuo)度檢(jian)測采(cai)用(yong)(yong)HACH 2100P型便攜濁(zhuo)度計，色度檢(jian)測采(cai)用(yong)(yong)上海精勝SD9011型水質色度儀。

2．1預處理

采用冷(leng)卻(que)(que)塔將原廢(fei)水水溫(wen)(wen)(wen)降到合適(shi)范(fan)圍，以保證后續膜處理(li)設(she)備的最佳運行(xing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)。冷(leng)卻(que)(que)塔風機(ji)的啟動根據冷(leng)卻(que)(que)塔出水口在(zai)線溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)變送(song)器溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)來控(kong)制，當(dang)冷(leng)卻(que)(que)塔出水溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)>30℃時，風機(ji)自(zi)動啟動，溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)<25℃時，風機(ji)自(zi)動停機(ji)。

加酸調節原廢水(shui)的(de)(de)pH，以保證次氯酸鈉的(de)(de)最佳水(shui)解(jie)條件[4]。加酸量由(you)冷(leng)卻塔(ta)出口設置的(de)(de)在線pH計自動控制，控制冷(leng)卻塔(ta)出水(shui)pH為7左右，原水(shui)pH<7．不加酸。

冷(leng)卻塔出水(shui)(shui)加次氯酸(suan)鈉以去(qu)除一部分原廢水(shui)(shui)中的(de)COD．減輕后(hou)續(xu)設備的(de)運行(xing)負荷。

聚(ju)(ju)合氯化(hua)鋁(PAC)和聚(ju)(ju)丙烯酰胺(PAM)間(jian)隔(ge)投(tou)加于冷(leng)卻塔出水管，進(jin)絮凝反應(ying)(ying)池進(jin)行反應(ying)(ying)，反應(ying)(ying)時間(jian)15 min。絮凝后(hou)進(jin)斜(xie)板(ban)沉(chen)淀池進(jin)行沉(chen)淀，HRT約(yue)為1 h。斜(xie)板(ban)沉(chen)淀池上清液進(jin)清水池，供多(duo)介質過(guo)濾器使用(yong)。沉(chen)淀池污泥經污泥泵抽出后(hou)，排至(zhi)空地，自(zi)然干化(hua)后(hou)處理。

多(duo)介(jie)質(zhi)過濾器(qi)(qi)采用常規(gui)濾料(liao)(liao)，包括(kuo)粗石(shi)英(ying)砂、細石(shi)英(ying)砂和片(pian)狀無(wu)煙煤。多(duo)介(jie)質(zhi)過濾器(qi)(qi)運(yun)行一定(ding)時(shi)間后．濾料(liao)(liao)頂部會(hui)形成一層(ceng)厚(hou)厚(hou)的(de)污染物(wu)濾餅，影響濾速和產水量，應定(ding)期對多(duo)介(jie)質(zhi)過濾器(qi)(qi)進行氣擦和水反(fan)沖洗，以(yi)保持正常運(yun)行。

多介質過(guo)濾(lv)器產(chan)水(shui)直接(jie)進入超(chao)(chao)(chao)濾(lv)膜(mo)裝置，在多介質過(guo)濾(lv)器進水(shui)管加(jia)次氯(lv)酸鈉(na)去除一(yi)部分COD，以減(jian)輕后續超(chao)(chao)(chao)濾(lv)膜(mo)的運行負(fu)荷，并(bing)可降低超(chao)(chao)(chao)濾(lv)膜(mo)設備的跨膜(mo)壓差。此外，次氯(lv)酸鈉(na)還可以保證超(chao)(chao)(chao)濾(lv)產(chan)水(shui)有一(yi)定余(yu)氯(lv)值，以抑(yi)制超(chao)(chao)(chao)濾(lv)產(chan)水(shui)池中細菌和藻類的滋生。加(jia)藥(yao)量由超(chao)(chao)(chao)濾(lv)產(chan)水(shui)余(yu)氯(lv)值來控制。

2．2超濾膜處理

采用(yong)兩套(tao)超濾膜(mo)裝置，超濾膜(mo)采用(yong)DOW公司的(de)Omexell SFP2860超濾膜(mo)，處(chu)理水量>3 600 t／d，系統(tong)回收(shou)率>95％，裝置運行30~45 min進行一次(ci)夾(jia)氣(qi)反(fan)洗，反(fan)洗過程(cheng)中加(jia)次(ci)氯(lv)酸鈉(na)，以保證膜(mo)的(de)產(chan)水通(tong)量。

由于原廢(fei)水水質較(jiao)差，正常運行過程中還加(jia)設分散反(fan)洗步驟，分散反(fan)洗采(cai)用加(jia)酸、加(jia)堿、加(jia)次氯酸鈉，浸(jin)泡(pao)、沖洗的方式(shi)進行。加(jia)藥的順序(xu)按(an)先酸洗、后堿洗的方式(shi)進行。

在反滲透(tou)系統(tong)不運行的情況下，超濾(lv)產水可供車(che)間印染前漂洗布和沖洗印染料使用。

2．3反滲透膜處理

采(cai)用(yong)(yong)兩套(tao)反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)裝置(zhi)，反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)采(cai)用(yong)(yong)DOW公(gong)司(si)的(de)BW30-365FR抗污染反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)，處理水(shui)量>3 200t/d。系統回收率>60％。裝置(zhi)采(cai)用(yong)(yong)連續運行，定時沖(chong)洗(xi)的(de)方式，沖(chong)洗(xi)采(cai)用(yong)(yong)反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)產水(shui)。反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)進水(shui)投加(jia)阻(zu)垢劑，以減少反(fan)滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)污堵結垢的(de)風險(xian)。

反滲透產水供車間印染(ran)(ran)調(diao)漿和印染(ran)(ran)后工序使用(yong)。

2．4化學清洗裝置

系統連續(xu)運行一段時(shi)間后(hou)，隨著膜(mo)截(jie)留污染物和鹽類的增加，會出現(xian)(xian)超濾膜(mo)和反(fan)滲透膜(mo)表面污堵的現(xian)(xian)象(xiang)，使得膜(mo)的壓(ya)差增大(da)，當增大(da)到(dao)(dao)一定程度(du)后(hou)，產(chan)水量會下(xia)降，此時(shi)需對超濾膜(mo)和反(fan)滲透膜(mo)進行化(hua)學清洗(xi)，以達(da)到(dao)(dao)理想(xiang)的產(chan)水量。

3  系統運行效果與討論

系(xi)統(tong)通(tong)過一個(ge)月的(de)連續運行，出水(shui)水(shui)量(liang)(liang)穩定，水(shui)質狀況良好。就(jiu)回用水(shui)和(he)原工藝用水(shui)對印染(ran)產品質量(liang)(liang)影響進(jin)行了對比，結果(guo)表明二者在印花、印染(ran)質量(liang)(liang)和(he)特性上沒有(you)明顯(xian)差(cha)異。

3．1  對CODCr的去除效果

系統對CODCr的去除效果如圖2所示。

系統運(yun)行中(zhong)原廢(fei)水CODCr在(zai)(zai)317~475 mg／L，通過(guo)絮凝沉淀、多介質(zhi)過(guo)濾器(qi)和超濾膜(mo)處(chu)理后(hou)(hou)，對(dui)CODCr的(de)平均去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)為80％左右，經過(guo)反(fan)滲(shen)透膜(mo)處(chu)   理后(hou)(hou)的(de)產水，CODCr均在(zai)(zai)2 mg／L以下，去(qu)(qu)除(chu)率(lv)(lv)達到了99％以上。

本系統(tong)中(zhong)CODCr的(de)(de)(de)去除(chu)主要依靠(kao)絮(xu)凝沉淀、次(ci)氯酸鈉氧化、超(chao)(chao)濾(lv)和(he)反(fan)滲透來實現。Omexell超(chao)(chao)濾(lv)膜(mo)的(de)(de)(de)典型(xing)孔(kong)徑在0．01～0．1 μm之間[5]，通過(guo)微(wei)孔(kong)截留廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)膠體物(wu)質和(he)可溶(rong)性(xing)大(da)分子(zi)有(you)機物(wu)，起(qi)到去除(chu)CODCr的(de)(de)(de)作用。但是(shi)(shi)很大(da)一部(bu)分印染(ran)(ran)廢水(shui)的(de)(de)(de)CODCr是(shi)(shi)由于印染(ran)(ran)工(gong)藝生產中(zhong)添加染(ran)(ran)料和(he)助(zhu)劑(ji)引起(qi)的(de)(de)(de)[6]，是(shi)(shi)溶(rong)解性(xing)的(de)(de)(de)小分子(zi)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)，超(chao)(chao)濾(lv)膜(mo)的(de)(de)(de)孔(kong)徑不能截留，所以超(chao)(chao)濾(lv)產水(shui)中(zhong)仍然殘留一定(ding)的(de)(de)(de)CODCr。DOW的(de)(de)(de)反(fan)滲透膜(mo)可截留納米級[7]、數百相(xiang)對分子(zi)質量的(de)(de)(de)顆粒，從而進一步(bu)去除(chu)廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)小分子(zi)溶(rong)解性(xing)CODCr，使系統(tong)對CODCr的(de)(de)(de)總去除(chu)率達(da)到99％以上。

3．2對濁度的去除(chu)效果

斜板沉淀池(plate sedimentation tank，PST)、多介質過濾器、超濾對濁度的去除效果如圖3所示。

系(xi)統運行中原廢水濁(zhuo)度(du)在(zai)31．4~47．5 NTU，經(jing)過絮凝后斜板沉(chen)淀池對濁(zhuo)度(du)的去除率在(zai)50％以(yi)上(shang)，多介(jie)質過濾器對濁(zhuo)度(du)的去除率在(zai)75％以(yi)上(shang)．超濾對濁(zhuo)度(du)的去除率在(zai)95％以(yi)上(shang)。整(zheng)個系(xi)統對濁(zhuo)度(du)的去除率接近100％。

斜(xie)板沉淀(dian)(dian)池通過(guo)絮凝(ning)沉淀(dian)(dian)作用使(shi)原廢水中的大顆(ke)粒的懸浮物和(he)膠(jiao)體物質得以沉淀(dian)(dian)去(qu)(qu)除，從而(er)去(qu)(qu)除濁(zhuo)度。多介質過(guo)濾器和(he)超濾都是通過(guo)微孔過(guo)濾方式(shi)來去(qu)(qu)除廢水中的濁(zhuo)度，二者結(jie)合能基本去(qu)(qu)除水中的濁(zhuo)度。

由于超濾膜已基本(ben)去(qu)除(chu)了原廢水(shui)中的濁(zhuo)度，反滲透膜孔徑更小，其(qi)產水(shui)濁(zhuo)度已經接近于零。

3．3對色度的去除效果(guo)

斜板沉淀池、超濾、反滲透對色度的去除效果如圖4所示。

系統進(jin)水色度(du)為45~64倍，從圖(tu)4可以看出經過絮(xu)凝(ning)沉(chen)淀后色度(du)有很(hen)大改善(shan)，去(qu)除率在55％左右(you)，超濾對色度(du)的(de)去(qu)除不(bu)明顯，而反滲透基本去(qu)除了廢水中的(de)色度(du)。

由此(ci)可以(yi)看出，絮凝沉(chen)淀(dian)去(qu)除原廢(fei)水(shui)中的(de)大(da)顆(ke)粒和膠體物質，對原廢(fei)水(shui)色度(du)的(de)去(qu)除有較(jiao)大(da)作用，超(chao)濾膜由于(yu)過濾孔徑(jing)較(jiao)大(da)，對色度(du)的(de)去(qu)除效(xiao)果不明顯。整個(ge)系(xi)統基本去(qu)除掉了原廢(fei)水(shui)中的(de)色度(du)。

3．4對(dui)鹽(yan)分的(de)去除效果(guo)

水中的鹽分可用電導率來表現，由于絮凝沉淀只能去除大的污染物，對原廢水的電導率影響不大。超濾膜過濾孔徑較大，只能去除大分子顆粒，不能去除鹽類。這里只對反滲透系統的進出水電導率進行比較，結果見圖5。

RO進水(shui)電(dian)導率為l 240．3～1 409．7μS／cm．RO產水(shui)電(dian)導率為17．4-20．9 μS／cm。RO使(shi)電(dian)導率下降(jiang)98％以(yi)上。RO膜濾徑(jing)在納米級，能(neng)去除相對分(fen)子(zi)(zi)質量(liang)在數百以(yi)下的分(fen)子(zi)(zi)和離子(zi)(zi)，使(shi)得廢水(shui)中大部分(fen)鹽(yan)分(fen)被去除掉，RO產水(shui)電(dian)導率在20μS／cm左(zuo)右(you)。

3．5超濾(lv)運(yun)行跨膜(mo)壓差變化趨勢(shi)

超濾膜運行的跨膜壓差(transmembrane pressure，TMP)是一個重要指標，即超濾膜進水壓力和產水壓力之間的差值，它是完成膜過濾的推動力。TMP與膜產水通量在一定的范圍內呈正比關系．但達到一定程度后，TMP對產水通量的增加作用將急劇減弱，產水量將急劇降低。Omexell超濾膜的最大允許跨膜壓差為0．21 MPa[4]。一般跨膜壓差達到0．1 MPa以上，需對超濾膜進行化學清洗。單套超濾裝置運行跨膜壓差和產水量變化如圖6所示。

隨著(zhu)超(chao)濾(lv)膜(mo)截(jie)留污染物的不斷增(zeng)加(jia)，超(chao)濾(lv)膜(mo)通量(liang)也(ye)(ye)隨之下降，超(chao)濾(lv)膜(mo)跨膜(mo)壓(ya)差呈上升趨勢，產水量(liang)也(ye)(ye)隨之下降8．5％。

3．6反(fan)滲透運行壓差變(bian)化趨(qu)勢

反滲透膜運行壓差(△P)是一個重要指標，△P是指反滲透進水壓力和濃水壓力之間的差值。△P與膜產水通量之間的關系和超濾膜類似。單套反滲透裝置運行壓差和產水量變化如圖7所示。

隨著反(fan)滲(shen)透膜截留污染物和鹽(yan)分的不斷增加(jia)，反(fan)滲(shen)透膜通量也隨之下降，反(fan)滲(shen)透膜運(yun)行壓(ya)差呈上升(sheng)趨勢，產水量也隨之下降19．3％。

4 經濟效益分析

整個系統運行經濟效益分析見表1。

從(cong)表(biao)1可以看出，該工程(cheng)投(tou)(tou)資回收快，經濟效(xiao)益(yi)顯著。反(fan)滲透產水達到工業純水標(biao)準，為廠方(fang)印染生產提供了第二(er)水源，投(tou)(tou)資回報率很高。每年減排CODCr585 t，環(huan)境效(xiao)益(yi)明(ming)顯。廠方(fang)積(ji)極參與環(huan)保的事跡(ji)得到當地政府(fu)肯定和物質獎(jiang)勵(li)。

5  結論

(1)整個系(xi)統對(dui)CODCr的去(qu)除率達到了99％以上(shang)，對(dui)濁(zhuo)度、色(se)度的去(qu)除率均接近100％，反滲透對(dui)鹽(yan)分(fen)的去(qu)除率在(zai)98％以上(shang)。超濾(lv)產水和反滲透產水分(fen)別回用于車間，滿足印染工藝要求。

(2)隨著系統的連續運(yun)行，超濾(lv)膜(mo)和(he)反滲透膜(mo)都有(you)一(yi)定程度的污染，壓差(cha)有(you)所上升(sheng)，產水量有(you)所下(xia)降。

(3)相對(dui)常規印染廢水處理方法，雙(shuang)膜(mo)法具有操作簡單、出水水質穩(wen)定(ding)、運(yun)行費(fei)用較低、經濟和環境效(xiao)益顯著(zhu)等特點。

[參考文獻]

[1]國家環保(bao)總局(ju)科技(ji)(ji)標(biao)準司．印染(ran)廢水污(wu)染(ran)防治(zhi)技(ji)(ji)術指(zhi)南[M]．北京：中國環境科學出版社．2002：76–78．

[2]阮新潮(chao)，曾慶福，黎謙(qian)．紡織印染廢水處理技術進展[J]．武漢科技學(xue)院(yuan)學(xue)報，2001，14(2)：66 71．

[3]奚(xi)旦(dan)立，陳(chen)季華，馬(ma)春燕(yan)．印染(ran)廢(fei)水(shui)處(chu)理現狀及存在(zai)問(wen)題[C]全國紡織印染(ran)廢(fei)水(shui)深度處(chu)理及回用和污水(shui)達標(biao)排放學術(shu)研(yan)討會，2005．

[4]曾敬容．次氯酸鈉溶液的用(yong)途及制(zhi)法[J]．中國氯堿，1994(6)：21–25．

[5]DOW．DOW OMEXELLTM UF產品技術手(shou)冊(ce)[Z]．DOW Chemical Zhejiang OMEX Environmental Engineering,Ltd：33．

[6]彭會清(qing)，許開(kai)．印染(ran)廢(fei)水處理現狀與進展[J]．四川(chuan)紡織(zhi)科(ke)技，2003(2)：11–14．

[7]DOW．DOW FILMTECTM反滲透膜和納濾膜元件產品與技術手冊[Z]DOW Chemical FILMTEC,2008：5–6．
 

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章