膜技術在印染廢水深度處理回用中的應用
印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是指印(yin)染(ran)加工過程中(zhong)各生(sheng)產(chan)工序所排放的(de)(de)(de)(de)綜合廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),生(sheng)產(chan)過程中(zhong)因紡織印(yin)染(ran)原(yuan)料不(bu)同或印(yin)染(ran)工藝不(bu)同而產(chan)生(sheng)不(bu)同水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。隨(sui)著國(guo)家環(huan)保節水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)政(zheng)策的(de)(de)(de)(de)日益(yi)嚴格,以及企業自身(shen)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)要(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)提高和產(chan)能擴張的(de)(de)(de)(de)需求(qiu),水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)再利用(yong)已(yi)經成為(wei)印(yin)染(ran)企業必不(bu)可缺(que)的(de)(de)(de)(de)工作。印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)具有排放量大(da)、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)復雜、CODCr濃度高且難生(sheng)物降解、硬度高、鹽度高等特點[1]。目前對印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)主要(yao)(yao)是達(da)標排放,國(guo)內總回用(yong)率不(bu)到(dao)7%。膜(mo)法技(ji)(ji)術(shu)(shu)廣泛應(ying)用(yong)于廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)度處(chu)理(li)回用(yong)中(zhong),但在(zai)印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回用(yong)領域(yu)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)仍處(chu)在(zai)摸索階段。本文主要(yao)(yao)介紹某化纖織造公司的(de)(de)(de)(de)達(da)標廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回用(yong)案例(li),詳細介紹反(fan)滲透(tou)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在(zai)印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回用(yong)的(de)(de)(de)(de)情況。
1 工程概況
佛山某(mou)化纖織造公(gong)司(si)(si)是一家專業(ye)生(sheng)產毛巾的(de)企業(ye)。該(gai)公(gong)司(si)(si)在生(sheng)產過程中產生(sheng)的(de)印染廢水(shui)(shui)(shui),經廢水(shui)(shui)(shui)站處理(li)后(hou)出水(shui)(shui)(shui)達到(dao)廣東省地方標(biao)準DB 44/26—2001《水(shui)(shui)(shui)污染物排放限值》第二時段一級標(biao)準。廢水(shui)(shui)(shui)處理(li)工藝流程如圖1 所示。廢水(shui)(shui)(shui)處理(li)站的(de)設計規模為(wei)300 m3/d,按每天運行24 h,即(ji)系統(tong)處理(li)規模為(wei)12.5 m3/h。廢水(shui)(shui)(shui)回用處理(li)系統(tong)產水(shui)(shui)(shui)總(zong)量約(yue)150 ~200 m3/d,回用率達50%~ 66%,廢水(shui)(shui)(shui)回用工程不僅減少了(le)公(gong)司(si)(si)新鮮水(shui)(shui)(shui)的(de)用水(shui)(shui)(shui)量,而且減少了(le)污染物的(de)排放量,取(qu)得了(le)較好的(de)經濟效(xiao)益和(he)環(huan)境效(xiao)益。
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圖1 廢水處理工藝流程
2 回用水處(chu)理工程設計
2.1 回用原水(shui)水(shui)質及產水(shui)水(shui)質
回(hui)用(yong)(yong)原水(shui)(shui)為該(gai)公司廢(fei)水(shui)(shui)站處(chu)理后的達標出水(shui)(shui)。根(gen)據業主(zhu)要求,并結合廢(fei)水(shui)(shui)凈化后的特點,擬定了1 個印染回(hui)用(yong)(yong)水(shui)(shui)質量標準(zhun)。經過廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)理站處(chu)理后的回(hui)用(yong)(yong)原水(shui)(shui)水(shui)(shui)質及滿(man)足(zu)印染回(hui)用(yong)(yong)水(shui)(shui)要求的產水(shui)(shui)水(shui)(shui)質如表1 所示。
表1 原水(shui)(shui)水(shui)(shui)質及產水(shui)(shui)水(shui)(shui)質
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注:硬度(du)以(yi)CaCO3計(ji)
2.2 回用規模
由于整個污水(shui)(shui)站建(jian)于室內,無厭氧處(chu)理(li),處(chu)理(li)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質具(ju)有(you)波(bo)動性(xing),對回(hui)用(yong)(yong)水(shui)(shui)處(chu)理(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)運行有(you)一定的(de)(de)影響(xiang)。在(zai)回(hui)用(yong)(yong)設(she)計(ji)時,按(an)產水(shui)(shui)量180 m3/d,即(ji)7.5 m3/h 設(she)計(ji),回(hui)用(yong)(yong)率60%。
2.3 回用(yong)水處理(li)工藝(yi)
通過(guo)對(dui)原水水質和產水水質污染(ran)物(wu)指標的對(dui)比分析(xi),回用水處理工(gong)程(cheng)對(dui)水質鹽度、色度、濁度及(ji)SS 等污染(ran)物(wu)的去(qu)除有較高的要求。
首(shou)先(xian)根據原水(shui)(shui)(shui)的(de)高鹽度確(que)定系統(tong)的(de)基(ji)本處(chu)理工藝(yi)(yi)為(wei)(wei)脫(tuo)鹽處(chu)理。脫(tuo)鹽工藝(yi)(yi)采用反滲透,反滲透是(shi)20 世紀60 年(nian)代(dai)發展起來的(de)膜分離技術(shu),是(shi)依靠反滲透膜在(zai)壓力下(xia)使溶液中的(de)溶劑與溶質進行分離的(de)過程[2]。反滲透工藝(yi)(yi)的(de)設備投資較離子交換技術(shu)高,但是(shi)由于減少(shao)了(le)操作閥門、管件等,而(er)大大地簡化了(le)回用系統(tong)的(de)操作,減少(shao)誤操作的(de)發生。另外,反滲透工藝(yi)(yi)的(de)除(chu)(chu)鹽效果好,一般(ban)除(chu)(chu)鹽率均(jun)可達(da)99%以(yi)上(shang)。反滲透工藝(yi)(yi)沒(mei)有(you)(you)酸堿(jian)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)排(pai)放,其排(pai)放的(de)濃(nong)水(shui)(shui)(shui)還可以(yi)回收再用,成為(wei)(wei)預處(chu)理系統(tong)的(de)清洗水(shui)(shui)(shui),因(yin)此(ci)廢(fei)水(shui)(shui)(shui)排(pai)放量很少(shao),且沒(mei)有(you)(you)再生液的(de)消耗。該工藝(yi)(yi)運行穩(wen)定,費(fei)用低(di),現已成為(wei)(wei)回用水(shui)(shui)(shui)處(chu)理及除(chu)(chu)鹽水(shui)(shui)(shui)處(chu)理最為(wei)(wei)常用的(de)工藝(yi)(yi)之一。
原(yuan)水(shui)(shui)雖(sui)經物(wu)化-生化處(chu)理(li)后,CODCr的(de)質(zhi)量(liang)濃度(du)(du)(du)(du)降低至50 ~ 60 mg/L,但相(xiang)對RO 系統的(de)進(jin)水(shui)(shui)要求仍偏高。高CODCr、高色度(du)(du)(du)(du)、高濁(zhuo)度(du)(du)(du)(du)及(ji)高SS 的(de)水(shui)(shui)進(jin)入RO 后極有可能造成RO 系統的(de)堵塞及(ji)頻繁清洗(xi)。因此整個(ge)工(gong)藝需(xu)采(cai)(cai)用(yong)合適的(de)預(yu)處(chu)理(li),使系統的(de)運(yun)行既不造成較高的(de)運(yun)行成本,也有利于后續(xu)反(fan)滲(shen)透的(de)運(yun)行。回(hui)用(yong)水(shui)(shui)預(yu)處(chu)理(li)采(cai)(cai)用(yong)過(guo)(guo)濾(lv)的(de)方法,過(guo)(guo)濾(lv)設(she)備采(cai)(cai)用(yong)多(duo)(duo)介(jie)質(zhi)過(guo)(guo)濾(lv)與活性炭過(guo)(guo)濾(lv)結(jie)合的(de)方式,在過(guo)(guo)濾(lv)時,廢水(shui)(shui)首先通過(guo)(guo)提升泵提升到多(duo)(duo)介(jie)質(zhi)過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)(qi),通過(guo)(guo)微絮凝去除(chu)原(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)懸(xuan)浮(fu)物(wu)、色度(du)(du)(du)(du)、SS等(deng),然后正(zheng)壓進(jin)入活性炭過(guo)(guo)濾(lv)器(qi)(qi)進(jin)行吸附過(guo)(guo)濾(lv),可以(yi)有效(xiao)截留大分子(zi)物(wu)質(zhi)、雜質(zhi)和(he)有機物(wu),降低水(shui)(shui)中(zhong)的(de)色度(du)(du)(du)(du)、臭味、微生物(wu)數量(liang)等(deng)[3]。根(gen)據(ju)原(yuan)水(shui)(shui)性質(zhi)及(ji)處(chu)理(li)要求,確定采(cai)(cai)用(yong)的(de)工(gong)藝流程如圖2 所示。
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圖2 處理工藝(yi)流(liu)程(cheng)
3 主要處理單元設計參數
(1)多(duo)介質過(guo)(guo)濾器。采用(yong)碳鋼防(fang)腐(fu)結構,石英砂-無煙煤過(guo)(guo)濾結合,罐體尺寸Ф 1 500 mm × 3 800mm,過(guo)(guo)濾流速7 m/ h。過(guo)(guo)濾前(qian)進水管道設置HR藥劑混合器,用(yong)于(yu)微(wei)絮凝反應。多(duo)介質過(guo)(guo)濾器是反滲透系統的重要預(yu)處理(li)裝置,它的作(zuo)用(yong)是濾除(chu)原水中(zhong)帶(dai)來的細小顆粒、懸浮物、膠體等雜質,保證其出水SDI(污染指數)≤ 5。
(2)活性炭過濾器(qi)。采(cai)用碳鋼襯膠結(jie)構,罐體(ti)尺寸(cun)Ф 1 500 mm × 3 800 mm,過濾流速7 m/ h。經過絮凝過濾后的(de)(de)水已經去除了(le)大部分的(de)(de)懸浮(fu)物質以(yi)及(ji)膠體(ti)等,但是水中依然存在有機(ji)(ji)物質、余(yu)氯(lv)等,由(you)于(yu)有機(ji)(ji)物會與(yu)鐵離子等在反滲透膜表面結(jie)垢,使鹽(yan)透過率、進(jin)水壓(ya)力增加,產水量(liang)下降;而余(yu)氯(lv)更是會使膜的(de)(de)性能惡化。因(yin)此,必(bi)須嚴(yan)格控制反滲透進(jin)水中的(de)(de)有機(ji)(ji)物濃(nong)度以(yi)及(ji)余(yu)氯(lv)量(liang)。
(3) YD 微(wei)濾(lv)器(qi)。采用(yong)不銹鋼罐體(ti)結(jie)構,罐體(ti)尺寸Ф 250 mm × 1 500 mm,過(guo)水量12.5 L/(m2·s)。YD 微(wei)濾(lv)器(qi)主(zhu)要(yao)起預(yu)過(guo)濾(lv)作用(yong),主(zhu)要(yao)濾(lv)掉(diao)直(zhi)徑10μm 以上的雜質。
(4)保安(an)過(guo)(guo)濾(lv)器。采用不(bu)銹(xiu)鋼罐體結構,罐體尺寸(cun)Ф 250 mm × 1 500 mm。保安(an)過(guo)(guo)濾(lv)器的作(zuo)用是截留來水(shui)中直(zhi)徑大(da)于5 μm 的細小顆粒,防止其進入(ru)RO 系(xi)統。另外,設置(zhi)保安(an)過(guo)(guo)濾(lv)器還可以(yi)保護高壓泵的葉輪不(bu)被劃傷(shang)。
(5)反滲透系(xi)統(tong)。本系(xi)統(tong)RO 膜元件采用抗污染膜元件,單根(gen)膜水(shui)通(tong)量為40 m3/d,脫鹽(yan)(yan)率98%。系(xi)統(tong)采用1 級(ji)2 段設計,按(an)照26(6)∶ 13(13)排列(lie),39 支(zhi)6 芯(xin)膜殼(ke)。系(xi)統(tong)產水(shui)量180 m3/d,回收(shou)率60%。反滲透系(xi)統(tong)可以有效去除水(shui)中(zhong)溶解(jie)鹽(yan)(yan)、膠體(ti)、大(da)部分有機(ji)物及未(wei)去除的小顆粒等[4]。
(6)濃水處理系統。設(she)置(zhi)旋(xuan)流反(fan)應器及砂濾器各2 臺,反(fan)滲透的濃水經處理后可(ke)達標排放。
4 運行效果
該工(gong)程至今(jin)已運行(xing)近1 a,系統運行(xing)情況良好,處理(li)效(xiao)果較佳。系統進出水水質(zhi)監測數據見(jian)表(biao)2。
表2 系統(tong)進(jin)出水水質(zhi)
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5 投資及運行費用
項目(mu)投資(zi)約120 萬(wan)元,處理水量(liang)300 m3/d。運(yun)行費用主要包括(kuo)電耗、藥耗、活性炭的再生及更換(huan)、膜的清洗及更換(huan)費用等,運(yun)行成本約2.2 元/m3[水]。
6 結語
工(gong)程(cheng)實踐表明,采用多介質過濾(lv)-活性炭吸附-YD 微濾(lv)-反滲透系統工(gong)藝深度(du)處(chu)理(li)印染(ran)達(da)標排水(shui),出水(shui)水(shui)質能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)印染(ran)行(xing)業用水(shui)標準(zhun),該(gai)工(gong)藝對鹽度(du)及CODCr有(you)較好的處(chu)理(li)效果。預處(chu)理(li)采用活性炭吸附,活性炭易飽和,對處(chu)理(li)規(gui)模小(xiao)的項目具有(you)一定的實用性。
參考文獻:
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作(zuo)者簡介:鐘毓(1980-),男,廣東普寧人(ren),工程師,大學本科,主要從事環境工程設計方面的(de)工作(zuo).

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