印染废水的膜法回用技术

印染废水的膜法回用技术2008年9月4日慧聪网在全国各工业行业中，废水排放量居前5位的行业为造纸业、化工制造业、电力业、黑色金属冶炼业和纺织印染业，其中纺织印染业废水排放量占全国工业废水统计排放量的7.5%，其废水排放总量居全国工业行业第五位，总量为14.13亿吨每年，其中印染废水约为11.3亿吨(占纺织印染业废水的80%)，约占全国工业废水排放量的6%，每天排放量在300-400万吨。印染污染物大多是难降解的染料、助剂和有毒有害的重金属、甲醛、卤化物等。每排放1吨印染废水，就能污染20吨水体。加入WTO后，纺织印染近几年均以两位数增长，但污染物处理设施难以同步，污染物排放总量有增加趋势。目前全国印染废水处理设施总投资超过百亿元人民币。在我国工业行业的四大重点COD排放行业中，纺织印染业的COD排放量位居第四位。造纸、食品行业的COD排放比重逐年下降，而纺织印染和化工行业的COD排放比重逐年上升，其中纺织印染业的比重从4.7%上升到5.6%。可以看出，纺织印染行业的废水存在“水量大、COD排放总量大、废水处理困难”等诸多特点。2.印染废水进行再利用的必要性印染废水是以有机污染为主的成分复杂的有机废水，处理的主要对象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质。虽然印染废水的可生化性普遍较差，但除个别特殊的印染废水(如纯化纤织物染色)外，仍属可生物降解的有机废水。其处理方法以生物处理法为主，同时需辅以必要的预处理和物理化学深度处理。预处理工艺主要包括调节、中和、废铬液处理与染料浓脚水预处理等；而生物处理工艺主要为好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性，缺氧、厌氧工艺也已应用于印染废水处理中。常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外，电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。但通过此类工艺处理的纺织印染废水，最多只能达标排放，不可能达到回用水水质标准作为纺织印染的工艺用水。而作为回用的工艺用水，对水质指标特别是有机物、色度、硬度等指标有更为严格的要求.2)原水硬度在150-325mg/L之间，大部分可用于生产，但溶解性染料应使用小于或等于17.5mg/L的软水，皂洗或碱液用水硬度最高为150mg/L；3)喷射冷凝器冷却水一般采用总硬度小于或等于17.5mg/L的软水。对大部分企业进行实际水质检测的分析结果表明，经处理后达到排放标准的染色废水，由于含有染料、表面活性剂、胶质、软水剂、退浆废水、碱减量废水等的各类无机、有机残余物，水中含盐量往往达到1000mg/L以上，总硬度也远高于150mg/L，而且硬度组成成分均是用普通的石灰法等难以去除的永久硬度。因此，即使生化后通过常规加药能将色度去除大部分，该类水如未经脱盐处理，也不可能满足现印染工艺用水的质量要求。由于工业化发展带来水环境的持续恶化，水资源的日益缺乏使国家对环保节水问题日益重视，目前江浙、广东一带等印染加工业集中地区、北方部分缺水地区，已普遍提高了废水处理排放标准；对印染企业的废水排量也进行严格限制，取水资源费、污水排放费也开始大幅提升。环保要求的提高已使部分地区印染企业的产能扩张面临着严重的威胁，因此，可以毫不夸张地说，今后对水资源如何进行有效再利用将成为企业发展的生命线。在此基础上，如何采用水处理新技术不断提升再利用的安全性与经济性已成为目前大部分印染企业都开始重点关注的课题。3.全膜法工艺介绍针对目前印染企业已有的废水生化处理工艺及实际工艺用水情况，在保证用水水质安全稳定的前提下，充分考虑投资与运行成本的经济性，我们建议采用先进的膜分离技术，采用膜法工艺对企业的排放废水进行全部或部分处理后再利用，其产水既可以完全达到纯水标准，满足中高档产品的生产工艺需要；同时，在兼顾投资的基础上，建议企业根据实际情况，可以进行分步实施；部分企业如工艺用水硬度及电导率要求不高，可将反渗透纯水与部分预处理超滤膜出水勾兑在一起使用，以最大程度地节约用水成本。膜法的废水再利用主要包括“超滤膜+反渗透膜”的工艺流程，超滤是以压力为驱动的膜分离过程，它能够将颗粒物质从流体及溶解组份中分离出来。超滤膜的典型孔径在0.01～0.1微米之间，对于细菌和大多数病菌、胶体、淤泥等具有极高的去除率。应用在印染废水的再处理流程中，超滤膜除对有机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渗透膜的胶体、细菌、病毒等杂质，延长反渗透膜的清洗周期和寿命，降低总体运行成本；反渗透膜可去除98%的盐离子，完全去除硬度、同时对COD、色度也具有极高的去除作用，从而确保回用水水质。采用膜法工艺进行废水再利用最终要达到的目的是：将全部或部分排放废水经过膜技术深度处理后回用，除较经济地满足企业自身用水的产能要求外，其余废水及回用装置排水合并外排，以控制外排水量，在不影响企业产能的前提下同时达到政府环保部门的要求。避免企业因为水的问题产能受到限制，或因排放废水超量超标的难控制而引发政府环保部门的强制停产或遭受严厉罚款措施，从而影响企业的正常生产，给企业带来不必要的损失。4.膜法工艺处理印染废水回用的实际效果分析浙江欧美环境工程有限公司利用膜法工艺，处理广州某纺织染整公司印染废水生化处理出水(印染废水中水)作为工艺回用水，两项工程处理水量分别达到1200t/h和800t/h，在工程投运之前，浙江欧美环境工程有限公司在该厂做了为期45天的中试性实验。4.1超滤对浊度的去除超滤在膜法处理印染废水中的作用在于去除中水中的绝大部分大颗粒物质和胶体物质，为反渗透的正常稳定运行起保护作用，而作为反渗透预处理，衡量超滤出水的一个很重要的指标就是超滤产水的浊度和产水SDI。图1显示了在整个中试运行过程中超滤出水的浊度和原中水的浊度变化对比。可以看出，超滤的浊度全部控制在0.1NTU一下，完全满足反渗透进水对浊度的要求。另外，整个运行过程中，测试超滤的产水SDI，最高为2.06，最低为0.91，也完全满足反渗透进水SDI≤5甚至SDI≤3的要求。4.2反渗透对电导率(硬度)的去除超滤在作为反渗透预处理的同时，对中水中的有机物和色度都有一定程度的去除。但真正完全去除中水中残留的有机物和色度、硬度的设备还在于反渗透。利用反渗透特殊的过滤原理，反渗透产水能够保证五年内含盐量小于80mg/L，硬度小于5mg/L，COD小于2mg/L和色度小于1度的指标。5.膜法工艺的经济性分析(以实际工程为例)为准确了解膜法处理印染的经济性，现以我司建设的浙江某地12000T/d处理水量的纺织印染厂为例进行计算和比较，范围包括从取水到回用的整个经济性分析。该地区的政策限制是：凡是该区域内的印染企业，处理后废水一律不能排河，只能进污水厂管网，进管网的要求是必须处理到COD500以下，排放价2.25元/吨水。5.1水量平衡取水;工艺用水蒸发量1000T/;生化排水12000T/全膜法处理6000T/;回用产水4300T/排水6000T/排水1700T/若不采用回用处理措施，需取水13000T/d，排水12000T/d；若采用全膜法回用处理措施，则只需取水8700T/d，排水7700T/d。5.2膜法工艺的投资和运行成本如采用膜法处理6000T/d的印染废水，初期投资为多介质过滤150万，超滤300万，反渗透250万，共计700万。6.利用膜法对印染废水进行回用的意义1)印染废水中水采用膜法处理后回用水基本不含有机物、色度和硬度，完全满足回用水的要求，技术成熟可靠；2)以6000T/d的处理量为例，全膜法系统的直接运行费用仅为1.22元/吨水；投资回收期仅为2.7年，具有很强的经济性；3)企业向高档产品发展，工艺用水水质提高，现有工艺的反渗透产水水质达到纯水指标，远远优于现有新鲜水指标；对印染产品品质提升能提供可靠的保障；4)企业发展生产规模扩大，用水、排水量增加时，回用后可解决排水量受限制的问题；5)政府对环保要求的提高，将从行政和经济两个方面进一步限制排污，可通过回用解决排放受限的问题；6)回用项目投运后，大大减少了外排总废水量，社会效益显著。