
1、前言
我國是水資源相對(duì)匱乏的國家,印染行業是耗水大戶,平均生產lkg產品需要消耗(hào)0.2~0.5 m3的(de)水,同時印染企業也是排汙大戶(hù),其廢水排放量占紡織工業廢水排放量的80%。印染廢水的回用率很低,通常隻(zhī)有7%,是所有行業中水回用率較低的行業。因此,開(kāi)展印染行業的汙水治理迫在眉睫,而實現印染(rǎn)企業的水(shuǐ)資源(yuán)循環使用(yòng)已成為解決環境汙染及緩解用水(shuǐ)困難的措施之一.也是企業提高競爭力.提質升級的重要舉(jǔ)措。
2、處理技術(shù)路線的設計(jì)原則
當前印染企業正處於新老交替,產業優勢轉移,提質創優的發(fā)展階段。水的封閉循環利用已成為企業實現可持續發展的一個重(chóng)要目標。因此,企業對用水和汙水(shuǐ)回用應(yīng)根據自身(shēn)特點和發(fā)展(zhǎn)要(yào)求及早進行合理設計和規劃(huá). 對於現有印染企業,應從實際出發,首先對現有(yǒu)汙水處理設施進行(háng)評估,在得到確切評估結果的基礎上(shàng)進行整改、補充和添置(zhì)新(xīn)設施等,根據北京山美水美經驗通常是(shì)因(yīn)為出水水(shuǐ)質的不合格或達不到回用的要求(qiú),為了不改變現有(yǒu)工藝,更簡單的方(fāng)式就是在深度處理階段,采用(yòng)高級氧化(高氧大型臭氧+活性炭)方(fāng)式,安裝方便。實(shí)施(shī)宗旨是(shì)利用一切現有設施,力求成本節約。設計原則是合理(lǐ)選擇汙水深(shēn)度(dù)處理工藝,有效控製回用成(chéng)本。按照(zhào)國家汙水排放一級(jí)標準進行設計,以減輕深度處理(lǐ)的難度,降低廢水回用(yòng)的運行成本。
3、合理的回用技術
現有的印染廢水回用技術往往是在印染廢水(shuǐ)達標排放的基礎上,對(duì)原(yuán)水(廢水處理設(shè)施的出水)進行三級處理,由於原水成分複(fù)雜,不(bú)穩定,很難形成一種規範(fàn)性、普適性(xìng)的回用技術路線。各企業(yè)要(yào)根(gēn)據(jù)企業回用水質的要(yào)求。選擇具(jù)體的(de)深度處理工藝或(huò)者集成工藝。 目前我國印染廢水處理普遍采用“物化處理+生化處理”工藝。但處理效果不夠穩定.一般很難達到一級排放(fàng)標準.常用的回用處理工藝有:混凝、過濾、高級氧化、活性炭吸附、膜分離技術、離子交換法等.高級氧化通常是提高出水水質和回用水質更容易(yì)忽略的。也是改造和新(xīn)設計工藝的重(chóng)點,傳統(tǒng)的氯(lǜ)製(zhì)劑還會產生二次汙染。目前更好的方式是高濃度(dù)氧氣源高濃度臭氧(氧氣空分技(jì)術提供,無耗材)。安裝方式簡單,采用曝氣盤在氧化池內曝(pù)氣即可。膜(mó)分離技術、離子交換法成(chéng)本較高,還會產生二次高(gāo)濃度汙(wū)水。
幾種有代表性的研究結果和應用如下:
(1)印染廢水→物化處理(混凝沉澱)→生化處理組合(內循環厭氧+HCR/生物活性炭+接觸氧化)→纖維球過濾(lǜ)→回用 將各種生物處理單元(包括厭氧、缺氧、好氧、高級好氧等)進行組合用於(yú)生化處理是一種發展趨勢。其回用水水洗後的布樣色光、深(shēn)度與自來水(shuǐ)洗後的一致。
(2)印染(rǎn)廢水→二級(jí)生化處理→氧化(臭(chòu)氧和(hé)其它高級氧化技術(shù))→過濾(lǜ)或者吸附→回用 二級生化出水後采用(yòng)氧化技術結合活性炭吸附工藝是(shì)當前印染廢水回(huí)用技術經(jīng)常考慮的工藝,氧化對廢水脫(tuō)色非常有效.可把複雜的染料(liào)大分子轉化成了有機小分子,氧化工(gōng)藝(yì)結(jié)合活性炭(tàn)吸附工藝.兩者相互取(qǔ)長補短,可大幅度(dù)提高(gāo)印染廢水的回用水質。
4、影響因素和回用(yòng)水質
在染色工序中.對水質要求嚴格,水質的優劣直接(jiē)影響產品的質量,染料和(hé)助劑的消耗量(liàng)。通常對紡織品染色品(pǐn)質要求越高.對水(shuǐ)質的要求也越高.隻(zhī)有回用水水質各項指標都(dōu)控製在使用水水質指標(biāo)範圍內.才真正意義上做到水的有效回用。目前國家還沒有出台統一(yī)的印染廢水(shuǐ)回用水質指標,但參照(zhào)中國印(yìn)染協會提出的印染行業用水水質標準,可采如下回用水質標準:
色度(稀釋倍數)≤25,
CODMn≤20,
總(zǒng)硬度(dù)(CaC03計)≤400 mg/L,
透明度≥30cm,
pH值6.0-9.0,
SS≤30mg/L,
鐵為(wéi)0.2-0.3mg/L,
錳(měng)≤0.2mg/L。
注:引自中國印染行業協會環保專業委員會“印染行業發展和水資源(yuán)問題”報告。 廢水處理回用於生產是否可行。要依據其對產品的質量是否產生影響來判斷。表征這些影響的參數(或者說影響因素)主(zhǔ)要有色度、硬度、懸浮物以及無機鹽濃度等。其中色度和硬度是較為重要的兩個參(cān)數.色(sè)度高會(huì)直接影響織物的顏色,從而降(jiàng)低色牢度;硬度高會使纖維變脆,著色變黃,從而降低顏色的鮮明度:無機鹽濃度必須控製在一定範圍內,過高會影(yǐng)響染布的勻染性,C1-過(guò)多會直接影響一些活性染(rǎn)料勻染性和色牢度.且易使(shǐ)染布褪色,過高的鐵錳鹽會使纖(xiān)維布匹產生斑點以及染(rǎn)色不鮮豔等。因此(cǐ).如何從諸多影響因素中篩選出主要因素(sù),再通(tōng)過監測主因水平來表(biǎo)征並建立一(yī)套(tào)回用水水質指標及標準(zhǔn)將是今後業(yè)界研究的一個熱點。企業要做好廢水回用工作,也要根據生產要求來確定適用於自身的回用水水質指標及標(biāo)準(zhǔn)。
5、回用應注意的問題
廢水的大量回用會(huì)對生產產品和汙水處理係統產生影響,應注意如下三個問題: (1)有(yǒu)機汙染物循環積累 因為回用水中總(zǒng)會殘存有機汙染物.這些有機汙染物通(tōng)過回用從(cóng)而轉移(yí)到生產(chǎn)中。隨著循環次數的增加.勢(shì)必就會造成有機汙染物的積累,積累到一定程度就會對整個汙水處理係統產生影響。 (2)無機鹽的(de)循環(huán)積累在印(yìn)染過程中通常會加人大量的無機鹽類物質,如(rú)碳酸鈉、碳酸氫(qīng)鈉、多聚磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉、連(lián)二硫酸鈉(nà)等。由於傳統末端處理工藝並不能(néng)去除無機鹽,此時一味增加回(huí)用率(lǜ),無機鹽的循(xún)環(huán)積(jī)累會影響產品質量和汙水處理單元。有研究表明,印染用水的電導率超過3000μS/cm,即含鹽量約大於2000mg/L時。鹽容易在織物上產(chǎn)生斑跡,影響產品的質量(liàng),而含鹽量過高,造成鹽的濃度升高(gāo)會對廢水生化處(chù)理單元產生破環性(xìng)影響。因(yīn)此,回用水的脫鹽是維持循環係統鹽的平衡,從其分離原理上(shàng),還(hái)是從經濟性上考慮,都不具(jù)有可行(háng)性和適用性。(3)回用處理後排放(fàng)濃水的處理和排放問題 膜分(fèn)離技(jì)術應用(yòng)於印染廢水(shuǐ)回用,盡管脫鹽(yán)率高,但在得到大量回用水的同時(shí),也產生包含大量的含鹽(yán)和有機物染料的濃縮液,而濃縮液會對生化處理單元有影(yǐng)響。因此,應時刻注意濃縮液的氧化分解。
6、回用水的使用
染色廢水(shuǐ)在經過“清濁(zhuó)分流”後,應遵循“分質、分工段回用”和(hé)“適(shì)當回用”兩(liǎng)個原則,占總汙水量1/8到1/10的濁汙水.從回用量上講並不是回用的重點,可以結合“水解酸化+好氧處理”等工藝(yì)處理後排放.不再考慮回用或者少量回(huí)用於低品質用水,如衝洗用水、綠化用水和衝洗道路等。而清汙水主要來自染缸內的冷卻水、蒸(zhēng)汽冷凝水、染色的前處理(lǐ)水、染色水和染色後漂洗水(shuǐ)等。冷卻水和冷凝水可以進行(háng)現(xiàn)場收集.經簡單(dān)處理後可立即回用,或者部分回用到染(rǎn)色(sè)前處理部分工(gōng)序。前處理工序(xù)用水量約占總水量的15%.對水質要求不(bú)高,本(běn)身(shēn)就需添(tiān)加一些表麵活(huó)性劑、堿等,回用水可以考慮(lǜ)回用於前處理階段。染色工(gōng)序用水量約占總水量的60%,對水質要求較高,可使用(yòng)部分回(huí)用水。染深色時回用率可適當增加(jiā).回用水中鹽分和氯離子的濃度不(bú)能高,會影響染色效(xiào)果。染(rǎn)淺色布時,回用水使用率不能(néng)高.染色工序更多隻能考慮(lǜ)20%左(zuǒ)右。後整理工序用水量約占總水(shuǐ)量的(de)10%,對水質要求較高,不宜使用回用水.而且後整(zhěng)理廢水更好也不要作為回用水水源.因為後(hòu)整理使(shǐ)用柔軟劑、防水劑等助(zhù)劑對前處理和(hé)染色效果都有影響。工廠其他雜用水,如衝廁、澆花等可以全部(bù)使用回(huí)用水,約5%左右。染色的前處理水、染色(sè)水和後漂洗水,是水回用的重點,其廢水可作為(wéi)原水的進水,經處理後(hòu)回用。由於回用水中存在有(yǒu)機染料和(hé)鹽份的循環積累,在(zài)考慮大量回用時,除了考慮脫(tuō)鹽(yán)的問題外,還應(yīng)注意“適當(dāng)回用(yòng)”原則。而回用水量與新鮮水量的比(回用率)是(shì)衡量(liàng)適當回用的重要參數。
7、回用率(lǜ)的(de)確定
印染企(qǐ)業應從一味提高汙水(shuǐ)回用率(lǜ)和減少新鮮水補充量的誤區走出來,應根據生產需要確定回用率。汙水回用中因循環濃縮,存在著水質變差(chà)問題,探究其變(biàn)化規律,確定運行參數,做到既節水又(yòu)保證回用水質穩定、合格,具(jù)有重要(yào)意義。在回用水工藝設計時,先對循環係統中有機汙染物、鹽分等參數進行質量恒算(suàn).通過數學歸納(nà)法推導出汙染物循環積累的數學(xué)模(mó)型.再通過證明模型(xíng)的收斂性,確定汙染(rǎn)物極限濃度與回用比(bǐ)例的關係,了(le)解回用率對產品質量影響的規律.從而指導水回用實(shí)踐。 根據生產實際.合理安排回用水和新鮮(xiān)水的比例.是否(fǒu)可以緩解鹽份和汙染物積累對產品質量和汙水處(chù)理係(xì)統的影響,這方麵的研究(jiū)還鮮見報道。通常講脫鹽可以改善回(huí)用水質,從而增加廢水回用率,如果不(bú)采(cǎi)用脫(tuō)鹽技術.有研究表(biǎo)明.回用率更好控製在30%以下。
8、回用技術展(zhǎn)望
(1)企業應打破末端(duān)深度治理回用的舊觀念,從源頭預防人手,在企業全麵開展清潔生產和節能減排工作.並對企業水係統進行綜合治理.不斷優化廢水回用方案。對印染企業水係統實施了綜合治理方案.方案(àn)包括源頭生產工藝改進、環保設備(bèi)的選型、綠色染(rǎn)化藥劑(jì)的篩選(xuǎn)、殘漿殘液的(de)集中處理、冷凝水就地回用。鍋爐水膜除塵作預處理.部分水經三級處理直接回用等(děng),使得企業節水減排大為改觀。浙江(jiāng)中紡(fǎng)集(jí)團十分(fèn)重視水回用工作,采用北京山美水美高氧大(dà)型臭氧機,進(jìn)行深度(dù)氧化進行脫色、降低COD達到回用指標。處理水量12000 t/d與恰當的深度(dù)處(chù)理工藝進(jìn)行集成,本著“務(wù)實治理、適度回用(yòng)”的原則,切實地(dì)走(zǒu)回用之路。使(shǐ)終出水CODcr<50 mg/L,此法運行費用低(dī)、占(zhàn)地(dì)少,是(shì)目(mù)前值得推廣的深度處理及回用技(jì)術。