1、前言
我國是水資源相對匱乏的國家,印染行業(yè)是耗水大戶,平均生產lkg產品需要消耗0.2~0.5 m3的水,同時印染企業(yè)也是排污大戶,其廢水排放量占紡織工業(yè)廢水排放量的80%。印染廢水的回用率很低,通常只有7%,是所有行業(yè)中水回用率較低的行業(yè)。因此,開展印染行業(yè)的污水治理迫在眉睫,而實現(xiàn)印染企業(yè)的水資源循環(huán)使用已成為解決環(huán)境污染及緩解用水困難的措施之一.也是企業(yè)提高競爭力.提質升級的重要舉措。
2、處理技術路線的設計原則
當前印染企業(yè)正處于新老交替,產業(yè)優(yōu)勢轉移,提質創(chuàng)優(yōu)的發(fā)展階段。水的封閉循環(huán)利用已成為企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個重要目標。因此,企業(yè)對用水和污水回用應根據(jù)自身特點和發(fā)展要求及早進行合理設計和規(guī)劃. 對于現(xiàn)有印染企業(yè),應從實際出發(fā),首先對現(xiàn)有污水處理設施進行評估,在得到確切評估結果的基礎上進行整改、補充和添置新設施等,根據(jù)北京山美水美經驗通常是因為出水水質的不合格或達不到回用的要求,為了不改變現(xiàn)有工藝,最簡單的方式就是在深度處理階段,采用高級氧化(高氧大型臭氧+活性炭)方式,安裝方便。實施宗旨是利用一切現(xiàn)有設施,力求成本節(jié)約。設計原則是合理選擇污水深度處理工藝,有效控制回用成本。按照國家污水排放一級標準進行設計,以減輕深度處理的難度,降低廢水回用的運行成本。
3、合理的回用技術
現(xiàn)有的印染廢水回用技術往往是在印染廢水達標排放的基礎上,對原水(廢水處理設施的出水)進行三級處理,由于原水成分復雜,不穩(wěn)定,很難形成一種規(guī)范性、普適性的回用技術路線。各企業(yè)要根據(jù)企業(yè)回用水質的要求。選擇具體的深度處理工藝或者集成工藝。 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(wěn)定.一般很難達到一級排放標準.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最容易忽略的。也是改造和新設計工藝的重點,傳統(tǒng)的氯制劑還會產生二次污染。目前最好的方式是高濃度氧氣源高濃度臭氧(氧氣空分技術提供,無耗材)。安裝方式簡單,采用曝氣盤在氧化池內曝氣即可。膜分離技術、離子交換法成本較高,還會產生二次高濃度污水。
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(混凝沉淀)→生化處理組合(內循環(huán)厭氧+HCR/生物活性炭+接觸氧化)→纖維球過濾→回用 將各種生物處理單元(包括厭氧、缺氧、好氧、高級好氧等)進行組合用于生化處理是一種發(fā)展趨勢。其回用水水洗后的布樣色光、深度與自來水洗后的一致。
(2)印染廢水→二級生化處理→氧化(臭氧和其它高級氧化技術)→過濾或者吸附→回用 二級生化出水后采用氧化技術結合活性炭吸附工藝是當前印染廢水回用技術經??紤]的工藝,氧化對廢水脫色非常有效.可把復雜的染料大分子轉化成了有機小分子,氧化工藝結合活性炭吸附工藝.兩者相互取長補短,可大幅度提高印染廢水的回用水質。
4、影響因素和回用水質
在染色工序中.對水質要求嚴格,水質的優(yōu)劣直接影響產品的質量,染料和助劑的消耗量。通常對紡織品染色品質要求越高.對水質的要求也越高.只有回用水水質各項指標都控制在使用水水質指標范圍內.才真正意義上做到水的有效回用。目前國家還沒有出臺統(tǒng)一的印染廢水回用水質指標,但參照中國印染協(xié)會提出的印染行業(yè)用水水質標準,可采如下回用水質標準:
色度(稀釋倍數(shù))≤25,
CODMn≤20,
總硬度(CaC03計)≤400 mg/L,
透明度≥30cm,
pH值6.0-9.0,
SS≤30mg/L,
鐵為0.2-0.3mg/L,
錳≤0.2mg/L。
注:引自中國印染行業(yè)協(xié)會環(huán)保專業(yè)委員會“印染行業(yè)發(fā)展和水資源問題”報告。 廢水處理回用于生產是否可行。要依據(jù)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(shù)(或者說影響因素)主要有色度、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數(shù).色度高會直接影響織物的顏色,從而降低色牢度;硬度高會使纖維變脆,著色變黃,從而降低顏色的鮮明度:無機鹽濃度必須控制在一定范圍內,過高會影響染布的勻染性,C1-過多會直接影響一些活性染料勻染性和色牢度.且易使染布褪色,過高的鐵錳鹽會使纖維布匹產生斑點以及染色不鮮艷等。因此.如何從諸多影響因素中篩選出主要因素,再通過監(jiān)測主因水平來表征并建立一套回用水水質指標及標準將是今后業(yè)界研究的一個熱點。企業(yè)要做好廢水回用工作,也要根據(jù)生產要求來確定適用于自身的回用水水質指標及標準。
5、回用應注意的問題
廢水的大量回用會對生產產品和污水處理系統(tǒng)產生影響,應注意如下三個問題: (1)有機污染物循環(huán)積累 因為回用水中總會殘存有機污染物.這些有機污染物通過回用從而轉移到生產中。隨著循環(huán)次數(shù)的增加.勢必就會造成有機污染物的積累,積累到一定程度就會對整個污水處理系統(tǒng)產生影響。 (2)無機鹽的循環(huán)積累在印染過程中通常會加人大量的無機鹽類物質,如碳酸鈉、碳酸氫鈉、多聚磷酸鈉、氯化鈉、硫酸鈉、連二硫酸鈉等。由于傳統(tǒng)末端處理工藝并不能去除無機鹽,此時一味增加回用率,無機鹽的循環(huán)積累會影響產品質量和污水處理單元。有研究表明,印染用水的電導率超過3000μS/cm,即含鹽量約大于2000mg/L時。鹽容易在織物上產生斑跡,影響產品的質量,而含鹽量過高,造成鹽的濃度升高會對廢水生化處理單元產生破環(huán)性影響。因此,回用水的脫鹽是維持循環(huán)系統(tǒng)鹽的平衡,從其分離原理上,還是從經濟性上考慮,都不具有可行性和適用性。(3)回用處理后排放濃水的處理和排放問題 膜分離技術應用于印染廢水回用,盡管脫鹽率高,但在得到大量回用水的同時,也產生包含大量的含鹽和有機物染料的濃縮液,而濃縮液會對生化處理單元有影響。因此,應時刻注意濃縮液的氧化分解。
6、回用水的使用
染色廢水在經過“清濁分流”后,應遵循“分質、分工段回用”和“適當回用”兩個原則,占總污水量1/8到1/10的濁污水.從回用量上講并不是回用的重點,可以結合“水解酸化+好氧處理”等工藝處理后排放.不再考慮回用或者少量回用于低品質用水,如沖洗用水、綠化用水和沖洗道路等。而清污水主要來自染缸內的冷卻水、蒸汽冷凝水、染色的前處理水、染色水和染色后漂洗水等。冷卻水和冷凝水可以進行現(xiàn)場收集.經簡單處理后可立即回用,或者部分回用到染色前處理部分工序。前處理工序用水量約占總水量的15%.對水質要求不高,本身就需添加一些表面活性劑、堿等,回用水可以考慮回用于前處理階段。染色工序用水量約占總水量的60%,對水質要求較高,可使用部分回用水。染深色時回用率可適當增加.回用水中鹽分和氯離子的濃度不能高,會影響染色效果。染淺色布時,回用水使用率不能高.染色工序最多只能考慮20%左右。后整理工序用水量約占總水量的10%,對水質要求較高,不宜使用回用水.而且后整理廢水最好也不要作為回用水水源.因為后整理使用柔軟劑、防水劑等助劑對前處理和染色效果都有影響。工廠其他雜用水,如沖廁、澆花等可以全部使用回用水,約5%左右。染色的前處理水、染色水和后漂洗水,是水回用的重點,其廢水可作為原水的進水,經處理后回用。由于回用水中存在有機染料和鹽份的循環(huán)積累,在考慮大量回用時,除了考慮脫鹽的問題外,還應注意“適當回用”原則。而回用水量與新鮮水量的比(回用率)是衡量適當回用的重要參數(shù)。
7、回用率的確定
印染企業(yè)應從一味提高污水回用率和減少新鮮水補充量的誤區(qū)走出來,應根據(jù)生產需要確定回用率。污水回用中因循環(huán)濃縮,存在著水質變差問題,探究其變化規(guī)律,確定運行參數(shù),做到既節(jié)水又保證回用水質穩(wěn)定、合格,具有重要意義。在回用水工藝設計時,先對循環(huán)系統(tǒng)中有機污染物、鹽分等參數(shù)進行質量恒算.通過數(shù)學歸納法推導出污染物循環(huán)積累的數(shù)學模型.再通過證明模型的收斂性,確定污染物極限濃度與回用比例的關系,了解回用率對產品質量影響的規(guī)律.從而指導水回用實踐。 根據(jù)生產實際.合理安排回用水和新鮮水的比例.是否可以緩解鹽份和污染物積累對產品質量和污水處理系統(tǒng)的影響,這方面的研究還鮮見報道。通常講脫鹽可以改善回用水質,從而增加廢水回用率,如果不采用脫鹽技術.有研究表明.回用率最好控制在30%以下。
8、回用技術展望
(1)企業(yè)應打破末端深度治理回用的舊觀念,從源頭預防人手,在企業(yè)全面開展清潔生產和節(jié)能減排工作.并對企業(yè)水系統(tǒng)進行綜合治理.不斷優(yōu)化廢水回用方案。對印染企業(yè)水系統(tǒng)實施了綜合治理方案.方案包括源頭生產工藝改進、環(huán)保設備的選型、綠色染化藥劑的篩選、殘漿殘液的集中處理、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,使得企業(yè)節(jié)水減排大為改觀。浙江中紡集團十分重視水回用工作,采用北京山美水美高氧大型臭氧機,進行深度氧化進行脫色、降低COD達到回用指標。處理水量12000 t/d與恰當?shù)纳疃忍幚砉に囘M行集成,本著“務實治理、適度回用”的原則,切實地走回用之路。使終出水CODcr<50 mg/L,此法運行費用低、占地少,是目前值得推廣的深度處理及回用技術。