纺织印染废水处理、回用综合技术及提标改造工艺研究

我国是纺织品生产和出口的大国，纺织印染也是发展最早且具有国际竞争力的传统优势产业之一，经过多年的发展，竞争优势十分明显，具备世界上最完整的产业链。纺织行业在获得较大发展的同时，清洁生产的实施和节能减排工作也取得一定成效，通过采用先进工艺和设备，推广应用纺织印染废水治理技术等手段，废水治理率和达标率得到大幅提高。然而，在水资源日益短缺、环境污染不断恶化的情况下，印染行业也进入了转型升级的关键时期，尤其是印染废水处理方面，环保升级已经刻不容缓。

一、纺织印染废水提标改造的背景

(一)环保要求逐步提高

近几年来，为进行生态文明体制改革，我国环保相关政策要求不断提高，纺织印染废水的处理管理方面，也针对性出台了多项改进措施，包括：

1、提升纺织印染废水排放标准：国家强制性标准《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—2012)出台，多地亦发布印染废水地方排放标准，污染物排放限值要求大幅提升;

3、政府环保监管的高压态势常态化：环保执法力度加大，环保执法形势日趋严格，进而要求印染废水处理必须连续稳定，同时规范化管理;

(二)印染废水污染的公众关注度提升

1、环保公益组织“绿色和平组织”发布《时尚之毒》等一系列调查 告，披露众多全球知名服装品牌的代工纺织印染供应商排放废水污染环境，造成极大的社会影响，公众要求纺织印染企业废水排放“去毒”的呼声强烈;

在上述社会环境的影响下，为满足各方的要求，纺织印染企业对原有废水处理系统进行提标改造，是十分迫切及必要的。

某针织布生产及营销商，集针织、染色、印花及整理一体，并同时配套自备热电联产发电厂，其排放的废水成分复杂，其中包括丝光废水、煮漂废水、染色废水、印花废水、整理废水、电厂环保设施废水及厂区生活废水等。其中染色废水占比约60%-80%。具有污染物浓度高、色度高、难于处理等特点。

(二)处理工艺

工厂废水经综合收集混合调节后，进入自备污水处理系统处理。采用传统的“物化-水解酸化-生物接触氧化”为主的物化和生化处理相结合的处理工艺。由于污水处理设施建设年限较早，工艺相对落后，设备运行老化，管理运行中存在诸多问题。

1、基本可以满足达到国家和地方环保排放标准要求，但在现有系统上进一步提升处理水质，降低排水CODcr及色度，可改善空间不大;

2、要保证达到排放标准要求，前段物化混凝加药需投加大量的化学药剂，同时生物处理后端仍需投加化学药剂，药剂投加成本高;由于化学药剂的大量投加，产生大量的物化污泥，污泥处理难度大，且处理成本高;

3、物化混凝段在生化段之前，投加大量化学药剂，去除部分污染物后，对后续水解酸化等生物处理阶段的微生物存在一定影响，造成生物处理段处理效率不高;

三、印染废水处理提标改造工艺的中试研究简述

针对现有处理工艺中存在的问题，通过引进开展几种新型印染废水处理新技术开展中试研究，通过中试，收集分析相关技术数据，为印染企业后续废水处理提标改造或者新建废水处理设施提供参考依据。

(一)水解酸化-生物接触氧化-物化-臭氧BAF深度处理工艺中试

该中试以厂区调节池原水为进水，采取水解酸化-生物接触氧化-物化-臭氧BAF深度处理工艺，设计处理水量1t/h，调试及连续稳定运行时间为约4个月。废水原水CODcr浓度为500-800mg/L，经过前段常规生化及物化工艺处理后，CODcr可达到150-180mg/L，其后经过深度处理段工艺两级臭氧-曝气生物滤池系统，最终出水CODcr浓度约18-30mg/L，色度20-30倍，达到提升出水水质指标的目的。系统整体药剂投加成本约0.5元/吨，臭氧投加成本约1.4元/吨。

采用臭氧氧化作为后端处理，可将低浓度废水中的难降解有机物转化为可生化有机物，同时对色度具有高效的去除作用，臭氧是比较优良的氧化剂，处理效果好，反应产物无毒无害，不需进行二次处理;臭氧在水中的分解速度很快，不但不会给后续的进一步生化处理带来影响，同时可以给生物滤池提供氧源，具有协同作用。中试的结论表明采用该工艺改善废水处理水质可行。

(二)水解酸化-生物接触氧化(投加特种菌)-物化处理工艺中试

该中试以厂区调节池原水为进水，采取水解酸化-生物接触氧化(投加特种菌)-物化处理工艺，设计处理水量0.5t/h，调试及连续稳定运行时间为约2个月。废水原水CODcr浓度为500-800mg/L，通过水解酸化后，在生物接触氧化阶段投加并培养驯化生物增效菌种(包括高效脱色菌剂、高效脱氮菌剂)，接种活性污泥并培养5-10天，系统稳定运行后，最终出水指标CODcr可达60mg/L,色度<20倍。系统药剂投加成本约0.89元/吨。

该工艺的核心是生物增效技术，即在不改变原有生化系统设施、运行条件的基础上，通过向现有的生化处理系统中直接投加从自然界中筛选的优势菌种，以改善原处理系统的能力，达到对某一种或某一类有害物质的去除或某方面性能的优化目的。通过中试验证采用投加特种菌的工艺优化处理印染废水是可行的。

(三)一种磁性离子交换树脂处理工艺中试

该中试以厂区现有水处理系统生物曝气池出水为原水，进入以磁性离子交换树脂为填料的一体化处理设备，系统设计水量2t/h，调试及运行时间约1个月。原水CODcr浓度约110mg/L，色度120倍，最终出水CODcr约53mg/L,色度约65倍。系统药剂投加成本约1.92元/吨，其中用于再生的工业盐消耗成本约1.59元/吨。

采用磁性离子交换树脂一体化设备占地面积小，自控程度高，但中试的结果表明，此工艺处理后不能达到CODcr浓度低于40mg/L，色度约20倍的目标，且运行成本较高，不适用于印染废水提标改造。

(四)一种新型特种树脂处理中试

中试系统以厂区现有水处理系统生物曝气池出水为原水，进入新型特种树脂装置处理，系统设计水量0.5t/h，调试及运行时间约2个月。其中，系统进水CODcr约202mg/L,色度约118倍，经处理后，最终出水可实现CODcr可稳定于31mg/L左右，色度约10-30倍，出水水质污染物指标明显降低。系统整体药剂消耗成本约0.79元/吨，药剂主要用于新型树脂的再生。

此工艺技术采用的新型特种树脂是由经过改性合成的有机聚合体。在该树脂聚合分子中的离子基团可与水体中的离子进行对应的离子交换，通过一系列离子交换和吸附的混合机理，达到对印染废水中污染物的去除。中试结果显示，该特种树脂处理现有系统生物段出水，可有效对废水中残留染料色度进行脱除，对低浓度CODcr去除效率显著，实现对现有系统深度处理提标是可行的。

当下纺织印染废水处理优化升级改造势在必行，通过多项中试实践的验证，无论是采用全流程工艺技术升级的方式或是在原有废水处理系统基础上增加或改进处理设施的方式，均有多种处理工艺可以实现，比如臭氧BAF、优势特种菌、污水处理用新型树脂等都是可行的。在进行提标改造工程建设时，则需详细综合考量原水水质情况、可实现的排放指标、运行管理方式、一次性投资、日常运行成本等各个方面，择优选择提标改造工艺。

四、印染废水处理及回用综合技术

1.采用集成膜工艺，实现TA、PVA的回收和水的回用。废水先经预过滤后进入集成膜过滤系统，在压力的驱动下，进行TA的浓缩分离与碱、水分离，透过液主要为浓缩碱液与回用水，浓缩液经酸析后回收高纯TA或PVA。

采用集成膜工艺系统特点：

■采用集成膜技术，同步实现TA(PVA)、碱液与水的回用;

■可回收高纯度TA(PVA)，经济价值高;

■酸用量少，降低成本;

■系统成套化设计、全自动控制，操作管理方便。

2、高温废水热泵能源回收技术 高温染色废水温度约60-90℃，如直接排入废水处理系统，不但影响生物处理效果，而且浪费能源。采用污水源热泵技术回收废水中的热能，可实现节能降温，一举两得。污水源热泵系统能源回收的原理是将污水作为提取和储存能量的热源，利用热泵系统，把热废水中低位热能“提取”出来制取热水或为空调系统提供能量。

高温废水热泵能源回收系统具有以下优点：

■可再生能源利用，实现节能减排;

■污水源温度不受季节的影响，热泵机组运行更可靠、稳定;

■污水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比减少30%以上，与电供暖相比减少70%以上，节能效果显著;

■机组运行简单可靠，维护费用低;自动控制程度高，运行管理方便。

3、综合印染废水高效生化—物化二级处理工艺开发了高效厌氧水解+A/O高效生化处理+混凝沉淀(气浮)处理工艺，使处理出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级排放标准，工艺成熟，稳定可靠。

系统特点：

■开发新型高效厌氧水解反应器;

■较好的COD去除及脱氮除磷效果;

■化学混凝采用新型加药系统，节约药剂用量，降低处理成本;

■采用自动化控制技术，操作管理方便。

污水回用深度处理 （四川禹华环保—PVDF超滤膜组UF3OA200)

4、分级分质的深度处理回用集成工艺由于印染企业不同生产工艺要求的水质不同，从节约成本、提高回用的角度，采用分级分质回用的思路，既降低回用成本，又提高回用率，使总回用率大于80%。废水深度处理工艺采用高级催化氧化与膜集成技术。催化氧化技术主要用于去除废水中的有机污染物、降低COD，兼具脱色作用。集成膜系统用于废水的深度过滤与无机盐的脱除，使电导率符合回用要求。MOx/O3催化氧化处理系统臭氧催化氧化技术通过催化引发具有强氧化能力的-OH自由基，强化分解水中高稳定性、难降解有机污染物，氧化效率比单纯臭氧氧化提高数倍，显著提高了出水水质。同时开发了强化臭氧均相催化氧化及高效气液传质氧化设备，在提高臭氧利用率及氧化效果的同时，降低处理成本。

分级分质的深度处理回用集成工艺系统特点：

■采用催化氧化技术，取得COD去除与脱色作用，出水COD小于50mg/L;

■采用独特的氧化系统技术，臭氧利用效率高;

■全自动化控制，运行安全可靠，操作管理方便。系统采用具有独特结构的中空纤维膜组件和高效气-液混合反洗工艺技术，模块化结构设计，可连续、自动、稳定地运行。膜分离脱盐系统借助膜的选择截留作用，将原水中的溶解盐类、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的脱盐水，其脱盐率高于97%，从而达到纯化水质的目的。脱盐过程无相变，无需加热，工艺过程简单，能耗低，操作控制容易。

分级分质的深度处理回用集成工艺系统优点：

■系统采用PVDF超滤膜或帘式MBR膜，抗氧化性强及抗污染性好;

■RO(NF)系统采用抗污染反渗透膜，使用寿命长;

■出水水质好，可用于所有生产工艺;

■自动化程度高，操作简单，运行成本低;

■与离子交换相比，无需用酸碱再生。

PVDF 帘式MBR膜—四川禹华环保

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