膜技术在印染废水深度处理回用中的应用
印染废水是指印染加工过程中各生产工序所排放的综合废水，生产过程中因纺织印染原料不同或印染工艺不同而产生不同水质的废水。随着国家环保节水政策的日益严格，以及企业自身用水要求的提高和产能扩张的需求，水的再利用已经成为印染企业必不可缺的工作。印染废水具有排放量大、水质复杂、CODCr浓度高且难生物降解、硬度高、盐度高等特点[1]。目前对印染废水的处理主要是达标排放，国内总回用率不到7％。膜法技术广泛应用于废水深度处理回用中，但在印染废水回用领域的应用仍处在摸索阶段。本文主要介绍某化纤织造公司的达标废水回用案例，详细介绍反渗透技术在印染废水回用的情况。
1 工程概况
佛山某化纤织造公司是一家专业生产毛巾的企业。该公司在生产过程中产生的印染废水，经废水站处理后出水达到广东省地方标准DB 44／26—2001《水污染物排放限值》第二时段一级标准。废水处理工艺流程如图1 所示。废水处理站的设计规模为300 m3／d，按每天运行24 h，即系统处理规模为12．5 m3／h。废水回用处理系统产水总量约150 ～200 m3／d，回用率达50％～ 66％，废水回用工程不仅减少了公司新鲜水的用水量，而且减少了污染物的排放量，取得了较好的经济效益和环境效益。
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图1 废水处理工艺流程
2 回用水处理工程设计
2．1 回用原水水质及产水水质
回用原水为该公司废水站处理后的达标出水。根据业主要求，并结合废水净化后的特点，拟定了1 个印染回用水质量标准。经过废水处理站处理后的回用原水水质及满足印染回用水要求的产水水质如表1 所示。
表1 原水水质及产水水质
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注：硬度以CaCO3计
2．2 回用规模
由于整个污水站建于室内，无厌氧处理，处理出水水质具有波动性，对回用水处理系统的运行有一定的影响。在回用设计时，按产水量180 m3／d，即7．5 m3／h 设计，回用率60％。
2．3 回用水处理工艺
通过对原水水质和产水水质污染物指标的对比分析，回用水处理工程对水质盐度、色度、浊度及SS 等污染物的去除有较高的要求。
首先根据原水的高盐度确定系统的基本处理工艺为脱盐处理。脱盐工艺采用反渗透，反渗透是20 世纪60 年代发展起来的膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程[2]。反渗透工艺的设备投资较离子交换技术高，但是由于减少了操作阀门、管件等，而大大地简化了回用系统的操作，减少误操作的发生。另外，反渗透工艺的除盐效果好，一般除盐率均可达99％以上。反渗透工艺没有酸碱废水的排放，其排放的浓水还可以回收再用，成为预处理系统的清洗水，因此废水排放量很少，且没有再生液的消耗。该工艺运行稳定，费用低，现已成为回用水处理及除盐水处理最为常用的工艺之一。
原水虽经物化－生化处理后，CODCr的质量浓度降低至50 ～ 60 mg／L，但相对RO 系统的进水要求仍偏高。高CODCr、高色度、高浊度及高SS 的水进入RO 后极有可能造成RO 系统的堵塞及频繁清洗。因此整个工艺需采用合适的预处理，使系统的运行既不造成较高的运行成本，也有利于后续反渗透的运行。回用水预处理采用过滤的方法，过滤设备采用多介质过滤与活性炭过滤结合的方式，在过滤时，废水首先通过提升泵提升到多介质过滤器，通过微絮凝去除原水中的悬浮物、色度、SS等，然后正压进入活性炭过滤器进行吸附过滤，可以有效截留大分子物质、杂质和有机物，降低水中的色度、臭味、微生物数量等[3]。根据原水性质及处理要求，确定采用的工艺流程如图2 所示。
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图2 处理工艺流程
3 主要处理单元设计参数
（1）多介质过滤器。采用碳钢防腐结构，石英砂-无烟煤过滤结合，罐体尺寸Ф 1 500 mm × 3 800mm，过滤流速7 m／ h。过滤前进水管道设置HR药剂混合器，用于微絮凝反应。多介质过滤器是反渗透系统的重要预处理装置，它的作用是滤除原水中带来的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质，保证其出水SDI（污染指数）≤ 5。
（2）活性炭过滤器。采用碳钢衬胶结构，罐体尺寸Ф 1 500 mm × 3 800 mm，过滤流速7 m／ h。经过絮凝过滤后的水已经去除了大部分的悬浮物质以及胶体等，但是水中依然存在有机物质、余氯等，由于有机物会与铁离子等在反渗透膜表面结垢，使盐透过率、进水压力增加，产水量下降；而余氯更是会使膜的性能恶化。因此，必须严格控制反渗透进水中的有机物浓度以及余氯量。
（3） YD 微滤器。采用不锈钢罐体结构，罐体尺寸Ф 250 mm × 1 500 mm，过水量12．5 L／（m2·s）。YD 微滤器主要起预过滤作用，主要滤掉直径10μm 以上的杂质。
（4）保安过滤器。采用不锈钢罐体结构，罐体尺寸Ф 250 mm × 1 500 mm。保安过滤器的作用是截留来水中直径大于5 μm 的细小颗粒，防止其进入RO 系统。另外，设置保安过滤器还可以保护高压泵的叶轮不被划伤。
（5）反渗透系统。本系统RO 膜元件采用抗污染膜元件，单根膜水通量为40 m3／d，脱盐率98％。系统采用1 级2 段设计，按照26（6）∶ 13（13）排列，39 支6 芯膜壳。系统产水量180 m3／d，回收率60％。反渗透系统可以有效去除水中溶解盐、胶体、大部分有机物及未去除的小颗粒等[4]。
（6）浓水处理系统。设置旋流反应器及砂滤器各2 台，反渗透的浓水经处理后可达标排放。
4 运行效果
该工程至今已运行近1 a，系统运行情况良好，处理效果较佳。系统进出水水质监测数据见表2。
表2 系统进出水水质
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5 投资及运行费用
项目投资约120 万元，处理水量300 m3／d。运行费用主要包括电耗、药耗、活性炭的再生及更换、膜的清洗及更换费用等，运行成本约2．2 元／m3[水]。
6 结语
工程实践表明，采用多介质过滤－活性炭吸附－YD 微滤－反渗透系统工艺深度处理印染达标排水，出水水质能够达到印染行业用水标准，该工艺对盐度及CODCr有较好的处理效果。预处理采用活性炭吸附，活性炭易饱和，对处理规模小的项目具有一定的实用性。
参考文献：
[1] 韩长秀，曹梦，张宝贵．絮凝法在印染废水处理中的应用进展[J]．工业水处理，2006，26（9）：5-9．
[2] 刘茉娥，蔡邦肖，陈益棠．膜技术在污水治理及回用中的应用[M]．北京：化学工业出版社，2005．
[3] 徐竟成，许健，李光明，等．微絮凝－微滤用于印染废水回用反渗透预处理的试验研究[J]．环境工程学报，2007，1（11）：64-68．
[4] 武华平．双膜法处理印染废水回用工程实例[J]．工业用水与废水，2010，41（2）：72-74．
作者简介：钟毓（1980-），男，广东普宁人，工程师，大学本科，主要从事环境工程设计方面的工作.
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