膜分离技术在纺织、印染行业废水处理中的应用

一、概述
　　
　　印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到?2000?～?3000?mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。在城镇水资源日益匮乏，环保要求日益严格的形势下，用水量大、废水排放量大无疑是困挠纺织、印染行业的两大难题；一些地方的企业，因缺水而不能满负荷生产。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。?
　　
　　印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。
　　
　　印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水pH值为6～10，CODCr为400～1000mg/L，BOD5为100～400mg/L，SS为100～200mg/L，色度为100～400倍。但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的CODCr?将增大到2000?～?3000mg/L以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH值达11.5～12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中CODCr?的量超过废水中CODCr的量20%时，生化处理将很难适应。
　　
　　印染各工序的排水情况一般是：?
　　
　　(1)退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，pH值为12左右。上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(如涤棉经纱)退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。
　　
　　(2)煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。?
　　
　　(3)漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。?
　　
　　(4)丝光废水：含碱量高，NaOH含量在3%～5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高。?
　　
　　(5)染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。?(6)印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。
　　
　　(7)整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。?
　　
　　(8)碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般＞12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。
　　
　　随着科学技术的发展、尤其是有21世纪绿色、节能高新技术之称的膜分离技术的广泛应用，为纺织、印染行业的技术革新带来了新机遇。目前，世界上许多发达国家都应用膜技术处理纺织品印染废水，取得了三大突破：①废水回用，降低软水消耗量、降低废水排放量，不仅节约50%以上的水费，而且大大减少污水后处理费用；②暖水回收，应用纳滤膜回收高温水，用于纤维素吸附水解染料的冲洗，既节约能源，又缩短染色周期，大大地提高生产效率；③染料回收，应用膜技术纯化、浓缩、回收苛性钠和靛青染料，有效地降低成本、减少污染，实现清洁生产和达标排放。所以，应用现代高科技膜分离技术，不仅可以解决困挠纺织、印染行业的两大难题，而且可以为企业增加可观的经济效益。在水资源日益紧张的形势下，应用膜技术节约水资源，对提高企业经济效益，促进企业可持续发展，具有重大的经济价值和战略意义。
　　
　　二、膜法处理工艺流程
　　
　　1、对新建企业或原建有污水处厂，且污水处理规模偏小或处理设备陈旧的企业，建议采用如下工艺：

　　
　　印染废水用管道输送到废水调节池，经水质、水量调节和适当预处理后进入膜系统，经膜系统处理后的透过液(膜出水)达到印染工艺用水要求，回用于生产；水回收率可达到70%左右。还有30%的浓水进入生化系统处理；生化系统处理达标后的出水回流到印染废水调节池，进入系统内循环。总的水回收率达到90%以上。
　　
　　2、原建有污水处理厂，污水处理规模能满足生产要求，只要求将污水处理厂的出水回用于生产的企业，建议采用如下工艺：

　　
　　印染废水用管道输送到废水调节池，经水质、水量调节和初次沉淀后进入生化系统处理；生化系统出水经适当预处理后进入膜系统，经膜系统处理后的透过液(膜出水)达到印染工艺用水要求，回用于生产；水回收率可达到70%左右。还有30%的浓水返回到生化系统处理，处理后的产水再进入系统循环。
　　
　　三、废水膜处理效果
　　
　　膜分离是一种纯物理性分离，不管废水可否生化或生化性好坏，膜都同样地进行分离污染物；也不管废水的COD有多高，膜处理也不需进行废水的预先稀释，只要符合膜的进水要求，膜就可以将污染物分离出来，使有机物、细菌、病毒、总磷、重金属离子等污染物被截留于浓缩液之中(进入系统内循环处理)。从而达到了废水处理达标或回用的目的。
　　
　　四、投资估算及经济效益评估(对新建厂)：
　　
　　1、投资估算：1000---1300元/吨
　　
　　2、水回收率70%—90%；
　　
　　3、投资回收期约3年。
　　
　　四、膜法印染废水闭路循环工艺与常规生化处理工艺比较