纺织企业废水深度处理现状与展望

第2卷第4期湖南生态科学学报Vol.2No.42015年12月———————————————————————————————————————————————JournalofHunanEcologicalScienceDec.2015收稿日期:2015-11-10作者简介:许双双(1982-),女,河北遵化人,硕士,工程师,研究方向:水污染控制.文章编号:2095-7300(2015)04-046-04纺织企业废水深度处理现状与展望许双双(中国昆仑工程公司环境工程设计部,北京100037)摘要:纺织废水排放量大,且通过传统工艺不能彻底去除其中存在的高色、高毒、难降解物质,随着国家新排放标准的日益严格以及水资源紧缺带来的回用需求,如何有效提高纺织企业的废水循环利用率,成为了值得关注的重点之一.该文总结了目前纺织企业废水深度处理的现状,对纺织废水回用的前景进行分析和展望.表2,参9.关键词:纺织废水;深度处理;水回用;工程应用中图分类号:X791文献标识码:A我国是纺织第一大国,多年来我国纺织企业一直存在着能耗水耗高、污染严重的问题.2013年我国纺织企业的废水排放量高达21.5亿t,纺织印染废水中含有的大量的高色、高毒且难降解有机物以及重金属物质,仅通过现有的传统处理工艺不足以彻底去除.随着国务院新近发布的《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)中明确提出鼓励和推进纺织印染行业的工业水循环利用、抓好工业节水工作.国家环保部发布的国家污染物排放标准《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—2012),将纺织企业的污水处理达标要求进一步提高.由此,如何有效去除纺织废水中的大量有毒有害物质,实现纺织废水的深度处理和回用,提高纺织企业水资源利用效率,是今后纺织企业废水处理的重点和关键问题之一.1纺织废水水质特征与回用需求纺织废水具有水质波动大、色度高、有机成分复杂、盐度高等特点,不同工艺段或不同生产周期中污水的水质特征变化较大,表1中为文献「1,2］使用的纺织废水的水质特征.表1纺织废水水质特征Tab.1CharacteristicsoftextilewastewaterpH温度/℃电导/(卜s/cm)COD/(mg/L)TOC/(mg/L)TSS/(mg/L)TDS/(mg/L)色度/PCU浊度/NTUPO4-P/(mg/L)NH4-N/(mg/L)NO3-N(mg/L)7.32—210046552.05—————3.85-11.4035.0-58.0690-13810231.7-990.0—22.67-150.0014-1156476.0-1937.3—0.07-4.010.47-50.831.23-5.60纺织企业中不同的生产工艺段对用水的水质要求不同,其中冲洗、染色工艺段要求水质硬度低,而印花工艺段使用的洗涤循环水则对硬度的要求不高,可以不用软化.此外,高品质的纺织品生产往往对用水的水质要求也较高.水中残留的盐分对纺织品染色过程中的上色效果有影响,染料成分中若含有氨基、亚硝酸根以及硫化物还可能因此而改变颜色.回用水中的杂质,如残留的无机盐、表面活性剂以及其他微量的染料成分,可能会影响纺织印染过程中的漂白、染色等过程,造成纺织品上色效果、降低良品率.因此,回用水要用于纺织企业需要满足远高于一般污水再生利用标准的水质要求,表2为纺织企业的回用水水质要求.表2纺织企业循环水水质要求Tab.2Requirementsofwaterqualityfortherecycledwaterintextilewastewater标准pH硬度/(mgCaCO3/L)电导/(卜s/cm)TDS(mg/L)色度/PCU浊度/NTUTSS/(mg/L)COD/(mg/L)阴离子表面活性剂/(mgMBAS/L)非离子表面活性剂/(mgBiAS/L)参考文献意大利纺织业7-82701800—0.01(426nm吸收)—10300.00250.5「1］纺织业6-825-50100050001560-80——「2］地毯业—60—5000-20508-40——「2］2目前常用的纺织废水深度处理工艺传统的常规生化处理工艺对纺织废水中的BOD去除效果良好,通常可达到95％以上,但对COD和色度的去除效果不佳,通常COD的去除率在40％～50％,色度去除率仅为20％～30％「3］.而常用的纺织废水深度处理工艺主要包括:混凝沉淀、膜过滤、曝气生物滤池、臭氧氧化等.其中混凝沉淀对水中有机物的去除并不彻底,同时存在出水浊度不稳定的问题；而膜过滤技术,由于投资成本较高,同时废水中的大量有机助剂、柔软剂、染料以及其他含硅成分很容易造成膜的污堵,形成严重膜污染,大大缩减膜寿命,降低了处理单元的处理效率；曝气生物滤池处理效率较高,但由于纺织废水中可利用的有机物比重不高(BOD/COD＜0.3),导致出水水质仍然不够理想；臭氧对水中色度物质的脱除效果较好,但对COD去除效果一般,同时单独使用臭氧工艺的成本较高,实际使用过程中臭氧的氧化效率与具体水质条件有关,可能存在处理效果不稳定的问题「4］.也有研究者将臭氧、紫外和双氧水(H2O2)氧化结合,取得了良好的效果,但也存在处理成本过高的问题.3纺织废水深度处理的研究进展文献「5］采用“臭氧+曝气生物滤池”做预处理与“超滤+反渗透”的膜过滤相结合的工艺对纺织印染废水进行了深度处理与回用的研究,结果表明采用“臭氧+曝气生物滤池”预处理保证了后续膜系统的进水水质需求,而过膜系统进一步处理后产水电导率50～200卜s/cm(脱盐率98.2％)、总硬度2～10mg/L(去除率89.2％)、总碱度25～65mg/L(去除率95.0％)可以满足回用需求,同时膜处理水仍能满足达标排放.文献「4］采用曝气生物滤池+臭氧+曝气生物滤池组合工艺进行纺织印染废水深度处理中试研究发现,经二级生化处理的纺织印染废水经过一级曝气生物滤池后COD脱出率达到44.8％,而成本仅为0.1～0.2元；臭氧处理的加入提高了废水可生化性,同时部分降低COD含量(约26％),色度可降低至回用标准；再经过二级生物滤池后出水COD约30mg/L,色度＜2倍,浊度＜1NTU.采用该工艺深度处理纺织废水的处理成本约为0.68～0.92元/t水,加上前段生化处理工艺后总的运行成本约1.68～1.92元/t水,比现有用水水价2～2.5元/t来说具有一定的经济效益,具有良好的应用前景「6］.文献「7］采用生化处理与膜技术相结合的工艺进行了纺织废水深度处理的中试研究,其主要处理工艺包括:一个两段式的厌氧—好氧处理工艺、曝气生物滤池、膜技术.结果显示该工艺对COD、色度、浊度的去除率分别高达93％、94.5％和92.9％.74第2卷第4期许双双:纺织企业废水深度处理现状与展望最终出水COD＜50mg/L、色度＜10PCU,浊度＜2NTU,悬浮物完全去除,可以回用于除浅色外的染整工艺段.整套工艺的运行成本约为0.25US＄/m3(约1.59元/m3).文献「1］将生化工艺与芬顿氧化相结合处理纺织废水,在优化参数下对水中的COD和TOC去除率分别达到70％和64％,但由于出水残留Fe元素含量达到了0.172mg/L,高于纺织公司要求的0.1mg/L,因此通常需要再与新鲜水混合稀释后再回用于生产.将纳滤用于纺织废水的回用具有诸多优点,由于纳滤具有孔隙筛分效应和膜面电荷引起的荷电效应使得其对水中的多价离子具有很高的截留率,同时可以截留水中的多数有机物,此外,由于相对于反渗透更低的操作压力和能耗,纳滤在纺织废水深度处理和回用中前景广阔.然而直接将纺织废水原水作为纳滤进水容易引起严重的膜污染问题,因而需要选择合适的预处理工艺与纳滤组合「8］.文献「8］总结了聚合物强化混凝与纳滤组合处理高浓度染料废水的研究进展,作者认为选择合适的混凝剂—聚合物种类以及投加剂量对于预处理效果十分关键,尽可能减少后续膜处理的料液中残留的金属混凝剂—聚合物含量以避免膜污染的加剧.文献「9］比较了微滤—纳滤(MF-NF)与混凝—纳滤组合工艺处理纺织废水的效果发现,采用MF-NF工艺能够得到更好的出水水质和通量,在优化的操作参数下,纳滤对水中色度、COD和盐度的去除率分别为100％、60％和35％.4小结与展望我国的纺织企业水量耗水量大同时排放大量的废水,如能有效提高水资源的回用率,提高水的循环利用效率,可极大的缓解高耗水行业面临的瓶颈和障碍.传统的生化处理工艺已不能满足日益严格的排放标准的要求,更难以达到水回用的水质要求.近年来研究者们尝试采用多种组合工艺相结合的方式处理纺织废水以满足回用,其中,膜技术如纳滤、反渗透由于其良好的出水水质,高效的污染物去除效率得到了广泛的关注,但由于纺织废水水质复杂,易造成较为严重的膜污染现象,如何选择和优化膜工艺前段的预处理工艺,成为了进一步推广和应用膜技术的一个关键问题.参考文献:「1］BlancoJ,TorradesF,DelaVargaM,etal.Fentonandbio-logical-entoncoupledprocessesfortextilewastewatertreat-mentandreuse「J］.Desalination,2012,286:394-399.「2］LimS,ChuW,PhangS.UseofChlorellavulgarisforbiore-mediationoftextilewastewater「J］.BioresourceTechnolo-gy,2010,101(19):7314-7322.「3］邢丽贞,孔进,张克峰.纳滤在纺织废水深度处理中的应用「J］.净水技术.2003(03):9-11.XINLi-zhen,KONGJin,ZHANGKe-feng.Thepracticeofnanofiltrationforadvancedtreatmentoftextilewastewater「J］.Waterpurificationtechnology.2003(03):9-11.「4］汪晓军,顾晓扬,简磊.纺织印染厂废水的深度处理中试及工程应用「J］.环境工程,2009,(6):3-5.WANGXiao-jun,GUXiao-yang,JIANLei.Pilotplantstudyonadvancedtreatmentoftextilewastewater「J］.Environ-mentalengineering,2009,(6):3-5.「5］齐鲁青,汪晓军,徐绮坤.印染废水深度处理及回用「J］.现代化工,2010,(12):73-76.QILu-qing,WANGXiao-jun,XUQi-kun.Advancedtreat-mentandreuseofdyeingandprintingwastewater「J］.Mod-ernchemicalindustry,2010,(12):73-76.「6］钱宇章,汪晓军.纺织洗布废水回用新工艺研究「J］.环境科学与技术,2009,(1):178-181.QIANYu-zhang,WANGXiao-jun.NovelProcessforReuseofTextileWashingWastewater「J］.EnvironmentalScience＆Technology,2009,(1):178-181.「7］LuX,LiuL,LiuR,etal.Textilewastewaterreuseasanal-ternativewatersourcefordyeingandfinishingprocesses:Acasestudy「J］.Desalination.2010,258(1-3):229-232.「8］ZahrimAY,TizaouiC,HilalN.Coagulationwithpolymersfornanofiltrationpre-treatmentofhighlyconcentrateddyes:84湖南生态科学学报2015年12月Areview「J］.Desalination.2011,