許 明，揭大林，張 君，涂 勇，張 磊，喻學(xué)敏

（1. 江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，江蘇 南京 210036；2. 江蘇省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210036；3. 太倉(cāng)市環(huán)保局，江蘇 太倉(cāng) 215400；4. 南京市供水節(jié)水管理處，江蘇 南京 210004）

印染廢水回用處理的設(shè)計(jì)實(shí)例

許 明1，2，揭大林3，張 君4，涂 勇1，2，張 磊1，2，喻學(xué)敏1

（1. 江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院，江蘇 南京 210036；2. 江蘇省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210036；3. 太倉(cāng)市環(huán)保局，江蘇 太倉(cāng) 215400；4. 南京市供水節(jié)水管理處，江蘇 南京 210004）

采用“厭氧水解—缺氧—好氧—二次沉淀—超濾—反滲透”組合工藝進(jìn)行印染廢水的處理回用。運(yùn)行結(jié)果表明，在平均進(jìn)水COD和色度分別為508 mg/L和695倍的情況下，COD和色度的總?cè)コ史謩e為94.2%和98.8%，硬度不超過(guò)10 mg/L，鐵、錳離子未檢出，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到HJ 471—2009《紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》中的回用標(biāo)準(zhǔn)。GC-MS分析結(jié)果顯示，二沉池出水中主要有機(jī)物成分復(fù)雜，超濾出水中有機(jī)物濃度有一定降低，反滲透出水中酸類全部被去除、苯胺類和烷烴類含量明顯降低。從染色的白位沾色、手感、顏色和亮度等指標(biāo)分析，回用水的染色效果遠(yuǎn)優(yōu)于工業(yè)水。污水處理工程總投資約1×107元，設(shè)計(jì)規(guī)模4 500 m3/d，回用水規(guī)模2 500 m3/d，回用率55%，回用運(yùn)行成本1.80元/m3。

印染廢水；超濾；反滲透；色質(zhì)聯(lián)用；回用

紡織工業(yè)廢水排放量占工業(yè)廢水排放總量的11.6%，COD排放量占總COD排放量的10.2%，均位居各工業(yè)行業(yè)的第3位。染整加工是紡織工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中高技術(shù)含量環(huán)節(jié)之一，但同時(shí)也是污染最重的環(huán)節(jié)，其廢水排放量占紡織工業(yè)總排放量的80%。國(guó)務(wù)院最新頒布實(shí)施的“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃”中明確指出，對(duì)于具備使用再生水條件但未充分利用的印染項(xiàng)目，不得批準(zhǔn)其新增取水許可，鼓勵(lì)印染等高耗水企業(yè)開展廢水深度處理回用。因此，印染行業(yè)廢水深度處理和回用勢(shì)在必行［1-2］。

印染廢水具有水質(zhì)和水量變化大、有機(jī)物濃度高、色度高、pH高、可生化性差等特點(diǎn)，屬難降解工業(yè)廢水［3-6］。目前普遍采用生化—物化處理工藝［7-10］，出水水質(zhì)不能滿足印染工段回用水要求，需采用深度處理工藝。深度處理主要以生物活性炭［11］、曝氣生物濾池［12］、MBR-臭氧［13］、臭氧-活性炭［14-15］、微濾—反滲透膜［16］等工藝為主，其中，膜分離是當(dāng)前最具前景的技術(shù)之一［17-18］。

本工作以某印染廠廢水深度處理和回用工程為例，研究了“厭氧水解—缺氧—好氧—二次沉淀—超濾—反滲透”組合工藝對(duì)常規(guī)污染物和金屬離子的去除，以及廢水回用后對(duì)染色效果的影響問(wèn)題，以期為印染行業(yè)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展提供工程設(shè)計(jì)參考。

1 工程概況

1.1 企業(yè)及廢水的基本情況

江蘇省某棉印染企業(yè)以開發(fā)、銷售高檔全棉針織和印花布產(chǎn)品為主，印花技術(shù)較為全面，年產(chǎn)量可達(dá)6 000 t左右，總投資1.5×106美元。公司主要采用活性染料，主要助劑有磷酸鈉、海藻酸鈉、表面活性劑、硫酸銨、純堿、增白劑、保險(xiǎn)粉等。廢水主要來(lái)自洗漿、印花、漂白、水洗等工段，總水量約4 500 m3/d，回用水量為2 500 m3/d，回用率為55%。

1.2 污水處理工程的基本情況

采用“厭氧水解—缺氧—好氧—二次沉淀—超濾—反滲透”組合工藝處理印染廢水。污水處理工程的設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)、工藝流程、主要構(gòu)筑物及設(shè)備分別見(jiàn)表1、圖1、表2。

表1 污水處理工程的設(shè)計(jì)水質(zhì)指標(biāo)

圖1 污水處理工程的工藝流程

表2 污水處理工程的主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2 工程調(diào)試

工程調(diào)試之前先進(jìn)行單機(jī)調(diào)試和聯(lián)動(dòng)調(diào)試，然后接種園區(qū)集中污水處理廠污泥進(jìn)行工程調(diào)試。工程調(diào)試階段的運(yùn)行參數(shù)及調(diào)試結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)：工程調(diào)試分為調(diào)試初期和調(diào)試穩(wěn)定期兩個(gè)階段；其中，調(diào)試初期重點(diǎn)是生化工段污泥馴化和培養(yǎng)（20 d），調(diào)試穩(wěn)定期重點(diǎn)是生化工段滿負(fù)荷運(yùn)行、膜處理工段聯(lián)合運(yùn)行（15 d）；調(diào)試初期接種污泥的濃度低，活性有限，為維持好氧菌活性和縮短調(diào)試時(shí)間，向好氧池中投加粉末活性炭，以改善污泥沉降性能和提高污泥濃度，直至好氧池中MLSS達(dá)到2 000～2 500 mg/L，SV30=100～120。

MBR的清洗維護(hù)：裝置在運(yùn)行一段時(shí)間后超濾速率（產(chǎn)水通量）會(huì)下降，必須進(jìn)行清洗以恢復(fù)通量；操作方法是，在MBR透過(guò)水池有足夠水的情況下，每隔一段時(shí)間，進(jìn)行氣水雙洗或加藥反洗（根據(jù)污染原因選擇30%（w）鹽酸或10%（w）次氯酸鈉溶液）。反滲透裝置的清洗維護(hù)：根據(jù)反滲透膜污染特征采用檸檬酸、乙二胺四乙酸四鈉、三聚磷酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等藥劑清洗；同時(shí)，為了恢復(fù)反滲透膜的透過(guò)量和脫鹽性能，需要對(duì)反滲透膜定期地進(jìn)行化學(xué)清洗；化學(xué)清洗系統(tǒng)向組件內(nèi)沖裝2%（w）的亞硫酸氫鈉溶液以實(shí)施保護(hù)。

3 運(yùn)行效果及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

3.1 常規(guī)污染物的去除效果

工程運(yùn)行期各工段的處理效果見(jiàn)表4。由表4可見(jiàn)：工程運(yùn)行期各污染物的去除效果較好；其中，平均進(jìn)水COD和色度分別為508 mg/L和695倍，二沉池出水COD和色度分別為124 mg/L和80倍，反滲透出水COD和色度分別為29 mg/L和8倍，COD和色度的總?cè)コ史謩e為94.2%和98.8%，滿足回用水COD≤50 mg/L和色度不大于30倍的水質(zhì)要求；同時(shí)，進(jìn)水ρ（氨氮）和TP分別為46.0 mg/L和3.4 mg/L，經(jīng)過(guò)處理后，反滲透出水ρ（氨氮）和TP分別為4.5 mg/L和0.3 mg/L，ρ（氨氮）和TP的總?cè)コ史謩e為90.2%和91.2%。

為進(jìn)一步研究有機(jī)物降解規(guī)律，對(duì)回用處理各工段廢水進(jìn)行了GC-MS分析，分析結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可見(jiàn)：二沉池出水中有機(jī)物成分復(fù)雜，種類多達(dá)22種，其中，醇類2種，酸類2種，脂類3種，苯胺類3種，酮類1種，雜環(huán)類1種，烷烴類10種；超濾出水中有機(jī)物種類25種，其中，醇類2種，酸類2種，脂類3種，苯胺類4種，雜環(huán)類1種，烷烴類13種；反滲透出水中有機(jī)物種類僅有16種，其中，醇類1種，脂類3種，苯胺類1種，雜環(huán)類1種，烷烴類10種；反滲透濃水中有機(jī)物種類多達(dá)26種，其中，醇類2種，脂類3種，苯胺類4種，雜環(huán)類1種，烷烴類16種。這表明：經(jīng)超濾后，廢水中有機(jī)物僅濃度有所降低，其種類變化不大；而經(jīng)反滲透后，酸類全部被去除，苯胺類和烷烴類含量明顯降低，說(shuō)明反滲透對(duì)有機(jī)物去除效果明顯，為廢水的回用奠定了基礎(chǔ)。

表4 工程運(yùn)行期各工段的處理效果

表5 各工段廢水的GC-MS分析結(jié)果

3.2 金屬離子的去除效果

由于染色工段大量使用元明粉和純堿，導(dǎo)致廢水中無(wú)機(jī)鹽含量較高。水中的無(wú)機(jī)鹽含量直接影響到對(duì)無(wú)機(jī)鹽敏感染料染色的均勻性，特別是對(duì)活性染料的染色有較大影響。常規(guī)廢水處理工藝無(wú)法去除水中的金屬離子，回用處理中反滲透工藝對(duì)電導(dǎo)率的降低和金屬離子的去除效果明顯。

印染廢水經(jīng)生化處理后二沉池出水平均電導(dǎo)率2 217.0 μS/cm，最小值1 627.0 μS/cm，最大值2 820.0 μS/cm；超濾出水平均電導(dǎo)率2 136.5 μS/ cm；反滲透出水平均電導(dǎo)率66.4 μS/cm，最小值55.3 μS/cm，最大值83.0 μS/cm，反滲透濃水平均電導(dǎo)率4 632.5 μS/cm，說(shuō)明反滲透對(duì)電導(dǎo)率的降低效果明顯。整個(gè)回用處理階段的電導(dǎo)率降幅為97%，回用水電導(dǎo)率滿足不超過(guò)1 500 μS/cm的水質(zhì)要求。

回用處理單元對(duì)金屬離子的去除效果見(jiàn)表6。由表6可見(jiàn)：印染廢水經(jīng)生化處理后二沉池出水鈣、錳離子的含量較高，超濾工藝對(duì)其有一定去除，但效果不明顯；經(jīng)反滲透工藝后，這兩種離子的含量大幅降低，出水中兩種離子的質(zhì)量濃度均小于0.1 mg/L，說(shuō)明水的硬度大幅下降，經(jīng)測(cè)定硬度不超過(guò)10 mg/L。此外，鐵離子和錳離子也是影響水回用的重要因素。由圖2還可見(jiàn)：二沉池出水中鐵離子質(zhì)量濃度為3.87 mg/L，經(jīng)超濾后降至0.60 mg/L，但達(dá)不到回用標(biāo)準(zhǔn)0.1 mg/L；經(jīng)反滲透后鐵離子未檢出，說(shuō)明反滲透對(duì)鐵離子去除效果明顯；錳離子本身含量較低，經(jīng)反滲透后錳離子未檢出。綜上所述，經(jīng)反滲透后鐵、錳離子的濃度均滿足回用要求。3.3 回用水使用效果和經(jīng)濟(jì)分析

表6 回用處理單元對(duì)金屬離子的去除效果

為了進(jìn)一步考察回用水對(duì)染色工段的影響，采用回用水和工業(yè)水進(jìn)行對(duì)比染色試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)：與工業(yè)水染色相比，回用水染色織物的白位沾色程度明顯較輕，色差為1～2倍，且回用水染色效果好；純棉布布面光澤柔和，手感柔軟，回用水比工業(yè)水染色手感更好；與工業(yè)水相比，回用水染色顏色飽滿，亮度高。由此可見(jiàn)，反滲透出水回用染色效果遠(yuǎn)優(yōu)于工業(yè)水。

圖2 回用水與工業(yè)水染色效果的比較

該污水處理工程總投資約1×107元，工程設(shè)計(jì)規(guī)模4 500 m3/d，回用水規(guī)模2 500 m3/d，回用率55%?；赜锰幚磉\(yùn)行成本1.80元/m3，其中，電耗0.6元/m3（以廢水計(jì)，下同）、藥耗1.1元/m3、人工0.1元/m3。工程實(shí)施后，COD、氨氮、總磷排放量每年分別減少約780，189，21 t，節(jié)約用水825 km3/ a，大幅減少了廢水的排放量，提高了廢水的重復(fù)利用率，改善了區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量。

4 結(jié)論

a）采用“厭氧水解—缺氧—好氧—二次沉淀—超濾—反滲透”組合工藝處理印染廢水，COD和色度的總?cè)コ史謩e為94.2%和98.8%；回用處理電導(dǎo)率降幅為97%，鐵、錳離子未檢出，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到HJ 471—2009中的回用標(biāo)準(zhǔn)。

b）GC-MS分析結(jié)果顯示，二沉池出水中主要有機(jī)物成分復(fù)雜，種類多達(dá)22種；超濾出水中有機(jī)物種類并未減少，濃度有一定降低；反滲透出水中有機(jī)物種類僅有16種，酸類全部被去除，苯胺類和烷烴類含量明顯降低，說(shuō)明反滲透對(duì)有機(jī)物去除效果明顯。

c）從染色的白位沾色、手感、顏色和亮度等指標(biāo)分析，回用水染色遠(yuǎn)優(yōu)于工業(yè)水。

d）污水處理工程總投資約1×107元，工程設(shè)計(jì)規(guī)模4 500 m3/d，回用水規(guī)模2 500 m3/d，回用率55%。工程運(yùn)行成本1.80元/m3，每年減少COD、氨氮、總磷排放量分別約為780，189，21 t，節(jié)約用水825 km3/a。

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（編輯 魏京華）

一種處理難降解有機(jī)廢水的方法及其所采用的多元催化劑

該專利涉及一種類芬頓多元催化氧化技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的方法。具體方法如下：向待處理難降解有機(jī)廢水中加入氧化劑并充分混合，再將廢水通入反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)裝有多元催化劑，廢水經(jīng)處理后COD去除率為25%～35%。該專利還涉及一種用于難降解有機(jī)廢水處理的多元催化劑。該專利方法通過(guò)催化氧化劑構(gòu)成的多元類芬頓試劑協(xié)同催化氧化作用，發(fā)生一系列的自由基反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)高濃度、高強(qiáng)度羥基自由基的產(chǎn)出，從而大大提高雙氧水的轉(zhuǎn)化能力，實(shí)現(xiàn)羥基自由基對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的強(qiáng)氧化降解。該方法反應(yīng)條件溫和，無(wú)需大量酸或堿調(diào)節(jié)pH，處理過(guò)程中不產(chǎn)生污泥，可用于難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理及后處理，確保達(dá)標(biāo)排放。/CN 104743652 A，2015-07-08

Design Example on Treatment and Reuse of Dyeing Wastewater

Xu Ming1，2，Jie Dalin3，Zhang Jun4，Tu Yong1，2，Zhang Lei1，2，Yu Xuemin1
（1. Jiangsu Provincial Academy of Environmental Science，Nanjing Jiangsu 210036，China；2. Jiangsu Province Key Laboratory of Environmental Engineering，Nanjing Jiangsu 210036，China；3. Taicang Municipal Environmental Protection Bureau，Taicang Jiangsu 215400，China；4. Nanjing Water Supply and Water Saving Management Department，Nanjing Jiangsu 210004，China）

The combined process of hydrolysis-A/O-secondary sedimentation-UF-RO was carried out to treat the dyeing wastewater. The operating results show that under the conditions of average inlet COD 508 mg/L and chroma 695 times，the total removal rates of COD and chroma are 94.2% and 98.8% respectively，the total hardness is no more than 10 mg/L，iron and manganese ions are not detected. The quality of the eff l uent can satisfy the wastewater reuse standard of HJ 471-2009. The GC-MS analysis results show that：In the eff l uent of secondary sedimentation，the composition of organic compounds is complex；In the effluent of ultrafiltration，the concentration of organic compounds is not decreased signif i cantly；In the eff l uent of reverse osmosis，acids are removed completely and the contents of aniline and alkenes are reduced signif i cantly. Based on analysis on the indicators of color staining，handle，color and brightness，it is considered that the dyeing effect with the reuse water is much better than that with industrial water. The total invest of the wastewater treatment project is 1×107Yuan，the design scale is 4 500 m3/d，the scale of reuse water is 2 500 m3/d，the reuse rate is 55%，and the operating cost is 1.80 Yuan/m3.

dyeing wastewater；ultra fi ltration；reverse osmosis；gas chromatography-mass spectrometry；reuse

X791

A

1006-1878（2015）05-0502-06

2015 - 05 - 27；

2015 - 07 - 22。

許明（1982—），男，江蘇省連云港市人，博士，工程師，電話 025 - 58527855，電郵 yexumingbai@126.com。

江蘇省環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研開放基金項(xiàng)目（ZX2014001）；江蘇省太湖辦太湖下游重點(diǎn)區(qū)域工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)策研究項(xiàng)目（TH2013314）。