超濾+反滲透在紡織染整廢水回用中的應用

鄒升平

（佛山市騰源環保科技有限公司,廣東 佛山 528300）

我國水資源短缺和水污染形勢十分嚴峻，屬于水資源短缺的國家。解決水資源缺乏的主要辦法分為三種，即節水、蓄水和調水。而節水是三者中最可行和最經濟的。節水主要有兩種手段：總量控制和再生利用。中水利用則是再生利用的主要形式，是解決水資源短缺的最有效途徑。

紡織染整業是我國排放工業廢水量較大行業，每年排放廢水量達9億多噸，其中印染廢水排放量占紡織工業廢水排放量的80%。為防止污染，國家倡導全國節能減排，紡織染整行業廢水再利用是行業節水的重要舉措。

反滲透技術是近幾十年來興起的水處理技術，具有脫鹽率高、環保、適應水質范圍廣等特點，廣泛應用于地表水回用、海水淡化、印染和電鍍廢水回用等水處理領域。

珠海某紡織染公司為了節約生產工藝用水，同時也為了減少印染廢水的排放量，決定采用超濾+反滲透技術對污水站出水進行深度處理，并將反滲透的產水回用到印染工藝中。

1 染整廢水排放水質和染色用水水質

珠海某紡織染公司現有一套日處理1400m3印染廢水處理站。

1.1 污水站進水水質

COD：400--600 mg/L； 氨 氮：30--50 mg/L；BOD：176 mg/L；PH：5--10；色度：500--1000倍。

1.2 污水站出水水質

經污水站配套工藝設備處理后，出水水質達到《紡織染整工業水污染物排放標準》GB4287-2012中表1標準。

COD：100 mg/L；氨氮：20 mg/L；BOD：25 mg/L；SS：60 mg/L；PH：6--9；色度：70倍。

1.3 中水回用水水質和水量

1.3.1 回用水水質

根據該公司提出的染色車間工藝用水水質要求如下：

COD≤15 mg/L；色度0倍；硬度≤50 mg/L；電導率≤100μs/cm；PH 值6～8；鐵離子≤0.3 mg/L；錳離子≤0.1 mg/L；渾濁度≤1 NTU；肉眼可見物（無）；溶解性總固體≤1000 mg/L。

1.3.2 回用水水量

該回用水項目設計進水水量為：1400m3/d；設計出水水量為：700m3/d；

整個系統回收率：約50%。

2 工藝流程設計說明

該項目回用水處理工程采用超濾（UF）+反滲透（RO）主體處理工藝，工藝流程核心是反滲透處理單元，該單元的處理原理是在壓力的驅動下，使廢水中的水從反滲透膜中透過成為可回用的水，而不能透過的鹽分及少量的有機物將保留在濃縮液中。

回用水工藝流程設計如下：

排放緩沖水池---一級提升泵---原水集水池---二級提升泵---機械過濾器---活性炭過濾器---100um袋式過濾器---超濾主機裝置---超濾產水水箱---三級提升泵---過流式紫外線殺菌器---5um精密過濾器---高壓泵---反滲透主機裝置---回用清水水池

2.1 反滲透預處理工藝設計

為減輕反滲透單元的處理壓力，在反滲透處理前增加了超濾單元，超濾能截留0.002～0.1微米的顆粒和雜質，有效阻擋住膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物。為了避免廢水中所含的雜質污染超濾膜元件，影響系統的穩定運行和膜元件的使用壽命，必須對進水進行有效的預處理。因此，前處理系統增加了機械過濾器、活性炭過濾器、袋式過濾器等預處理單元，并適當投加了還原劑、絮凝劑、殺菌劑、阻垢劑等藥劑。

經過反滲透的預處理工藝設備處理后，廢水中SDI（污染指數）＜5。

反滲透預處理主要設備配置如下：

達標排放緩沖水池，V=5m3，1座；原水集水水池，V=200m3，1座；一級提升泵，ISW100-100，2臺；二級提升泵，ISW100-200A，2臺；過濾器反洗泵，ISW150-250，1臺；加藥裝置，Q=0-100L/h，5套；機械過濾器，Q=30t/h，2臺；活性炭過濾器，Q=30t/h，2臺；100um袋式過濾器，Q=30t/h，2臺；超濾裝置，產水Q=50t/h，1套；超濾膜元件，SFP-2860，28支；超濾反洗泵，ZS80-65-125/9.2，1臺；超濾緩沖水箱，V=30m3，1座；三級提升泵，CDLF65-20-2，2臺；5um精密過濾器，Q=35t/h，2臺；過流式紫外線殺菌器，Q=50t/h，1臺。

2.2 反滲透系統工藝設計

反滲透系統包括：反滲透主機設備和反滲透化學清洗系統。

反滲透主機裝置：反滲透主機設備主要由反滲透膜、高壓反滲透膜容器及相應的管道、閥門配件等組成。

化學清洗裝置：化學清洗裝置主要由化學清洗水泵、清洗水箱、3μm精密過濾器和管道閥門組成。

反滲透主機安裝方式：本項目中反滲透主機采用的是一級一段兩組安裝方式，兩組膜殼組件為鏡向排列。

反滲透系統主要設備配置如下：

高壓泵，CDLF65-60，1臺；反滲透裝置，Q=30t/h，1套；抗污染反滲透膜元件，BW30-365-FR，50支；清洗水泵，CDLF65-20-2，1臺；化學清洗水箱，V＝3m3，1座；3um精密過濾器，Q=60t/h，1臺。

3 反滲透進水、產水和濃水示意

染整廢水的水質通常比常規水體差，導致反滲透的化學清洗周期相對短，設計為3 個月左右。單級單段的設計，使反滲透系統在清洗時能夠保證膜清洗效率和效果。系統的進水電導率在回流后會增加很多，進水的滲透壓會升高，提高了泵的揚程，對比印染廢水的惡劣水質，是個優化的選擇。

4 中水回用系統運行數據如下圖

根據現場實際運行情況來看，該項目運行數據平穩，進出水水量控制在合理范圍內，出水水質穩定達標。符合珠海某紡織染公司染色車間工藝用水水質和水量的要求。

5 效益分析

5.1 運行費用分析

該項目運行產生的費用主要為電費、藥劑費、耗材質和人工費。經計算本工程運行電費為0.76元/噸水，藥劑費用為0.57元/噸水，耗材費用為0.27元/噸水，人工費用為0.40元/噸水。合計每噸水處理成本約為2.00元/噸水。

5.2 經濟效益分析

每天產回用水按700噸計，每年減少自來水消耗量可達245000噸。

5.3 環境效益分析

按《紡織染整工業水污染物排放標準》GB4287-2012中規定COD排放濃度為100mg/L計，年減少COD排放量約為24.50噸。

6 結論

通過超濾+反滲透技術在珠海某紡織染公司廢水回用項目中的應用，驗證了該技術的可行性，實現了印染廢水的資源化利用，使企業回收了優質的水資源，同時極大地減少了印染廢水的排放，具有明顯的經濟效益和環境效益。

[1]陶氏化學.《反滲透和納濾膜元件產品與技術手冊[S].2011版.

[2]陶氏化學.《陶氏超濾膜產品與技術手冊》[S].

[3]仲惟雷,彭立新,余鋒智,鄒升平,王剛.反滲透技術在印染廢水回用中的應用[J].2014.

[4]徐麗嶸,平麗.反滲透技術在印染廢水回用處理中的應用分析[J].2012.