襯布生產染整廢水高效處理工藝研究

張海峰，劉剛剛

[科德寶寶翎襯布（南通）有限公司，江蘇 南通 226001]

1 概述

紡織印染廢水是各類纖維以及混紡織物在坯布前處理、染色水洗乃至印花洗滌等加工過程中產生的工業廢水。特點是水量大，各工序排水波動大，因此，對污水處理系統的沖擊也大，業內理論上加工1 t織物平均需要耗水80~150 t，其中，只有10%~20%會蒸發或被再利用，余下的都作為廢水處理[1]。由于染整工藝的特殊性，需使用大量紡織漿料、漂白助劑、染料及印花黏合劑等，廢水中的有機污染物含量很高。漂白、活性染色及堿減量等工藝排出的廢水堿性非常高，且污染物組分復雜，各種助劑染料殘余大，色度、水量、水質波動很大，屬于生化性低的廢水，在當前的工業廢水中屬于比較難處理的一類。污水中主要有棉類和化纖織物上的雜質、油劑、鹽類及紡織染整過程中添加的染料、助劑等。

科德寶寶翎襯布（南通）有限公司的襯布產品以棉、滌棉和化纖織物為主，襯衫類襯布織物以棉和滌棉為主，外衣襯的基布以滌綸、尼龍等化纖為主，產品的生產廢水特點和傳統印染廢水基本相同，即色度高、堿性較高、生化性低等，比較難處理。綜合來看，生產日平均產廢水量在1 000~2 000 t，生產廢水原水pH在6~9，水溫在23~35 ℃波動，廢水原水化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）在1 200~2 000 mg/L波動，色度在60~100。

由于傳統廢水處理體系的效率低，考慮到產業未來污水排放的提標要求，科德寶從2014年6月開始對原有污水系統進行技術改造，以久保田膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor，MBR）為核心處理單元，對原系統進行污水處理工藝創新試驗改造，在2015—2019年不斷提高MBR純生化污水處理技術在污水處理系統中所占的比例，逐漸摸索出一套針對襯布生產染整廢水處理特性非常有效的全新污水處理工藝，直至2020年9月新廠搬遷結束，建成了以24組純生化MBR膜污水處理單元為主的污水處理體系[2]，并正常穩定地運行，處理過的生產廢水穩定達標。在技術提標改造過程中，嘗試了很多新技術、新工藝，并獲得了很多寶貴的污水處理系統穩定運行工藝參數，最終形成了一套適合襯布工業污水處理的低成本、高效率工藝。

2 染整污水處理工藝選擇

2.1 基于印染廢水特點的污水處理工藝

（1）車間排放廢水→粗格柵→細格柵→調節池→中和池→前道物化→厭氧→好氧→二沉池→后物化→合規排放。這種傳統工藝的缺點是處理流程較長，所需設備復雜，污水池建筑占地面積大，藥劑使用量大，固廢產生量大，且環節較多，導致人工成本高。

（2）車間排放廢水→粗格柵→細格柵→調節池→中和池→物化（電絮凝、磁絮凝）→氣浮機→合規排放。這種傳統工藝雖然流程較短，但曝氣等工序耗電量巨大，化學藥劑成本和固廢處理成本也居高不下。

2.2 科德寶襯布生產染整廢水處理工藝選擇和優化過程

通常情況下，印染廢水處理工藝以“物化處理+厭氧+好氧+物化處理”為主線，屬于生物處理階段“厭氧+好氧”工序的主要有水解酸化、MBBR、CBR、CAS、氧化溝等處理技術[3]。常規工藝處理下的出水COD集中在150~350 mg/L波動。如果想達到更好的污水處理效果，就要用到更高級別的生物化學處理技術或者提升現有的生化處理能力。目前，主要運用高級氧化法和精密過濾等技術。其中，高級氧化法的缺點是能耗高，處理設備復雜、維護困難，固廢產生量較大且風險較大[4-5]。單純利用精密過濾技術的不足之處是核心單元膜組件的使用壽命偏短，所需能耗高，產生的濃水難以處理。后來嘗試通過提高純生物化學處理效果來達到低耗、高效的目標[6]。可供選擇參考的技術主要有膜工藝、高濃度活性污泥工藝、濕式氧化等。目前，單純的高濃度活性污泥污水處理工藝無法得到廣泛的產業化應用，而濕式氧化技術多年的應用實踐證明其效果難以穩定持續地達到現有的污水排放要求，最終科德寶選擇MBR工藝作為生產污水處理系統提標改進的主要技改方案。

在實際應用中，MBR工藝在處理染整廢水時不可避免地存在膜堵塞快、快速清洗難的問題。科德寶基于對平板式MBR膜的實際應用，研究了“厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO）→MBR→斜板沉淀池→反滲透（Reverse Osmosis，RO）工藝”是否能在印染廢水處理中長期穩定運行，以便驗證該工藝的可行性和特性。

由于現場空間有限，又不能全部停產進行改造，需分階段改造，科德寶搬遷后全部改為AAO→MBR→沉淀池→RO工藝。

科德寶2014—2020年污水處理系統技術改造重要節點：（1）2014年10月，在原有處理系統處理能力400 t/天的基礎上，增加了SBR 300 t/天、MBR 300 t/天，合計處理能力為1 000 t/天。（2）2015年6月，在處理系統處理能力1 000 t/天的基礎上，新增了MBR 300 t/天，合計處理能力為1 300 t/天。（3）2016年11月，廢棄了原處理系統，全部轉向MBR處理系統（2 100 t/天），合計污水處理能力為2 100 t/天。（4）搬遷新廠，全系統采用純生化MBR膜處理系統，日處理能力提高到4 000 t/天。

污水處理系統改造前的工藝流程如圖1所示。

圖1 污水處理系統改造前工藝流程

污水處理系統改造定型后的工藝流程如圖2所示。

圖2 污水處理系統改造定型后工藝流程

3 效果成本分析

目前，工藝設計日處理能力為4 000 t/天，特點是不再需要生化前和生化后的物化環節，可以避免純物化高能耗的問題。各個構筑物的高程布局由高到低，污水只需一次經原水泵提升至厭氧池即可，后續完全靠液位差自流。控制系統采用全自動化控制，可遠程控制，夜間不需要人值守。整個廢水處理中心日常運維只需1~2人。此工藝穩定運行近7年，處理后的水質遠低于國家規定排放標準，同時能將中水回用量提高到30%以上。

科德寶廢水處理工藝與常規廢水處理工藝的運行成本和運行效果如表1、表2所示。

表1 科德寶廢水處理工藝與常規廢水處理工藝運行成本比較

表2 科德寶廢水處理工藝與常規廢水工藝運行效果比較

4 結語

科德寶廢水處理工藝長時間運行證明有以下7項優勢：（1）整個廢水處理中心的占地面積是常規同等處理規模用地的30%，可節約至少70%的占地用于建廠生產；（2）采用純生化處理工藝，大量減少物化環節的固廢，同時污染物通過微生物的代謝被降解，是真正意義上的污染物無害化處理；（3）采用MBR設備，好氧處理效率是普通活性污泥法的3~4倍，同時剩余污泥量大幅減少，全年污泥池處置量不超過200 t，藥劑使用量不超過20 t；（4）“MBR+RO”組合工藝大幅度提高了中水回用率，MBR的產水也滿足部分生產工藝用水要求；（5）設備維護簡單，MBR膜可實現在線清洗；（6）綜合處理成本是同等處理規模的30%；（7）處理效果非常穩定，低于排放標準的1/2。

綜合上述優點，科德寶的襯布生產染整廢水處理工藝給整個襯布行業的廢水治理提供了一條節能高效的新方案，值得在印染行業內推廣，提高全行業的處理水平，并造福于人們的生活環境。