超濾技術在噴水織機廢水回用中的應用

馮曉強

（天津膜天膜科技股份有限公司，天津300042）

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經(jīng)驗交流

超濾技術在噴水織機廢水回用中的應用

馮曉強

（天津膜天膜科技股份有限公司，天津300042）

介紹了超濾技術在某紡織有限公司噴水織機廢水回用項目中的應用。實踐表明，超濾膜運行通量48 L/（m2·h）以下，化學加強反洗加入400mg/L次氯酸鈉、400mg/L氫氧化鈉、500mg/L鹽酸能有效控制膜污染，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，超濾直接運行費用為0.249元/t，系統(tǒng)出水水質符合噴水織機用水要求，超濾技術在噴水織機廢水回用中具有先進性和可靠性。

超濾；噴水織機；廢水回用

噴水織機是紡織機械中近年來發(fā)展最快的無梭織機，其產(chǎn)量高、質量好、織造費用低，但是織造過程中對水質要求苛刻且水量大，每臺織機每天產(chǎn)生廢水約4 t。目前，我國已擁有噴水織機約30多萬臺，年用水量高達4.5億t〔1〕。由于在織造工序中使用漿料及潤滑脂的原因，排放廢水呈乳白色，COD、BOD、SS等指標超標，直接排放會對環(huán)境造成嚴重污染，全國各地都在大力治理噴水織機廢水，嚴禁直接排放。

蘇州某紡織有限公司現(xiàn)有日本津田駒各類高檔噴氣及噴水織機1 500多臺，每天產(chǎn)生廢水6 000多t，為節(jié)約用水、提高水的重復利用率，減少環(huán)境污染，設計建成了噴水織機廢水的中水回用工程。該工程選用超濾技術，經(jīng)過一年多的運行證明，該設計方案技術可行，出水水質穩(wěn)定，達到了預期的目的，取得了可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，具有推廣價值。

筆者通過對蘇州某紡織有限公司噴水織機廢水回用系統(tǒng)的介紹，說明超濾技術在噴水織機廢水回用項目應用中的可靠性和先進性。

1　水質狀況

噴水織機廢水的特點是水質成分復雜，污染物以丙烯酸酯類漿料為主，含較多難降解有機污染物。蘇州某紡織有限公司噴水織機廢水水質：COD 150～220mg/L、SS 80～230mg/L、色度≤60倍、硬度≤180 mg/L、油類10～20mg/L、pH 6～9。

參考噴水織機使用說明書和《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》（GB/T 19923—2005）要求，系統(tǒng)處理后的產(chǎn)水要求COD≤50mg/L、SS≤1mg/L、濁度≤5 NTU、色度≤10倍、硬度≤30mg/L、油類≤3 mg/L、pH 6～7〔2〕。

2　系統(tǒng)及設備介紹

2.1項目概況

蘇州某噴水織機廢水回用項目在工藝設計上，充分考慮了噴水織機廢水可生化性差、回用水主要解決因進口噴水織機進水濾網(wǎng)較細而造成的易污堵、需頻繁清洗濾網(wǎng)以及因回用水出現(xiàn)大量泡沫造成的頻繁停機等問題，處理工藝采用以超濾為核心處理工藝，氣浮+一體化凈水器做為超濾預處理系統(tǒng)，軟化為后處理的方案。其中氣浮工藝為二級氣浮，各設2臺130 t/h氣浮設備；一體化凈水器1臺，單臺處理能力300 t/h；超濾設備3臺（UF1#、UF2#、UF3#）并聯(lián)運行，每臺設備44支膜組件，單臺產(chǎn)水量100 t/h，產(chǎn)水回收率＞90%；軟化設備3套，每套軟化配置3臺軟化罐，2用1備，單臺軟化罐處理能力45 t/h。

系統(tǒng)采用PLC+上位機控制模式，系統(tǒng)自動運行，自動監(jiān)測和記錄運行數(shù)據(jù)，具有無人值守的能力及條件。

2.2系統(tǒng)工藝流程介紹

噴水織機廢水經(jīng)管道系統(tǒng)收集后首先進入到污水處理站預處理部分（格柵、調(diào)節(jié)池），廢水中較大的污物和顆粒被格柵攔截后，經(jīng)污水泵提升至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池停留一定時間進行水質、水量調(diào)節(jié)后，通過污水泵提升進入氣浮和一體化凈水器設備，去除廢水中的細小顆粒、懸浮物和油脂等，使其滿足超濾進水水質要求；一體化凈水器產(chǎn)水通過超濾供水泵經(jīng)過自清洗過濾器進入超濾設備，超濾清洗排放水，經(jīng)管道收集后循環(huán)到系統(tǒng)前端；超濾產(chǎn)水經(jīng)過軟化后供車間回用。工藝流程如圖1所示。

圖1　廢水回用處理工藝流程

2.3超濾系統(tǒng)

本工程選用天津膜天膜生產(chǎn)的高抗污染PVDF中空纖維外壓超濾膜，設計通量48 L/（m2·h），系統(tǒng)采用模塊化設計，配以特殊設計和加工的管路、閥門、在線反沖單元、自動加藥單元、氣源單元和自控單元等，系統(tǒng)具有設備控制簡單、結構緊湊、運行費用低廉等優(yōu)點。

針對廢水中主要污染物為漿料和油劑的特點，對超濾系統(tǒng)在現(xiàn)場運行過程中的最佳過濾時間、氣水反洗工藝、反洗水量、加藥工藝以及化學清洗等工藝進行調(diào)整和優(yōu)化。超濾運行工藝流程如圖2所示。

圖2　超濾運行工藝流程

超濾系統(tǒng)運行工藝中正沖10 s、過濾1 200 s、氣水反洗30 s、反沖30 s、排放40 s為1個運行周期；每正常運行10～20個周期進行1次化學加強反洗，即氣水反洗30 s、反沖排放30 s、反沖加藥40 s、浸泡10min。

氣水反洗工藝中每支膜組件氣洗氣量控制在5～8m3/h，氣水反洗和反沖流量分別為1.5、3.7m3/h。

化學加強反洗是指對膜絲內(nèi)側進行藥劑反洗，在反洗水中加入次氯酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉3種藥劑。通過運行發(fā)現(xiàn)，次氯酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉投加質量濃度分別為400、500、400mg/L時能有效控制膜污染，使系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

后期運行中由于一體化凈水器出水水質較差，出水懸浮物較高，對溶解性的膠體狀物質去除能力較低。實際運行過程中發(fā)現(xiàn)，超濾系統(tǒng)運行跨膜壓差上升較快，運行20 d跨膜壓差由開始的62 kPa上升到96 kPa。后期調(diào)整預處理、加藥、超濾運行步序，優(yōu)化系統(tǒng)運行參數(shù)，增加原水投加3mg/L次氯酸鈉裝置，跨膜壓差上升基本穩(wěn)定，化學清洗周期達到50 d左右。

超濾系統(tǒng)運行費用包括運行電耗和藥劑費，其中運行電耗：循環(huán)供水水泵18 kW，空壓機22 kW，反洗泵15 kW，裝機總功率143.5 kW，平均小時電耗96.25 kW，得到噸水電耗0.385 kW。電費按照0.6元/（kW·h）計算，電耗為0.23元/t。

藥劑費：次氯酸鈉每天消耗52 kg，按照2元/kg計算為0.018元/t；氫氧化鈉每天消耗1.23 kg，按照5元/kg計算為0.001元/t；鹽酸每天消耗2.07 kg，按照1元/kg計算為0.000 3元/t。藥劑費總計為0.019元/t。

超濾直接運行費用為0.249元/t，運行費用非常低，體現(xiàn)了超濾技術高效、節(jié)能的特點，適合大規(guī)模應用。

3　系統(tǒng)運行效果

本系統(tǒng)自安裝調(diào)試完成后，運行高效穩(wěn)定，產(chǎn)水水質完全符合噴水織機用水標準。用戶對整個系統(tǒng)進行了水質監(jiān)測，結果見表1。

表1　系統(tǒng)監(jiān)測水質情況

從表1系統(tǒng)檢測水質情況可以看出，回用水水質優(yōu)于噴水織機使用說明書要求和《城市污水再生利用工業(yè)用水水質》（GB/T 19923—2005）要求，本系統(tǒng)可以保障噴水織機長期穩(wěn)定運行。

4　經(jīng)濟效益分析

系統(tǒng)每天產(chǎn)水6 000 t，運行成本每噸水1.45元，自來水按2.5元計算，每天為企業(yè)節(jié)約6 300元，一年節(jié)約200萬元。而且能為國家每年節(jié)約192萬t水。該項目為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

5　總結

超濾技術的應用很好地解決了噴水織機廢水回用的問題，系統(tǒng)自動化程度高、運行穩(wěn)定可靠，為企業(yè)節(jié)能降耗的同時實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益，在國內(nèi)噴水織機廢水處理回用中具有典型示范作用，應用前景廣闊。

［1］裘愉發(fā)，朱松英.噴水織造的現(xiàn)狀和進步［J］.絲綢，2007（8）：76-79.

［2］陳耀宗，姜文源，胡鶴鈞，等.建筑給水排水設計手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992：778-779.

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馮曉強（1980—），碩士。電話：13920019520，E-mail：

2016-04-05（修改稿）