衛(wèi)生陶瓷行業(yè)節(jié)水潛力及生產(chǎn)廢水零排放分析

徐 晉 高濟平上海市奉賢區(qū)水資源管理所龔成晨上海紡織節(jié)能環(huán)保中心

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衛(wèi)生陶瓷行業(yè)節(jié)水潛力及生產(chǎn)廢水零排放分析

徐 晉 高濟平
上海市奉賢區(qū)水資源管理所
龔成晨
上海紡織節(jié)能環(huán)保中心

陶瓷工業(yè)作為我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，高能耗、高水耗、高污染是阻礙其發(fā)展的主要因素。通過對衛(wèi)生陶瓷行業(yè)生產(chǎn)工藝及用水工序分析，了解企業(yè)用水結構及生產(chǎn)廢水特征，從節(jié)能減排的角度探討企業(yè)生產(chǎn)廢水零排放技術和生活用水節(jié)水措施；研究可為衛(wèi)生陶瓷行業(yè)提高水資源利用效率、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)提供參考與借鑒。

衛(wèi)生陶瓷；節(jié)水潛力；生產(chǎn)廢水；零排放

陶瓷行業(yè)是我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，隨著生產(chǎn)技術的不斷提升以及建筑行業(yè)的日益發(fā)展，我國已成為世界最大的衛(wèi)生及建筑陶瓷生產(chǎn)國、消費國和出口國。衛(wèi)生陶瓷行業(yè)是典型的高能耗、高水耗、高污染產(chǎn)業(yè)［1］，其部分生產(chǎn)工序需要大量消耗自來水，隨之也產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，通常中小型規(guī)模企業(yè)的廢水排放量可達到500～1 000 t/d［2］。衛(wèi)生陶瓷企業(yè)生產(chǎn)廢水屬于高濁度、高泥沙量的工業(yè)廢水，若不經(jīng)妥善處理直接外排，會造成車間排水口、室外污水管道甚至市政污水管網(wǎng)的泥沙淤積，大大增加了市政管網(wǎng)清淤、疏通的維護成本，同時也對周邊水體和地下水體造成一定污染［3］。

2013年11月，工信部發(fā)布《建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)準入標準》，明確要求陶瓷企業(yè)“采用清潔生產(chǎn)技術，固體廢棄物資源化再利用，建筑陶瓷工藝廢水全部回用，衛(wèi)生陶瓷工藝廢水回用率不低于90%，污廢水應處理達標后方可排放”。因此，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、節(jié)水降耗是目前陶瓷企業(yè)迫切需要解決的任務。

在水資源日益匱乏、環(huán)保意識不斷提高的背景下，衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的節(jié)水降耗工作已得到極大的重視和發(fā)展，諸多廢水處理技術、節(jié)水措施被發(fā)掘并應用于實踐。本文針對衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的用水特點和生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特征，探討各項節(jié)水技術措施以及生產(chǎn)廢水零排放技術，為衛(wèi)生陶瓷企業(yè)提高水資源利用效率、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)提供參考與借鑒。

1 生產(chǎn)廢水來源及特點

典型衛(wèi)生陶瓷企業(yè)生產(chǎn)工序主要包括模具準備、原料準備、成型、半檢和噴釉、裝窯燒成、終檢入庫等；各生產(chǎn)工藝段描述及產(chǎn)生的廢水情況如表1所示。

表1 生產(chǎn)工藝及環(huán)境問題匯總表

由表1可知，衛(wèi)生陶瓷企業(yè)生產(chǎn)廢水主要來源于石膏模具、球磨機、干燥設備、噴釉線等排放的設備清洗廢水及最終的產(chǎn)品檢驗用水等；此外，原料運輸過程中的灑落、車間地面的保潔用水也會帶入高濃度、高濁度廢水［4］。

雖然衛(wèi)生陶瓷企業(yè)的生產(chǎn)工藝有所差異，排放的生產(chǎn)廢水組成成分也不盡相同，但這類廢水的組成成分和水質(zhì)特征具有高度的相似性。根據(jù)不同生產(chǎn)工序排放的廢水水質(zhì)特征，可將生產(chǎn)廢水分為以下兩類［5］：

（1）含泥廢水：各道清洗工序產(chǎn)生的含大量未溶解且難以自然沉淀懸浮物的廢水，約占生產(chǎn)廢水量的95%；這些懸浮物主要由原料處理過程中粒徑小于2μm的固體顆粒和被沖洗到排水系統(tǒng)的漂塵組成［6］；含泥廢水具有水量大、懸浮物濃度高等特點，此外廢水中可回收大量具有經(jīng)濟價值的原料泥［7］。

（2）含釉廢水：主要來源于半檢和噴釉車間，該類廢水的廢水量相對較小，約占生產(chǎn)廢水量的5%；主要污染物由懸浮顆粒物和低濃度COD組成。

由此可知，衛(wèi)生陶瓷企業(yè)生產(chǎn)廢水組分較單一，最主要污染物是高濃度的懸浮物；而傳統(tǒng)處理工藝僅將生產(chǎn)廢水經(jīng)沉淀后達標排放，造成水資源的大量浪費。實踐證明若將沉淀后的廢水采取進一步過濾、消毒處理，其他污染物濃度也可隨之降低至排放標準要求以內(nèi)，最終實現(xiàn)生產(chǎn)廢水重復利用。

2 生產(chǎn)廢水“零排放”工藝

傳統(tǒng)衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)將水質(zhì)較好的產(chǎn)品終檢廢水收集后重復利用，但這部分回用水量較小，廢水回用率不到30%。隨著《建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)準入標準》明確提出“衛(wèi)生陶瓷工藝廢水回用率不低于90%，污廢水應處理達標后方可排放”的要求，近年來衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的中水回用技術得到廣泛的發(fā)展；越來越大規(guī)模的生產(chǎn)廢水得到重復利用，帶來了良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

根據(jù)衛(wèi)生陶瓷企業(yè)排放的兩股廢水水質(zhì)情況而言，含泥廢水的懸浮物濃度較高，但容易沉淀分離，而含釉廢水中存在一定量有機物，較難處理，傳統(tǒng)企業(yè)將兩股廢水經(jīng)單獨處理后納管排放。但由于兩股廢水排放量懸殊，實踐表明可將兩者混合后統(tǒng)一處理［5，8］；混合后的生產(chǎn)廢水中除了含有大量懸浮物及一定量COD外，其他污染物含量相對較低，污染物組分單一，較容易處理。通?？刹捎谩盎炷?絮凝+沉淀+兩道過濾”的物化工藝對其實現(xiàn)中水回用，工藝流程如圖1所示。

圖1 中水回用工藝流程圖

由圖1可知，中水回用系統(tǒng)主要由廢水調(diào)節(jié)、混凝、沉淀、過濾、消毒等工藝段組成，各工藝段處理情況如下所示：

（1）含泥廢水和含釉廢水排放至調(diào)節(jié)池進行混合，通過機械攪拌保證池內(nèi)水質(zhì)均勻，減少因廢水濃度短時變化而頻繁調(diào)節(jié)藥劑投加量；同時調(diào)節(jié)池具有一定的緩沖能力，可適應不同時間段的廢水排放量不均勻性。

（2）向混凝池內(nèi)投加聚合氯化鋁（混凝劑），通過機械攪拌使廢水中的固體懸浮物與藥劑充分接觸、聚集。

（3）向混凝池出口投加絮凝劑，經(jīng)混絮凝處理后的出水流至沉淀池進行泥水分離，上清液經(jīng)砂濾池過濾后進入生產(chǎn)水箱，經(jīng)次氯酸鈉消毒后被輸送回至車間各用水環(huán)節(jié)。

（4）沉淀池底部的泥漿被輸送至泥漿池，重力濃縮后通過傳輸泵輸送至板框壓濾機壓濾脫水，脫水后泥餅重復利用或外運處置，壓濾機布袋定期清洗。

（5）砂濾池清洗廢水、壓濾機濾液、壓濾機布袋清洗廢水流至地坑后，利用泵輸送回至調(diào)節(jié)池重新處理。

某衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)中水處理前后的水質(zhì)對比情況如表2所示。

表2 中水回用裝置進出水水質(zhì)情況

由表2可見，經(jīng)處理后的出水中懸浮物含量得到明顯下降，基本可控制在10 mg/L以下水平；而COD及其他指標水質(zhì)良好，滿足生產(chǎn)車間工藝用水要求，可被全部回用至生產(chǎn)車間實現(xiàn)重復利用。

綜上所述，通過建立中水回用系統(tǒng)，可將兩股不同水質(zhì)的生產(chǎn)廢水實現(xiàn)全部收集及利用，而整個生產(chǎn)用水系統(tǒng)中，除了因胚體成型及煅燒過程中部分水資源以水蒸氣的形式排入大氣而需要補充少量新水外，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)生產(chǎn)廢水“零排放”。

3 生活用水節(jié)水措施

通過對衛(wèi)生陶瓷行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)水分析可知，通過中水回用系統(tǒng)可實現(xiàn)生產(chǎn)廢水“零排放”，大大減少新水量的消耗，對衛(wèi)生陶瓷行業(yè)節(jié)水減排工作具有重要意義。同時，考慮到陶瓷行業(yè)環(huán)境揚塵較多、勞動強度大，生活用水占新水總量的比例較大，只有在落實各項生活節(jié)水措施的前提下才能有效減少企業(yè)新水量的消耗，做到全方位節(jié)水。

（1）清洗保潔用水

衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的揚塵較多，為保持車間環(huán)境衛(wèi)生，需頻繁進行清洗。除了采用中水作為清洗水源外，還應配備節(jié)水槍等節(jié)水器具，提高用水效率。

（2）車間生活用水

衛(wèi)生陶瓷行業(yè)屬于勞動密集型企業(yè)，工作人員數(shù)量較多，車間生活用水量較大；考慮到?jīng)_廁用水對水質(zhì)的要求較低，建議采用中水或河道水經(jīng)處理后作為水源；目前該項節(jié)水措施已在眾多企業(yè)中得到實踐，具有良好的節(jié)水效益。

（3）浴室用水

由于車間環(huán)境較差、工作強度大，衛(wèi)生陶瓷企業(yè)通常設置員工浴室，但往往浴室中存在員工清洗衣物等現(xiàn)象，造成水資源的大量浪費。為加強浴室節(jié)水，可通過IC卡刷卡計費裝置、采用節(jié)水型淋浴設備以及降低浴室供水壓力等方式實現(xiàn)；目前該項節(jié)水措施已高校浴室中普遍運用，能有效提高浴室節(jié)水管理水平。

（4）食堂用水

餐飲用水是企業(yè)生活用水的重要組成部分；在集中式食堂中，水資源的浪費情況普遍存在，如灶臺冷卻水直流排放、食物清洗及地面保潔等。通過增設灶臺隔熱磚的方式能有效減少冷卻水的消耗，此外通過清洗水槽逆流漂洗的方式能減少果蔬解凍及清洗過程中的自來水消耗，減少食堂用水。

4 結語

衛(wèi)生陶瓷行業(yè)是高能耗、高污染行業(yè)，推行清潔生產(chǎn)、實行污染治理、實現(xiàn)節(jié)能降耗勢在必行。根據(jù)陶瓷企業(yè)的用水結構及廢水特征，利用“混凝/絮凝+沉淀+兩道過濾”工藝能有效去除生產(chǎn)廢水中高懸浮物及COD，實現(xiàn)生產(chǎn)廢水零排放；此外為企業(yè)生活用水環(huán)節(jié)提供節(jié)水建議及措施方案；通過生產(chǎn)及生活兩方面的節(jié)水分析，為企業(yè)提高節(jié)水效益，最終實現(xiàn)水資源高效利用提供參考和借鑒。

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Analysis on Water Saving and Production Waste Water Zero Emission in Sanitary Ceramics Industry

Xu Jin， Gao Jiping
Shanghai Fengxian District Water Source Management Bureau
Gong Chengchen
Shanghai Textile Energy Conservation and Environment Protection Center

Ceramics industry is chinese traditional industry and it's high energy consumption， high water consumption and high pollution are the main factors which hinder industry development. Through analyzing production process and water utilization procedure in ceramics industry， the author gets to know enterprise water using structure and production waste water features. The article discusses over enterprise production waste water zero emission technologies and domestic water saving measures from the view of energy-saving and emission-reducing. It's study shows some reference to improve water source utilization ratio in ceramics industry and realizes clean production.

Sanitary Ceramics， Water Saving Potential， Production Waste Water， Zero Emission

10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.07.010