典型漿粕行業(yè)廢水回用工藝技術(shù)研究

董亞明，楊躍輝，張 晨

（新疆環(huán)境工程評估中心，新疆烏魯木齊 830016）

1 概述

棉漿粕是以棉短絨為原料，經(jīng)制漿精制而成的一種高純度纖維素，主要用于生產(chǎn)黏膠長絲、黏膠短纖、玻璃紙、鋼紙、過濾紙、鈔票紙以及一些特種纖維。棉漿粕工業(yè)屬于制漿范圍中的非木漿純制漿工業(yè)，制漿工業(yè)能耗、水耗高，污染嚴(yán)重，且成熟治理技術(shù)手段較少，對環(huán)境造成極大的壓力。通常，一條50 kt/a棉漿粕生產(chǎn)線，正常排放廢水量約6 000m3/d。

生產(chǎn)過程被堿浸泡過的棉短絨經(jīng)蒸煮后，會產(chǎn)生污染較重的高有機(jī)物、高含堿的球下黑液，該股廢水各企業(yè)目前基本已全部實(shí)現(xiàn)資源化，因此，黑液可能引發(fā)的環(huán)境問題目前已得到有效解決。生產(chǎn)過程中，在濃縮、漂白、洗漿過程產(chǎn)生的廢水混合后統(tǒng)稱為中段廢水，中段廢水經(jīng)企業(yè)內(nèi)部污水處理廠處理后，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)，大部分企業(yè)排放至企業(yè)自建的沙漠中水庫，廢水排放存在潛在的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，科學(xué)引導(dǎo)棉漿粕廢水合理排放及資源化，消除紡織服裝產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程對生態(tài)環(huán)境的影響，促進(jìn)紡織工業(yè)綠色，可持續(xù)發(fā)展意義重大。

2 廢水分類及特點(diǎn)

2.1 廢水水質(zhì)

棉漿粕生產(chǎn)中段廢水具有污染程度較輕、呈中性或堿性、有機(jī)物含量較低、水量大等特點(diǎn)。中段廢水水質(zhì)：pH 為8～9，SS 為300mg/L，COD 為900～1200mg/L，BOD5為140mg/L。

黑液與中段廢水的產(chǎn)生及主要處理方式，如圖1所示。

圖1 黑液與中段廢水的產(chǎn)生及主要處理方式

中段廢水一般采用“物化+生化+催化氧化”工藝，污水排放執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)查閱資料及實(shí)地考察可知，處理后出水的水質(zhì)。如表1所示。

表1 漿粕芬頓出水水質(zhì)

按照表1所示，通過膜技術(shù)處理，技術(shù)難度不大，可通過較低代價(jià)達(dá)到水資源利用目標(biāo)?；赜盟|(zhì)按高于軟化水指標(biāo)要求的粘膠生產(chǎn)工藝用水指標(biāo)執(zhí)行（漿粕生產(chǎn)企業(yè)一般配套粘膠生產(chǎn)線），如表2所示：

表2 回用水水質(zhì)要求

2.2 原水水質(zhì)的特點(diǎn)

廢水中污染物主要是pH、CODcr、BOD5、懸浮物、氨氮、硫酸鹽、硫化物、全鹽、硫酸鋅等污染因子，具有以下特點(diǎn)。

（1）含鐵：來水為廠區(qū)漿粕芬頓出水，水中含有一定量的鐵等重金屬，若采用反滲透膜對原水進(jìn)行濃縮，需考慮除鐵措施。

（2）硬度一般：原水總硬度為600mg/L 左右，對于常規(guī)抗污染卷式RO 膜來說，控制膜濃水側(cè)總硬不超過1 500mg/L情況下，可無需采取除硬措施。

（3）TDS 和COD 較低：根據(jù)業(yè)主提供的數(shù)據(jù)，原水TDS為2 000mg/L，COD 為80mg/L，含量均不高，可先用抗污染卷式RO 進(jìn)行初步濃縮，之后采用廢水處理領(lǐng)域常用的有300多個項(xiàng)目業(yè)績的寬通道抗污染卷管式反滲透膜（DTL-RO）進(jìn)行再次濃縮，最終保障整體回收率和產(chǎn)水水質(zhì)。

3 工藝方案的確定

3.1 工藝流程及水量平衡圖

根據(jù)水質(zhì)情況及設(shè)計(jì)要求，推薦本項(xiàng)目采用“V 型濾池+UF+卷式RO+DTLRO”組合工藝。根據(jù)現(xiàn)有水質(zhì)數(shù)據(jù)，建

議工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程圖

注：1.卷式RO：進(jìn)水12 000m3/d，回收率50%，總產(chǎn)水 6 000m3/d，濃水6 000m3/d；2.卷式RO+DTLRO：進(jìn)水12 000m3/d，總回收率80%，總產(chǎn)水9 600m3/d，濃水2 400m3/d。

3.2 工藝流程說明

對來水進(jìn)行高倍濃縮減量化處理，最大程度地提高水資源的回收率，經(jīng)組合工藝處理后，水回收率可以達(dá)到80%。

（1）V 型濾池：去除原水中的懸浮物、膠體物質(zhì)等，以保障超濾系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）UF 系統(tǒng)：去除V 型濾池產(chǎn)水中剩余的懸浮物等，為后續(xù)卷式RO 系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

（3）卷式RO 系統(tǒng)：對來水進(jìn)行濃縮減量化處理，濃水排放至DTLRO 系統(tǒng)進(jìn)行深度濃縮，產(chǎn)水去RO 產(chǎn)水池。

（4）DTLRO 系統(tǒng)：對卷式RO 濃水進(jìn)行再次濃縮，濃水至環(huán)保站處理達(dá)標(biāo)排放，產(chǎn)水去RO 產(chǎn)水池。

3.3 水質(zhì)預(yù)測結(jié)果

水質(zhì)預(yù)測結(jié)果見表3。

表3 水質(zhì)預(yù)測表

4 運(yùn)行費(fèi)用估算，如表4所示

運(yùn)行費(fèi)用估算見表4。

表4 運(yùn)行費(fèi)用估算表

5 結(jié)束語

綜上所述，對于漿粕企業(yè)外排水，利用先進(jìn)的大通道卷式膜技術(shù)進(jìn)行處理是可行的；大通道卷式膜技術(shù)在對于漿粕外排水回收利用上可做到80%以上的回收效果。產(chǎn)水水質(zhì)可以達(dá)到高于軟化水指標(biāo)要求的黏膠生產(chǎn)工藝用水指標(biāo)。

以12 000m3/d 的中水處理工程為例，按照每生產(chǎn)1t 漿粕，外排40m3廢水核算，按照80%回收率，中水回用運(yùn)行成本2.85元/t。目前，企業(yè)水價(jià)為5-8元/t，軟化水生產(chǎn)成本約1～1.5元/t。因此，中水回用不僅可以解決企業(yè)高峰期用水短缺問題，還可以為企業(yè)帶來一定經(jīng)濟(jì)效益。