印染废水回用技术关键及实例

印染废水回用技术关键及实例
余淦申1，马仁和2，钟伟尧1，陈云霞1，傅文尧1
（1.浙江水美环保工程有限公司,杭州310012; 2.宁波申洲针织有限公司,宁波315800）
摘要：纺织染整工业是工业用水和排水大户，实施印染废水再生回用符合节能减排的要求。

印染废水回用的技术关键是：依据回用水水质要求，去除或降低印染废水中的有机污染物、色度、浊度、SS、铁、锰、硬度以及无机盐类等。

宁波申洲针织有限公司15000m3/d印染废水回用工程5年来的运行表明，开发应用集成优化技术达到了印染废水生产回用。

处理费用低，经理合理，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

关键词：印染废水回用实例
我国是一个水资源短缺的国家，水资源总量约为28000亿m3，人均水资源量约为世界平均水平的四分之一。

近10年来，由于水污染严重，水质性缺水加剧，水资源供需矛盾突出，严重制约了我国经济社会的发展。

纺织染整工业是工业用水和排水大户，印染废水进行再生回用处理，可以节水、降耗，提高用水效率，实现节能减排，促进水资源的可持续利用。

近几年来，国内外对印染废水回用的研究和应用有一定进展。

国外，发达国家采用膜处理技术对印染生产的退浆、煮炼、染色等工序排水分段深度处理，以实现废水循环回用和部分染化料回收。

国内，在实行清洁生产基础上，采用物化、生化或膜处理等技术，进行印染废水深度处理和生产回用试验，取得了成果。

亦有一些中小型企业以COD和SS为控制目标对印染废水进行深度处理直接生产回用。

本研发项目是根据印染废水污染特点和生产回用水水质要求，确定印染废水生产回用技术关键，探求高效、低耗、投资省的印废水处理回用技术，在宁波申洲针织有限公司大型印染废水处理工程中，拟制了清浊分流，对次污染印染废水处理回用的技术路线。

该公司15000m3/d印染废水回用工程5年来运行稳定，采用集成优化技术，解决印染废水回用技术关键可行有效，处理效果好、操作简单，投资和运行费用低，为国内印染废水回用提供了一定的借鉴和示范。

1．印染废水回用技术关键
印染废水回用不是简单的低水平回用，而是参与产品生产过程的回用，应以把握生产回用水水质要求为前提。

通过对印染生产过程中的退浆、煮炼、漂白、染色、印花、漂洗、整理等各个工序的生产用水水质调研与测试表明，实现印染废水生产回用不仅要使经处理后的废水COD和SS满足生产用水水质要求，而且废水中的铁、锰、氯化物、硬度、色度等对产品质量有影响的敏感性指标亦应符合印染生产要求，通常的印染生产用水水质要求如表1所示。

印染废水回用的技术关键包括对有机污染物、色度、浊度、SS、铁、锰、硬度和无机盐类的去除，以及卫生学指标满足要求。

1.1对有机污染物COD、BOD5的进一步去除
一般印染废水经处理达到一级排放标的出水COD、BOD5浓度仍不能满足印染生产用水水质要求，如表2所示。

所以，印染废水生产回用时，须再经处理以进一步去除COD、BOD5。

一般采用生物处理，如生物接触氧化、曝气生物滤池、生物活性炭等可以达到对COD、BOD5深度处理的目的。

表1 印染生产用水水质要求
表2 印染废水达标排放水质同再生利用生产用水水质对比
注：①摘自《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-1992）。

②摘自《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923，2005）。

1.2对色度、浊度、SS的去除
达到一级排放标准的印染废水，其色度、浊度、SS等感官性状指标仍然不能满足生产回用水的水质要求，须进行深度处理。

生物处理可以去除部分色度和浊度，但是，主要是用物化方法，如混凝沉淀、过滤等予以去除，以达到生产回用水水质的要求。

1.3对无机盐类的去除
印染废水中含有残留的染料，如分散染料、活性染料、还原染料等，以及残留的助剂，如纯碱、烧碱、元明粉、表面活性剂等，印染废水含有的各种无机盐类致使废水的溶解性固体（TDS）浓度和电导率均偏高。

一般印染废水的TDS为1200～1500mg/L，电导率为1600～2000μs/cm，而工业用水的TDS最高允许浓度为1000mg/L，如果高于该值范围，在管道和设备中易形成无机盐的沉积，产生结垢和金属腐蚀。

在印染生产用水中过高的硬度和TDS还会增加染化料的用量和影响产品质量。

所以，印染废水生产回用时，应根据废水水质和生产回用的用途不同，有必要时进行除硬或除盐处理。

除硬或除盐方法有离子交换、电析（ED）和反渗透（RO）等。

1.4对铁和锰的去除
印染生产用水要求铁、锰含量均在0.1mg/L以下。

如印染废水回用水中铁、锰含量高于印染生产用水水质要求，则对印染产品质量有影响，易产生斑点或者影响产品的色泽，甚至成为次品，为此，印染废水回用时要考虑铁和锰指标满足用水要求。

一般采用混凝沉淀、化学氧化和生物接触氧化法等可以达到除铁和除锰。

1.5对微生物学指标的要求
出于安全用水和卫生学考虑，印染废水回用必须消毒。

宜采用二氧化氯、紫外线或臭氧等消毒技术。

印染废水回用工程同给水工程相比，一般规模较小，管理相对较简易，应因地制宜选用消毒技术和设施。

2．印染废水回用实例
2.1 工程简况
宁波申洲针织有限公司主要生产棉针织织物和印染产品。

印染废水主要由前处理、染色、后处理排水组成。

印染废水量为50,000m3/d。

根据对废水组成的测试分析，后处理的水洗水特别是第3道及以后的水洗废水水质同其他的生产排放水水质相比较，污染程度较轻，排水量约占全部印染废
水水量的25%左右。

因此进行清污分流，将15000m 3/d 左右的次污染印染废水处理后作为生产回用。

该工程分两期建设，第一期10000m 3/d 规模，于2005年12月投入运行，第二期达到15000m 3/d 规模于2009年12月投入运行。

5年来，工程运行正常，处理水水量水质均达到了预期要求。

2.2 废水及回用水水质
在对现有生产用水水质分析的基础上，参照企业对印染生产用水水质的要求以及《城市污水再生利用工业用水水质标准》（GB/T19923-2005）的相关规定，经技术经济综合分析后确定废水及回用水水质如表3所示。

2.3 处理工艺流程
根据次污染印染废水水质和回用水水质要求，确定该工程要解决的技术关键是：进一步去除有机污染物，浊度、色度、SS 感官性状指标和铁、硬度、溶解性固体等一般化学指标应符合回用水水质要求。

确定处理工艺流程如图1。

图1 处理工艺流程图
2.4 工艺特点 (1) 根据进水水质，一般次污染印染废水呈碱性，先进入中和调节兼氧池，对废水水质和水量进行调节，同时在池中设置生物填料，作为兼氧池对有机污染物进行部分降解。

(2) 采用生物接触氧化池处理微污染水。

氧化池中设置了弹性填料，使世代生长时间长的微生物能大量附着栖生在填料上，池下部设下弯穿孔曝气管。

微污染水进入生物接触氧化池后，流经弹性填料层，在底部曝气装置的供氧条件下，通过填料表面微生物的生化作用，能经济有效、无毒副作用的生物降解溶解性有机碳，去除水中的COD 、色度、臭味、混浊度、铁、锰等，污泥勿需回流，没有污泥膨胀现象，易于控制。

运行实践表明，生物接触氧化池作为物化处理前的处理单元，
次污染
还可降低后续的物化处理混凝剂和消毒剂用量。

(3) 对接触氧化池出水投加铝盐混凝剂和PAM 絮凝剂进行混凝沉淀处理。

经混凝沉淀处理的出水再进一步经过滤处理。

采用新型的盘片过滤（滤布滤池）设备，运行稳妥可靠，效果好，操作简单，管理方便。

(4) 为了抑制微生物和细菌在物化处理单元的生长，保证处理水的卫生学指标合格达标，分别在过滤之前和过滤之后采用两次加氯消毒。

滤前加氯还可在一定程度上去除铁、锰以及色度。

(5) 活性炭对残存的有机污染物、致突变物质及氯化致突变物前驱物具有良好的吸附能力，可进一步降低出水的致突变活性。

为确保处理水水质能符合生产用水质要求，在过滤之后设置了活性炭吸附装置，可以视过滤出水水质情况而灵活使用。

(6) 考虑到染色生产工艺对水的硬度要求比较高，在活性炭塔后设置钠离子交换器，当有需要时对出水进行软化处理，使回用水质达到生产工艺的要求。

2.5 运行效果
(1) 该工程自投入使用5年来，一直连续运行，总体情况正常。

处理水量视季节、生产用水水量、进水水质的不同而变化。

一般每年6～8月为供水高峰期，运行处理水量为设计水量的80%～90%。

1～3月为低谷期，运行水量为设计水量的50%～60%。

其余月份运行水量为设计水量的70%左右。

2006年6月、7月，2008年1月、3月的运行情况分别如表4、表5所示。

可以看出，无论在水量高峰期还是低谷期，本工艺运行稳定，出水水质达到回用水水质要求。

图2、图3、图4分别为正常运行期间连续一个月各处理单元的COD 、色度和浊度去除效果。

从图中可以看出，本处理工艺技术能够很好的降解COD 、色度和浊度，取得了预期效果。

0510
1520
2530
5
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25
30
时间/d 图3 浊度去除效果
浊度N T U
20406080100120
140
160
0510162128中和调节池进水接触氧化池进水快滤池出水
生产给水水质
时间/d
图2 COD 去除效果
表4 2006年6月、7月运行情况
表5 2008年1月、3月运行情况
(2) 生物接触氧化池作为微污染处理单元，处理效果比较显著。

对色度的去除率达到50%左右，COD 的去除率60%左右，浊度去除率为80%左右。

生物接触氧化池的稳定处理效果改善了后续物化处理条件，尤其是对有机污染物的去除功能是物化处理所不能完全替代的。

(3) 混凝沉淀和过滤处理单元对浊度和色度的去除效果比较好，出水浊度为0～3NTU ，色度为5度以下。

对COD 也有一定的去除效果，去除率为30%左右。

(4) 本处理工艺的生物接触氧化和混凝沉淀处理单元均具有一定的除铁功能。

在中和调节池进水铁含量为0.3mg/L 左右情况下，经处理后出水铁含量为0.1mg/L 以下。

2.6 回用水水质对产品质量影响的跟踪
该工程处理出水自2006年5月开始供给染色车间使用。

处理水经泵提升后进入车间给水箱，同新鲜水混合后直接供染色生产使用。

申洲针织有限公司的产品全部出口外销，对产品有严格的质控程序和制度，同样对印染废水生产回用有一套严密的管理制度和管网系统，至今未发生对产品质量影响的事件。

2.7 处理费用
由于处理水量的变化，处理费用存在一定的差异。

按2009年物价水平测算，一般1m 3水处理费用（含电费、药剂费、人工费）为1.00～1.20元，低于当地印染行业的自来水水价（3.5元/m 3.水）。

3． 结论
(1) 印染废水再生回用的技术关键是：对生产用水水质的调研，把握回用水水质要求；对有机污染物、色度、浊度和SS 的去除；铁、锰、氯化物、硬度和无机盐类的含量和卫生学指标均应符合生产用水要求。

(2) 采用常规的水处理技术单元优化集成，自主开发的次污染印染废水再生回用处理工艺技术，达到了印染废水生产回用水质要求。

15000m 3/d 印染废水回用工程示范表明，处理费用为1.00～1.20元/m 3.水，远低于当地印染工业用水自来水价。

印染废水生产回用达到了节水、降耗、节能减排的目的，经济效益、社会效益和环境效益明显。

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时间/d
图4 色度去除效果。