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樹脂吸附法深度處理及回用印染廢水的新技術

來源:印染在線 發(fā)布時間:2009年01月31日

據統計,我國中等規(guī)模以上印染企業(yè)約有1800 家,每年印染廢水排放量約17.2 億t,約占全國紡織工業(yè)排放總量的80%左右,占全國工業(yè)廢水排放總量的5.7%。我國紡織行業(yè)水的重復利用率目前僅為7%,遠遠落后于制造業(yè)平均水平。 紡織印染行業(yè)面臨的節(jié)能減排形勢依然十分嚴峻。 用生化法處理印染廢水,出水因含有水溶性較好、帶有發(fā)色基團、難以生化降解的腐殖酸等有機污染物,COD 一般在100 mg/L 左右,色度(稀釋倍數)約為40~80 倍,采用常規(guī)法繼續(xù)深度處理使之成為 “無色透明”的可回用于印染生產工藝的水,技術難度較大,處理成本較高。江蘇南大戈德環(huán)??萍加邢薰靖鶕∪舅玫娜玖虾椭鷦┑奈锢砘瘜W性質,研制出具有特殊理化結構的復合功能樹脂,它可以將廢水中的水溶性、難降解有機污染物吸附富集,吸附出水達到“無色透明”,COD≤45mg/L,出水各項指標均能滿足印染用水的要求。吸附飽和的樹脂用優(yōu)選的脫附劑將富集在樹脂上的有機污染物從樹脂上脫附下來,樹脂獲得再生,可重復使用,從而經濟有效地實現了印染廢水深度處理與回用,和印染行業(yè)的節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展。 一、 基本原理 吸附劑的吸附特性主要取決于其理化結構與吸附質結構的相關性。復合功能樹脂是通過對樹脂骨架結構、孔結構和表面化學結構的調整而研制出的,與廢水中目標污染物分子結構相匹配的一類新型有機高分子吸附劑。該類樹脂對廢水中水溶性有機污染物的吸附作用原理在于樹脂與污染物分子間存在的范德華力、靜電作用力、氫鍵作用力等多重作用力的協同吸附作用,使水溶性有機污染物逐漸從水相分離出來,而被吸附、富集在樹脂床層中。脫附劑的作用是破壞上述吸附作用力,使吸附在樹脂上的有機污染物轉移到脫附劑溶液中,樹脂因此而獲得再生。 二、 技術特點 1、復合功能樹脂具有吸附容量大、選擇性好、吸附和脫附再生容易等優(yōu)點

。節(jié)能減排先進技術申報材料 江蘇南大戈德環(huán)??萍加邢薰?2、吸附和脫附再生工藝成熟、簡便,出水穩(wěn)定達標。 3、可以根據處理規(guī)模設計制作半連續(xù)的固定床或連續(xù)的移動床專用設備,自動化程度高,可控性能好。 4、復合功能樹脂用于印染廢水深度處理和回用具有占地面積小、投資較少、運行費用低、運行人員培訓周期短等優(yōu)點,能夠為企業(yè)節(jié)能減排,創(chuàng)造可觀的經濟效益、環(huán)境效益及社會效益。 三、 環(huán)保效果 復合功能樹脂吸附技術應用于印染廢水深度處理和回用處理工程,處理出水水質(表1)可達到并優(yōu)于《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)地區(qū)水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)標準中關于紡織染整行業(yè)污染物排放限值的規(guī)定,具體指標見表1。 參照東華大學、中國印染行業(yè)協會環(huán)保專業(yè)委員會“印染行業(yè)發(fā)展和水資源問題”報告所提出的印染用水水質標準(表3),以樹脂吸附法深度處理及回用印染廢水的新技術為核心的處理工藝出水可以滿足印染企業(yè)的用水要求,不僅減少了污染物的排放量,而且提高了印染企業(yè)的廢水回用率,可實現印染行業(yè)水資源循環(huán)利用。表1 太湖地區(qū)紡織染整工業(yè)主要水污染物排放限值(mg/L)

項目

CODCr

氨氮

總氮

TP

標準值

≤50mg/L

≤5mg/L

15

≤0.5mg/L

表2 印染廢水樹脂法回用處理出水水質表

序號

項目

標準值

序號

項 目

標準值

1

色度(稀釋倍數)

≤10

7

總氮(mg/L)

≤15

2

總硬度(CaCO3 計,mg/L)

≤20

8

透明度(cm)

>30

3

pH

6.5~8.5

9

懸浮物(mg/L)

≤10

4

鐵(mg/L)

≤0.05

10

錳(mg/L)

≤0.05

5

氨氮(mg/L)

≤5

11

化學需氧量(m

g/L)

≤45

6

總磷

(mg/L)

≤0.5

表3 印染用水水質標準(已審定)(注)

序號

項目

指標

序號

項目

指標

1

pH 值

6.5~8.5

4

SS(mg/L)

≤10

2

色度(稀釋倍數)

≤10

5

鐵(mg/L)

≤0.1

3

透明度(cm)

≥30

6

錳(mg/L)

≤0.1

7

硬度 (以

CaCO3計,mg/L)

⑴ 原水硬度小于150mg/L 可全部用于生產; ⑵ 原水硬度在150~325mg/L 之間,大部分可用于生產,但溶解性染料應使用小于或等于17.5mg/L 的 軟水,皂洗和堿液用水硬度最高為150mg/L; ⑶ 噴射冷凝器冷卻水一般采用總硬度小于或等于 17.5mg/L 的軟水。

注:相關資料摘自東華大學、中國印染行業(yè)協會環(huán)保專業(yè)委員會“印染行業(yè)發(fā)展和水資源問題”報告。 四、現有工程概況 以我公司負責設計、建設的某企業(yè)印染廢水深度處理及回用工程為例,說明樹脂吸附法深度處理及回用印染廢水的新技術應用于工程實踐的可行性。 1、項目簡介 吳江市永前印染有限公司(以下簡稱企業(yè))主要生產化纖、棉類織物的印染制品,其中棉織物的印染制品占生產總量的35%,印染過程中主要使用分散染料、活性染料及酸性染料,其中分散染料、活性染料及酸性染料分別占染料總使用量的50%、35%、15%。 企業(yè)的原有污水處理設施設計總處理量為7200 t/d,主要處理工藝為“調節(jié)—沉淀—厭氧池(停留時間:8-12h)—好氧池(停留時間:20h)—二次沉淀—混凝沉淀”, 設計進水COD 濃度為1000mg/L。 污水處理設施于2001 年建成并進入調試階段,2002 年由市屬污水處理廠承擔管理工作。污水處理設施實際處理量為6000 t/d,其中包括1500t/d織機廢水及4500t/d印染廢水,實際進水COD 濃度為1000mg/L,出水達到100mg/L。 2、回用處理工程介紹 隨著環(huán)保壓力的日益增大和企業(yè)自身發(fā)展的需求, 2007 年初該企業(yè)開始籌措印染廢水深度處理和回用項目
,通過大量市場調研和技術論證,最終決定采用江蘇南大戈德環(huán)??萍加邢薰鹃_發(fā)的樹脂吸附法深度處理回用印染廢水生化尾水與及回用新技術,并由由江蘇南大戈德環(huán)??萍加邢薰矩撠熑滋幚碓O施的設計、制作和安裝。根據企業(yè)要求一期工程回用量為1200t/d。 2007 年10 月印染廢水回用處理項目(一期)進入工程建設階段,同年12月底竣工,總建設期3 個月。廢水回用處理工程主要處理工藝見圖1,設計進出水水質見表4。 表4 回用處理項目設計進水水質表(單位:mg/L)

項目

pH

CODCr

BOD

SS

氨氮

TP

色度

進水

6-9

≤100mg/L

≤25mg/L

≤70mg/L

≤15mg/L

≤0.5mg/L

≤40 倍

出水

6-9

≤45mg/L

——

≤10mg/L

≤5mg/L

≤0.5m

g/L

≤10 倍

3、工程調試運行狀況 2008 年2 月回用處理設施進入調試階段,并于2008 年4 月初完成調試工作,總調試時間約兩個月。 目前回用處理項目運行正常,實際處理量1200t/d,出水水質達到表2所示水質,滿足印染企業(yè)的回用要求,目前企業(yè)主要將處理出水用于調配未經回用處理的生化處理尾水,調配后達到《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)地區(qū)水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)標準中關于紡織染整行業(yè)污染物排放限值的規(guī)定,具體指標見表1。 高濃液每天產生量約占總水量的0.9%,經預處理提高其可生化性后回到原生化系統,兩個多月的運行結果表明,高濃液處理設備運行情況良好,效果穩(wěn)定,處理液返回原有生化系統不影響生化的正常運行。中水回用處理直接運行費用為0.88 元/t水,如下表5 所示: 表5 中水回用處理站運行費用一覽表(單位:元/t水)

序 號

項 目

單 耗

單 價

金 額

1

直接材料費

0.45kg

600元/t

0.28

2

燃料及動力費

3

人工費

4 人

0.02 元/人

0.08

4

脫附液處理費

0.08

5

直接運行成本

0.08

4、工程裝置和處理效果照片 圖2 工程裝置照片 圖3 處理系統進水照片 圖4 處理系統出水照片 圖 5 進水出水對比照片 (左側為處理系統進水,右側為處理系統出水) 四、經濟性評價 本公司開發(fā)的復合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水新技術,回用水的處理費用小于自來水的使用費用(包括水資源費、水利設施使用費、污水治理費等各項規(guī)費),經工程實例驗證企業(yè)每年節(jié)省的費用,除能夠如期償還項目建設貸款本金、支付利息外,還能夠在經濟壽命年限內收回全部固定資產投資,同時每年還有一定數額的盈余用于回用處理項目的更新改造和擴大再生產。 五、推廣應用情況 目前,復合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水新技術已經成功應用于實際印染廢水生化尾水處理,并在江蘇省的絲綢之鄉(xiāng)蘇州吳江市盛澤鎮(zhèn)建立了示范工程-吳江永前印染有限公司印染廢水深度處理與回用工程,三個多月的運行結果表明該工藝處理效果穩(wěn)定,處理出水能夠滿足印染企業(yè)的回用要求。 2008年4月29日,江蘇省環(huán)保廳在盛澤鎮(zhèn)主持召開了全省印染廢水處理提標技術現場會,復合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水的新技術得到了環(huán)保廳和地方政府與環(huán)保局領導以及與會環(huán)保專家的一致認可。該技
術已經作為江蘇省環(huán)保廳重點推廣的印染廢水深度處理和提標技術之一,目前正在進行15000噸/天和50000t/d印染廢水深度處理工程設計。 以江蘇省為例,江蘇印染廢水年排放約4.2億t,占全省工業(yè)廢水排放總量的16.2%,COD 排放量約6.8萬t,占全省工業(yè)COD 排放總量的22.9%,僅次于化工行業(yè)。太湖流域印染行業(yè)十分發(fā)達,印染廢水排放量和COD 排放量,分別占全省印染行業(yè)的75.3%和72.3%。盡管排入太湖流域的印染廢水生化處理后的尾水已經達到或接近《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)規(guī)定的一級標準,但是這些數量巨大的“低濃度”尾水仍然會對太湖流域的水質造成不良影響,加劇太湖流域生態(tài)環(huán)境惡化,甚至影響到周邊飲用水安全和人民身體健康。如果江蘇省有一半印染企業(yè)采用該技術進行廢水深度處理和回用,則每年可減少水資源使用量1 億多噸,同時可減少相同數量的廢水排放;每年可削減COD 排放量超過6000t,將大大減少印染行業(yè)集中的太湖流域的水環(huán)境污染,這對于江蘇省,甚至全國印染行業(yè)的節(jié)能減排都具有十分重要的意義。 六、 結論 復合功能樹脂具有吸附容量大、脫附再生容易等優(yōu)點,對印染廢水生化處理后尾水中的主要污染物有較強的吸附能力,COD 和色度去除效果俱佳,同時對尾水中的總磷也有較好的去除效果。 本公司開發(fā)的復合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水新技術具有投資較低、出水水質良好、運行效果穩(wěn)定、操作過程簡單、自動化程度高、運行費用較低等特點,是一項具有良好經濟效益、環(huán)保效益與社會效益,值得推廣的先進處理技術。


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