□ 王成达

浙江潮远建设有限公司 杭州 311215

随着印染企业产能的扩大,出现产能受限于排污量的情况。根据相关地区排污权有偿使用办法,增大排污量需要付出高额的费用。在这一背景下,印染企业采用中水回用的方案,一方面降低废水排放量,另一方面提高废水重复利用率,并进行废水站提标改造。

1 水量平衡分析

根据印染企业提供的数据,污水再处理系统设计处理水量为2 000 t/d,将原处理系统二沉池出水作为进水水源,设计出水根据业主要求分为三部分。第一部分为1 000 t/d,作为厂区用水要求较低单元印花回用。第二部分为外排167 t/d与回用系统浓水333 t/d混合后外排,水质较好的情况下也可回流至原处理系统再处理。第三部分为回用系统产水500 t/d印染回用。

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回用系统设计进水为833 t/d,设计回收率为60%,设计产水为500 t/d,产水由业主直接回用于印染回用。回用系统浓水333 t/d与再处理系统外排167 t/d混合后一起排放,设计外排为500 t/d。水量平衡分析如图1所示。

图1 水量平衡分析

原处理系统指原污水处理设备,再处理系统指膜生物反应器系统,回用系统即反渗透系统。技术方案实现的是再处理系统和回用系统的工艺部分。

2 设计水质要求

罗茨风机设置两台,一用一备,流量为23 m3/min,扬程为4 m,功率为30 kW。

表1 原处理系统出水水质

原处理系统的出水就是再处理系统的进水,只有在原处理系统出水合格的情况下,才有利于保证再处理系统的进水水质稳定,实现再处理系统的稳定运行。

中水回用系统产水符合纺织行业关于纺织染整回用水水质标准,产水水质见表2。

表2 中水回用系统产水水质

中水回用系统产水可以用于印染回用,也可以用于园区的绿化、地面冲洗、生活排水等。

3 工艺介绍

膜生物反应器产水池收集膜生物反应器出水,供回用及再处理。结构形式为钢筋混凝土,外形尺寸为8 m×6 m,有效水深6 m。

膜生物反应器是由活性污泥法、膜分离技术、曝气设备相结合的水处理技术,对进水水质要求不高,并且可以设置在污水处理设备的末端。常规是设置在二沉池中,也可以单独设置膜处理池,更方便管理产水。在使用过程中,需要打开曝气系统。曝气系统可以起到提供活性污泥代谢所需氧气量的作用。在曝气的作用下,水中的气体冲刷膜的表面,防止活性污泥堵塞膜孔,降低膜通量。

反渗透膜分离技术是一种先进的人工半透膜技术,利用高压水泵在反渗透膜的给供水端施加高压力,当压力大于溶质的渗透压时,溶剂会反向渗透,水分子向膜的低压侧渗透,溶质在高压侧积聚浓缩,形成浓缩液外排,盐类分子被留在高压侧外排。可以根据所需纯水含盐量要求,进行二级反渗透、三级反渗透,进一步减少纯水中的盐类物质。因为印染污水中水回用对回用水质要求不高,所以常规设置一级反渗透设备,即可满足回用水水质要求。从另一个角度说,反渗透膜分离技术也是污水中水回用的最后把关技术。

4 清洗系统

膜生物反应器运行一段时间后,污染物就会容易堵塞膜孔,出现膜通量降低、膜产水减少的现象,还会伴随产水水质降低、不达标的情况,此时膜的性能已变差。可以尝试进行多种方式的清洗保养。一种是在线清洗,即在膜生物反应器正常使用过程中,每隔一段时间进行气洗、反洗,延缓膜的堵塞。另一种是离线清洗,可以把使用一段时间的膜生物反应器拆解下,使用膜离线清洗设备,在药剂等作用下进行单独清洗,清洗完毕恢复膜通量,可以替换别的膜生物反应器,大大延长膜的使用寿命、折旧寿命。

同时,反渗透膜也会存在运行一段时间后膜污染的问题。为了提高反渗透膜的性能,除了在正常运行时采用低压反冲洗、气洗外,还可以采用化学清洗。化学清洗辅以药剂进行浸泡、冲刷、清洗,如配置0.04%次氯酸钠,浸泡一段时间,然后用自来水冲刷膜,将次氯酸钠进行外排,多次反复清洗,以恢复反渗透膜性能。

设置清洗装置,可以有效延长反渗透膜的使用寿命,从而保证反渗透系统稳定运行。

5 工艺设计

单片膜产水为6 t/d,共需要333片膜。设计九台中控纤维膜支架,每台设置37片膜。

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图2 工艺处理流程

原处理系统二沉池出水进入膜生物反应器膜池,通过好氧微生物的作用降解部分有机物,去除化学需氧量,同时通过浸入式膜生物反应器截留大部分悬浮物。膜生物反应器出水分三部分。一部分直接回用厂区1 000 t/d,一部分直接外排167 t/d,其余部分833 t/d通过膜生物反应器产水泵,进入膜生物反应器产水池,继续处理作为后续中水回用进水。膜生物反应器膜池需要设置曝气,通过罗茨风机实现。还需要设置反洗,通过膜生物反应器反洗泵实现。膜生物反应器膜池如图3所示。

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图3 膜生物反应器膜池

膜生物反应器膜池出水在膜生物反应器产水池进行收集,然后通过反渗透增压泵进入活性炭过滤器进一步处理。活性炭过滤器内填充活性炭、石英砂两种填料,利用填料截留、过滤、吸附作用,除去大颗粒杂质、悬浮物,以降低浊度,为后续处理设施创造有利条件,保证后续反渗透膜的稳定性。

膜生物反应器产水经过活性炭过滤器后进入反渗透系统,同时在反渗透系统前设置10 μm保安过滤器,目的是防止水中的大颗粒物进入反渗透膜,确保反渗透系统的正常运行。出水再通过反渗透高压泵进入反渗透系统,同时设置反渗透计量泵加药装置。反渗透系统能较好地去除水中悬浮物、色度、离子等。最终反渗透系统出水进入反渗透产水池,供业主自行回用。浓水与膜生物反应器出水混合后直接外排。反渗透系统如图4所示。

累积量的特征是所提出的PPF算法的基础。使用累积量法的原因在于当累积量应用于随机变量的线性组合时，累积量法可以有效地减少计算成本。在现实的系统中，许多变量（例如相邻的PV发电电源）可能高度相关。利用联合矩和联合累积量可用来分析系统中变量的相关性，当获得结果变量的累积量时可以近似的估计累积分布函数（CDF）[11]和概率密度函数（PDF）[12]。在本文中，选择Gram-Charlier级数展开式来近似估计目标变量的CDF和PDF。

图4 反渗透系统

优化模型是一个带有线性约束的非线性多目标优化问题，蚁群算法可看作是一个分布式的多自主体系统，它在问题空间的多点同时开始进行独立的解搜索，不仅增加了算法的可靠性，也使得算法具有较强的全局搜索能力[14- 15]。本文采用蚁群优化算法，进行寻优，迭代10步时得到最优操作模式(见表1)。

6 设备选用

6.1 水池

膜生物反应器膜池收集二沉池出水,在池内进行好氧反应及浸入式膜过滤,结构形式为钢筋混凝土,外形尺寸为20 m×8 m,池有效水深6 m。

目前,市场上膜处理工艺已经很普及,常规的有超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。膜处理工艺主要是将原水经过砂滤、活性炭吸附等处理,通过砂滤过滤、活性炭吸附过滤掉水中的大颗粒悬浮物,然后进入超滤膜系统或反渗透膜系统,进一步进行更精细的过滤。膜过滤是一种传统的物理分离技术,分离过程中不发生相变。膜工艺操作简便,向超滤膜供水端加压,可以轻松实现去除水中的胶体及0.1 μm直径悬浮物等。向反渗透膜供水端加压,可以实现有效去除水中的无机离子、细菌、病毒等。印染企业的废水回用已经有了膜生物反应器膜过滤,去除水中的大颗粒悬浮物。膜生物反应器产水又经过砂滤,进一步稳定水质,保证反渗透进水的水质稳定。中水回用主要用于园区绿化、地面冲洗,因此后续不再需要超滤系统,简单的反渗透膜系统就可以实现中水回用。

膜生物反应器反洗泵设置两台,一用一备,流量为20 m3/h,扬程为12 m,功率为2.2 kW,运行8～9 min,停2 min,规格形式为卧式离心泵。

6.2 膜生物反应器系统

膜生物反应器系统主要由膜、产水泵、罗茨风机、反洗泵组成。设计处理能力2 000 t/d粗过滤,产水1 000 t/d印花回用,833 t/d用于反渗透系统的进水,166 t/d废水外排。

还需要设置清洗系统,常规加药清洗的药剂是0.04%次氯酸钠,主要用于反渗透膜在运行一段时间后膜通量降低时进行清洗,一方面可以恢复反渗透膜的产水量,另一方面也可以延长反渗透膜的使用周期。

印染企业采用膜生物反应器、活性炭过滤、反渗透膜分离工艺,具体处理流程如图2所示。

膜生物反应器产水泵设置两台,一用一备,流量为48 m3/h,扬程为10 m,功率为4 kW,运行8～9 min,停2 min,规格形式为自吸式离心泵。

原处理系统出水水质要求参照GB 4287—2012《纺织染整工业水污染物排放标准》,出水水质见表1。

反渗透产水池收集反渗透出水,供回用,外形尺寸为8 m×6 m,有效水深6 m。

6.3 反渗透系统

反渗透系统主要由反渗透增压泵、活性炭过滤器、保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透膜组、反渗透回用水泵组成。反渗透系统设计进水833 t/d,产水500 t/d印染回用,333 t/d废水外排,500 t/d起中水回用的作用。

10月18日，由长沙有色冶金设计研究院有限公司设计的青海东台吉乃尔年产1万t碳酸锂项目成功试生产，首次下线产品质量达到了电池级碳酸锂的标准。该项目采用的工艺路线先进、自动化程度高、生产成本低且清洁无污染，关键核心技术达到国际先进水平。

反渗透增压泵设置一台,流量为42 m3/h,扬程为40 m,功率为7.5 kW,规格形式为卧式离心泵。

活性炭过滤器通过滤料截留及活性炭的吸附作用,去除污水中悬浮物及有机物,保证后续反渗透系统处理效果。活性炭过滤器设置两台,一用一备,单台处理量为42 m3/h,过滤流速为10 m/h。活性炭过滤器还需设置反洗泵,实现稳定运行。

保安过滤器设置一台。

反渗透高压泵设置一台,流量为48 m3/h,扬程为150 m,功率为30 kW,规格形式为304材质多级离心泵。

由图5和表8中对股票价格的方差分解可以看出，在第1期，股票价格只受自身因素的冲击，第2期开始，受自身因素冲击逐渐减弱并受投资情绪冲击的影响，且逐渐增强，在第10期趋于稳定，自身因素的贡献为95.99%，投资者情绪对股票价格的贡献为4.01%，整体来看，股票价格受自身因素冲击更大。

反渗透膜组设计进水为833 t/d,设计回收率为60%,系统出水为500 t/d。按20 h运行设计,则系统进水为42 m3/h。采用一级二段式设计,选用抗污染膜,前段为8×6支膜组件,后段为4×6支膜组件,单套系统的出水获取量为25 m3/h,单套系统的产水获取率为60%,脱盐率为97%以上。反渗透系统还需设置加药装置,加药装置由还原剂、阻垢剂、杀菌剂组成,可以有效阻止反渗透膜结垢阻塞,保证产水稳定。

由此，我们不难发现，原本是为了公平正义、为学生着想的轮流座位，其实是一种变相的“吃大锅饭”的行为，是对部分家长的应付、迎合，甚至是讨好。

反渗透回用水泵设置一台,流量为32 m3/h,扬程为35 m,功率为5.5 kW,规格形式为卧式离心泵,将反渗透产水池的水输送至回用水点。

流式细胞学检测的方法如下：采用美国 BD FACSCalibur流式细胞仪，获取20 000个细胞，标记细胞表面抗原以及细胞内抗原，对数取样，通过 CD45/CD138设门对待检细胞群进行设定，阳性判断标准[4]：目的细胞群的抗原表达>10%。

6.4 清洗装置

清洗水箱容积为2 m3,药洗泵流量为42 m3/h,扬程为30 m,功率为5.5 kW。常规加药清洗的药剂是0.04%次氯酸钠,也可以根据不同厂家的反渗透膜清洗药剂、不同结垢原因等,合理设置。

7 结束语

印染企业通过设计膜生物反应器和反渗透系统,对2 000 t/d印染废水实现回用印花水1 000 t/d和印染废水500 t/d,外排500 t/d,从而提高废水的重复利用率,同时也符合执行国家和地方关于环境保护的法规、规范、政策。对于企业而言,在增加产能的同时合理减少废水外排,不增加排污费,还能有效提高中水利用率,有利于企业生产稳定运行,降低企业废水成本,可持续发展。