邓传东+张扬

摘 要：研究人丝生产产生的废水的末端处理中水的再利用，它通过采用膜处理技术将末端废水大部分回用，实现污水的资源化利用，达到水的取用与治理一体化，从而减少排入江河的生产废水。

关键词：粘胶纤维；废水；回用；膜处理技术；反渗透

粘胶纤维行业生产吨粘胶长丝耗纯水200吨，吨粘胶短纤维耗纯水120吨。粘胶纤维产生的污水，分别含有硫化物、酸碱和悬浮物、纤维素、半纖维等。经常规处理系统处理后达到一级排放标准，但不能满足生产回用水的水质要求，通过膜处理技术进行回用水。

1 膜处理回用水源选择

适合膜回用水源有精炼工序废水和综合排放水两种，废水回用的经济性和技术难易程度，进行了一下对比分析。

1.1加药量：综合废水呈酸性，处理时需要加碱调整pH值至中性。精炼工序排放水呈碱性，回用处理时需要加酸调整pH值至中性。

1.2水质波动：精炼工序废水属于未经均质调节的废水原初废水，因而水质中各种污染因子含量随时间变化波动较大，导致处理效果波动，使产水水质不稳。最终排放水已经过处理工艺的充分调节均质，水质较为稳定，对生产产品质量较有利。

1.3处理难度：采用膜处理工艺，对于过程控制而言，主要的影响参数是：悬浮物、溶解固体、有机物含量等指标。精炼工序排放废水中有一定悬浮物，溶解固体较少，但有一定波动。有机物含量较高，COD达到200～500mg/l，含有一定量的乳化油，易造成反渗透膜污染。综合废水达到一级排放标准，悬浮物和COD值较低，水质相对优于精炼工序排放水。

因此，本技术主要采用水源为：综合排放水。根据进出水水质情况按照以下工艺过程进行回用处理。

综合排放废水 →多介质滤池 →自清洗过滤器→RO→回用于生产水

2 技术的应用背景

处理水量：1000m3/h。

由于膜系统处理流量上存在水回收率，一般整体水回收率为65%～75%。即对于如上产水量，需要进水量1333m3/h～1538m3/h，24小时约36000m3/d。

3 处理工艺选择

3.1 水质特点

综合排放水是各个生产工序所排废水已经过均质吹脱、中和及混凝沉淀处理后的出水，其浊度、COD、SS等指标已经达到较低的水平。主要水质特点有：

3.1.1水质均匀稳定较好，出水浊度、COD、SS等指标已经达到很低的水平。

3.1.2还含有一定的可溶物TDS，电导率达到5200μs/cm，需要采用脱盐工艺，以满足回用要求。

3.1.3有一定的金属离子如Zn2+，以及Ca2+、Mg2+和S2-等，有一定的结垢倾向。

3.1.4中和混凝工艺中加入了石灰水，使废水中Ca2+离子含量较高，有结垢倾向。

3.2 脱盐工艺

利用膜法处理废水，要实现将粘胶纤维废水进行生产水回用。必须进行脱盐处理因此只能选用反渗透膜，而纳滤膜只能作为反渗透工艺的前工艺。

3.3 预处理工艺

由于反渗透膜的结构特点，为保证反渗透系统的稳定运行，一般要求膜的进水无悬浮物、胶体类等物质，且有机油类含量尽可能低。

为防止废水经沉淀池的出水中残余的絮凝絮体、少量的沉淀胶体和颗粒进入反渗透膜系统，形成污染，需要在反渗透膜系统前设置过滤工艺。

3.3.1过滤

从技术的可行性本身而言，超滤是作为反渗透预处理的一个较为理想的选择。本技术系统的投资规模和综合经济性比较，本技术不采用超滤。

根据以上所述，可对各单元工艺进行选择组合，各个单元处理工艺相互协助，做为相互的工艺补充，共同完成对污染物的去除，使废水净化达到回用的目的。经比较采用工艺路线如下：“废水+多介质过滤池+自清洗过滤器+反渗透膜系统”

4 工艺技术

4.1 工艺技术简述

本技术主工艺采用：以综合排放废水为原水，经过多介质填料滤池，去除原水的残余沉淀絮体等污染物质，并截留其它悬浮物、胶体类物质，对后续反渗透RO进行保护，反渗透膜主要进行脱盐，产水达到回用指标。回用水率达到67%。浓水回流至污水处理系统处理经和沉淀的方法，去除多数金属和COD，使之达到排放指标。

4.1.1 预过滤滤池

本技术滤池4座，采用双格并联土建构筑物，废水通过原水泵打入滤池，滤池内使用无烟煤、石英砂、卵石多介质填料。滤池设有水反洗泵和气反洗用风机，周期或根据运行压差或产水量对池体进行反洗。

滤池设置液位、压差计、流量计等在线仪表，对滤池进行全自动控制。

系统通过PLC、气动阀、电动阀等控制，分别实现气洗、水洗、或气水联合洗等不同工艺步骤。

4.1.2 反渗透膜系统

滤池的产水在进入反渗透前经过自清洗过滤，以防止滤池滤料的跑漏或污染物质的穿透，保护后续膜不被损伤或污染。

反渗透设置独立的5套系统，在一定程度上降低整体风险。反渗透进水加入酸或碱进行pH调整，结合阻垢剂加药，缓和膜表面的离子平衡，防止重金属、钙镁离子等结垢产生。反渗透通过输水泵打入膜系统，并使用高压泵提升压力至15～20bar，采用进口高脱盐率抗污染反渗透膜S-4I08，该膜通过膜表面的改性，降低对水中有机污染的吸附作用，具有高通量、抗污染等特点，适用于操作压力低、污染性水源的情况。本技术的原水含盐量、钙镁等指标较高，有一定的结垢倾向，技术上采用中等的通量及收率，降低系统运行风险。反渗透主要技术及控制如下：

4.1.2.1反渗透膜系统主要技术

1. 反渗透系统采用2段式过滤，树型排列结构，通过适当的串并联结构组合，达到节省系统整体能耗和均衡两段膜芯元件的产水量。endprint

本系统通过PLC、气动阀门、在线流量压力仪表等实现全自动控制。

3.对进水SDI、pH、电导率等设置在线监测，即时反馈进水波动及产水情况，并预设人工检测COD、硬度等指標，全面监控水质状况。

4.系统采用产水进行清洗，通过设置自动控制，实现分段清洗，防止清洗导致的二次污染。

4.1.2.2工艺主要特点是

1.传统给水工艺，处理效果好，水收率较高。

2.抗污染反渗透膜，降低膜面污染，减少了系统的清洗频率，即减少清洗排放，同时延长了膜使用寿命。

4.2 水平衡衡算

系统的水平衡图见上图2。

由于滤池设置反洗，使用其产水进行水反洗。因此产水流量略小于进水流量。滤池收率约为95%。实际运行时根据废水水质，产水的污染情况有差别，因此反洗强度和频率有所波动。滤池反洗水含有的主要污染物质为悬浮物和大颗粒胶体类物质，可将反洗出水回流至前工艺的沉淀池入口前，再进入沉淀工艺，可实现对其所含悬浮固体进行去除，同时提高系统整体收率。

反渗透膜系统是物理分离，对废水的污染成份进行分离，而产生一定量的浓缩液排放，本系统浓缩液排放量约428m3/h。该浓缩液是对废水中截留的污染盐类、有机物COD等进行富集浓缩，主要含有大量的无机盐类和有机物，可能导致金属或COD指标超过排放要求。由于RO膜对无机溶解盐类物质的截留，该部分浓缩液不可回流至前处理，以免导致盐类浓缩累积。需要另行建立浓缩液再处理装置，对其进行处理达到排放。

浓水再处理，对于该浓缩液中含超标金属、COD的处理，采用中和沉淀的方法，可去除多数金属和COD，使之达到排放指标。

5 结束语

粘胶纤维生产生产用水的取用与治理一直以来都是实行的两条独立工艺，也即，制水-使用，治理-排放。通过在废水回用中采用了膜处理技术，可以实现制水与废水治理的一体化，工艺的首位连接，从而实现废水的部分闭路循环回用。

膜处理技术从水的使用到排放整个系统上可解决污水处理难题。从运行维护费用的经济性解决膜处理技术在粘胶纤维废水处理中的应用可行性。从根本上减少粘胶纤维生产中废水排放量，实现真正意义上的清洁生产，达成环境友好型企业的目标找寻到有效的技术。

参考文献

[1]《水的深度处理与回用技术》著者：张林生，ISBN：9787122037640，出版社：化学工业出版社

[2]《膜技术在污水治理及回用中的应用》编著：刘茉娥 蔡邦肖 陈益棠，ISBN：7502561145，出版日期：2005-01-01，出版社： 化学工业出版社endprint