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樹脂吸附法深度處理及回用印染廢水的新技術(shù)

來源:印染在線 發(fā)布時間:2009年01月31日

據(jù)統(tǒng)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(fù)利用率目前僅為7%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(yán)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(tuán)、難以生化降解的腐殖酸等有機(jī)污染物,COD 一般在100 mg/L 左右,色度(稀釋倍數(shù))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(chǎn)工藝的水,技術(shù)難度較大,處理成本較高。江蘇南大戈德環(huán)??萍加邢薰靖鶕?jù)印染所用的染料和助劑的物理化學(xué)性質(zhì),研制出具有特殊理化結(jié)構(gòu)的復(fù)合功能樹脂,它可以將廢水中的水溶性、難降解有機(jī)污染物吸附富集,吸附出水達(dá)到“無色透明”,COD≤45mg/L,出水各項指標(biāo)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(jī)污染物從樹脂上脫附下來,樹脂獲得再生,可重復(fù)使用,從而經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)與吸附質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性。復(fù)合功能樹脂是通過對樹脂骨架結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)結(jié)構(gòu)的調(diào)整而研制出的,與廢水中目標(biāo)污染物分子結(jié)構(gòu)相匹配的一類新型有機(jī)高分子吸附劑。該類樹脂對廢水中水溶性有機(jī)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(xié)同吸附作用,使水溶性有機(jī)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(jī)污染物轉(zhuǎn)移到脫附劑溶液中,樹脂因此而獲得再生。 二、 技術(shù)特點(diǎn) 1、復(fù)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(diǎn)

。節(jié)能減排先進(jìn)技術(shù)申報材料 江蘇南大戈德環(huán)保科技有限公司 2、吸附和脫附再生工藝成熟、簡便,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。 3、可以根據(jù)處理規(guī)模設(shè)計制作半連續(xù)的固定床或連續(xù)的移動床專用設(shè)備,自動化程度高,可控性能好。 4、復(fù)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(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行人員培訓(xùn)周期短等優(yōu)點(diǎn),能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)能減排,創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益及社會效益。 三、 環(huán)保效果 復(fù)合功能樹脂吸附技術(shù)應(yīng)用于印染廢水深度處理和回用處理工程,處理出水水質(zhì)(表1)可達(dá)到并優(yōu)于《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)地區(qū)水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于紡織染整行業(yè)污染物排放限值的規(guī)定,具體指標(biāo)見表1。 參照東華大學(xué)、中國印染行業(yè)協(xié)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(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(表3),以樹脂吸附法深度處理及回用印染廢水的新技術(shù)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(shí)現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)表

序號

項目

標(biāo)準(zhǔn)值

序號

項 目

標(biāo)準(zhǔn)值

1

色度(稀釋倍數(shù))

≤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(xué)需氧量(m

g/L)

≤45

6

總磷

(mg/L)

≤0.5

表3 印染用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(已審定)(注)

序號

項目

指標(biāo)

序號

項目

指標(biāo)

1

pH 值

6.5~8.5

4

SS(mg/L)

≤10

2

色度(稀釋倍數(shù))

≤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(chǎn); ⑵ 原水硬度在150~325mg/L 之間,大部分可用于生產(chǎn),但溶解性染料應(yīng)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(guān)資料摘自東華大學(xué)、中國印染行業(yè)協(xié)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(xiàn)有工程概況 以我公司負(fù)責(zé)設(shè)計、建設(shè)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(shù)應(yīng)用于工程實(shí)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(chǎn)化纖、棉類織物的印染制品,其中棉織物的印染制品占生產(chǎn)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(shè)施設(shè)計總處理量為7200 t/d,主要處理工藝為“調(diào)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(shè)計進(jìn)水COD 濃度為1000mg/L。 污水處理設(shè)施于2001 年建成并進(jìn)入調(diào)試階段,2002 年由市屬污水處理廠承擔(dān)管理工作。污水處理設(shè)施實(shí)際處理量為6000 t/d,其中包括1500t/d織機(jī)廢水及4500t/d印染廢水,實(shí)際進(jìn)水COD 濃度為1000mg/L,出水達(dá)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(diào)研和技術(shù)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(shù),并由由江蘇南大戈德環(huán)??萍加邢薰矩?fù)責(zé)全套處理設(shè)施的設(shè)計、制作和安裝。根據(jù)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(jìn)入工程建設(shè)階段,同年12月底竣工,總建設(shè)期3 個月。廢水回用處理工程主要處理工藝見圖1,設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)見表4。 表4 回用處理項目設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)表(單位:mg/L)

項目

pH

CODCr

BOD

SS

氨氮

TP

色度

進(jìn)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(diào)試運(yùn)行狀況 2008 年2 月回用處理設(shè)施進(jìn)入調(diào)試階段,并于2008 年4 月初完成調(diào)試工作,總調(diào)試時間約兩個月。 目前回用處理項目運(yùn)行正常,實(shí)際處理量1200t/d,出水水質(zhì)達(dá)到表2所示水質(zhì),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(diào)配未經(jīng)回用處理的生化處理尾水,調(diào)配后達(dá)到《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)地區(qū)水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于紡織染整行業(yè)污染物排放限值的規(guī)定,具體指標(biāo)見表1。 高濃液每天產(chǎn)生量約占總水量的0.9%,經(jīng)預(yù)處理提高其可生化性后回到原生化系統(tǒng),兩個多月的運(yùn)行結(jié)果表明,高濃液處理設(shè)備運(yùn)行情況良好,效果穩(wěn)定,處理液返回原有生化系統(tǒng)不影響生化的正常運(yùn)行。中水回用處理直接運(yùn)行費(fèi)用為0.88 元/t水,如下表5 所示: 表5 中水回用處理站運(yùn)行費(fèi)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(fèi)

0.45kg

600元/t

0.28

2

燃料及動力費(fèi)

3

人工費(fèi)

4 人

0.02 元/人

0.08

4

脫附液處理費(fèi)

0.08

5

直接運(yùn)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(tǒng)進(jìn)水照片 圖4 處理系統(tǒng)出水照片 圖 5 進(jìn)水出水對比照片 (左側(cè)為處理系統(tǒng)進(jìn)水,右側(cè)為處理系統(tǒng)出水) 四、經(jīng)濟(jì)性評價 本公司開發(fā)的復(fù)合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水新技術(shù),回用水的處理費(fèi)用小于自來水的使用費(fèi)用(包括水資源費(fèi)、水利設(shè)施使用費(fèi)、污水治理費(fèi)等各項規(guī)費(fèi)),經(jīng)工程實(shí)例驗(yàn)證企業(yè)每年節(jié)省的費(fèi)用,除能夠如期償還項目建設(shè)貸款本金、支付利息外,還能夠在經(jīng)濟(jì)壽命年限內(nèi)收回全部固定資產(chǎn)投資,同時每年還有一定數(shù)額的盈余用于回用處理項目的更新改造和擴(kuò)大再生產(chǎn)。 五、推廣應(yīng)用情況 目前,復(fù)合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水新技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)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(yùn)行結(jié)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(biāo)技術(shù)現(xiàn)場會,復(fù)合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水的新技術(shù)得到了環(huán)保廳和地方政府與環(huán)保局領(lǐng)導(dǎo)以及與會環(huán)保專家的一致認(rèn)可。該技
術(shù)已經(jīng)作為江蘇省環(huán)保廳重點(diǎn)推廣的印染廢水深度處理和提標(biāo)技術(shù)之一,目前正在進(jìn)行15000噸/天和50000t/d印染廢水深度處理工程設(shè)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(dá),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(jīng)達(dá)到或接近《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)規(guī)定的一級標(biāo)準(zhǔn),但是這些數(shù)量巨大的“低濃度”尾水仍然會對太湖流域的水質(zhì)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(shù)進(jìn)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(shù)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(jié)論 復(fù)合功能樹脂具有吸附容量大、脫附再生容易等優(yōu)點(diǎn),對印染廢水生化處理后尾水中的主要污染物有較強(qiáng)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(fù)合功能樹脂吸附法深度處理與回用印染廢水新技術(shù)具有投資較低、出水水質(zhì)良好、運(yùn)行效果穩(wěn)定、操作過程簡單、自動化程度高、運(yùn)行費(fèi)用較低等特點(diǎn),是一項具有良好經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益與社會效益,值得推廣的先進(jìn)處理技術(shù)。


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