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树脂吸附法深度处理及回用印染废水的新技术

来源:印染在线 发布时间:2009年01月31日

据统计,我国中等规模以上印染企业约有1800 家,每年印染废水排放量约17.2 亿t,约占全国纺织工业排放总量的80%左右,占全国工业废水排放总量的5.7%。我国纺织行业水的重复利用率目前仅为7%,远远落后于制造业平均水平。 纺织印染行业面临的节能减排形势依然十分严峻。 用生化法处理印染废水,出水因含有水溶性较好、带有发色基团、难以生化降解的腐殖酸等有机污染物,COD 一般在100 mg/L 左右,色度(稀释倍数)约为40~80 倍,采用常规法继续深度处理使之成为 “无色透明”的可回用于印染生产工艺的水,技术难度较大,处理成本较高。江苏南大戈德环保科技有限公司根据印染所用的染料和助剂的物理化学性质,研制出具有特殊理化结构的复合功能树脂,它可以将废水中的水溶性、难降解有机污染物吸附富集,吸附出水达到“无色透明”,COD≤45mg/L,出水各项指标均能满足印染用水的要求。吸附饱和的树脂用优选的脱附剂将富集在树脂上的有机污染物从树脂上脱附下来,树脂获得再生,可重复使用,从而经济有效地实现了印染废水深度处理与回用,和印染行业的节能减排与可持续发展。 一、 基本原理 吸附剂的吸附特性主要取决于其理化结构与吸附质结构的相关性。复合功能树脂是通过对树脂骨架结构、孔结构和表面化学结构的调整而研制出的,与废水中目标污染物分子结构相匹配的一类新型有机高分子吸附剂。该类树脂对废水中水溶性有机污染物的吸附作用原理在于树脂与污染物分子间存在的范德华力、静电作用力、氢键作用力等多重作用力的协同吸附作用,使水溶性有机污染物逐渐从水相分离出来,而被吸附、富集在树脂床层中。脱附剂的作用是破坏上述吸附作用力,使吸附在树脂上的有机污染物转移到脱附剂溶液中,树脂因此而获得再生。 二、 技术特点 1、复合功能树脂具有吸附容量大、选择性好、吸附和脱附再生容易等优点

。节能减排先进技术申报材料 江苏南大戈德环保科技有限公司 2、吸附和脱附再生工艺成熟、简便,出水稳定达标。 3、可以根据处理规模设计制作半连续的固定床或连续的移动床专用设备,自动化程度高,可控性能好。 4、复合功能树脂用于印染废水深度处理和回用具有占地面积小、投资较少、运行费用低、运行人员培训周期短等优点,能够为企业节能减排,创造可观的经济效益、环境效益及社会效益。 三、 环保效果 复合功能树脂吸附技术应用于印染废水深度处理和回用处理工程,处理出水水质(表1)可达到并优于《太湖地区城镇地区水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)标准中关于纺织染整行业污染物排放限值的规定,具体指标见表1。 参照东华大学、中国印染行业协会环保专业委员会“印染行业发展和水资源问题”报告所提出的印染用水水质标准(表3),以树脂吸附法深度处理及回用印染废水的新技术为核心的处理工艺出水可以满足印染企业的用水要求,不仅减少了污染物的排放量,而且提高了印染企业的废水回用率,可实现印染行业水资源循环利用。表1 太湖地区纺织染整工业主要水污染物排放限值(mg/L)

项目

CODCr

氨氮

总氮

TP

标准值

≤50mg/L

≤5mg/L

15

≤0.5mg/L

表2 印染废水树脂法回用处理出水水质表

序号

项目

标准值

序号

项 目

标准值

1

色度(稀释倍数)

≤10

7

总氮(mg/L)

≤15

2

总硬度(CaCO3 计,mg/L)

≤20

8

透明度(cm)

>30

3

pH

6.5~8.5

9

悬浮物(mg/L)

≤10

4

铁(mg/L)

≤0.05

10

锰(mg/L)

≤0.05

5

氨氮(mg/L)

≤5

11

化学需氧量(m

g/L)

≤45

6

总磷

(mg/L)

≤0.5

表3 印染用水水质标准(已审定)(注)

序号

项目

指标

序号

项目

指标

1

pH 值

6.5~8.5

4

SS(mg/L)

≤10

2

色度(稀释倍数)

≤10

5

铁(mg/L)

≤0.1

3

透明度(cm)

≥30

6

锰(mg/L)

≤0.1

7

硬度 (以

CaCO3计,mg/L)

⑴ 原水硬度小于150mg/L 可全部用于生产; ⑵ 原水硬度在150~325mg/L 之间,大部分可用于生产,但溶解性染料应使用小于或等于17.5mg/L 的 软水,皂洗和碱液用水硬度最高为150mg/L; ⑶ 喷射冷凝器冷却水一般采用总硬度小于或等于 17.5mg/L 的软水。

注:相关资料摘自东华大学、中国印染行业协会环保专业委员会“印染行业发展和水资源问题”报告。 四、现有工程概况 以我公司负责设计、建设的某企业印染废水深度处理及回用工程为例,说明树脂吸附法深度处理及回用印染废水的新技术应用于工程实践的可行性。 1、项目简介 吴江市永前印染有限公司(以下简称企业)主要生产化纤、棉类织物的印染制品,其中棉织物的印染制品占生产总量的35%,印染过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别占染料总使用量的50%、35%、15%。 企业的原有污水处理设施设计总处理量为7200 t/d,主要处理工艺为“调节—沉淀—厌氧池(停留时间:8-12h)—好氧池(停留时间:20h)—二次沉淀—混凝沉淀”, 设计进水COD 浓度为1000mg/L。 污水处理设施于2001 年建成并进入调试阶段,2002 年由市属污水处理厂承担管理工作。污水处理设施实际处理量为6000 t/d,其中包括1500t/d织机废水及4500t/d印染废水,实际进水COD 浓度为1000mg/L,出水达到100mg/L。 2、回用处理工程介绍 随着环保压力的日益增大和企业自身发展的需求, 2007 年初该企业开始筹措印染废水深度处理和回用项目
,通过大量市场调研和技术论证,最终决定采用江苏南大戈德环保科技有限公司开发的树脂吸附法深度处理回用印染废水生化尾水与及回用新技术,并由由江苏南大戈德环保科技有限公司负责全套处理设施的设计、制作和安装。根据企业要求一期工程回用量为1200t/d。 2007 年10 月印染废水回用处理项目(一期)进入工程建设阶段,同年12月底竣工,总建设期3 个月。废水回用处理工程主要处理工艺见图1,设计进出水水质见表4。 表4 回用处理项目设计进水水质表(单位:mg/L)

项目

pH

CODCr

BOD

SS

氨氮

TP

色度

进水

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、工程调试运行状况 2008 年2 月回用处理设施进入调试阶段,并于2008 年4 月初完成调试工作,总调试时间约两个月。 目前回用处理项目运行正常,实际处理量1200t/d,出水水质达到表2所示水质,满足印染企业的回用要求,目前企业主要将处理出水用于调配未经回用处理的生化处理尾水,调配后达到《太湖地区城镇地区水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)标准中关于纺织染整行业污染物排放限值的规定,具体指标见表1。 高浓液每天产生量约占总水量的0.9%,经预处理提高其可生化性后回到原生化系统,两个多月的运行结果表明,高浓液处理设备运行情况良好,效果稳定,处理液返回原有生化系统不影响生化的正常运行。中水回用处理直接运行费用为0.88 元/t水,如下表5 所示: 表5 中水回用处理站运行费用一览表(单位:元/t水)

序 号

项 目

单 耗

单 价

金 额

1

直接材料费

0.45kg

600元/t

0.28

2

燃料及动力费

3

人工费

4 人

0.02 元/人

0.08

4

脱附液处理费

0.08

5

直接运行成本

0.08

4、工程装置和处理效果照片 图2 工程装置照片 图3 处理系统进水照片 图4 处理系统出水照片 图 5 进水出水对比照片 (左侧为处理系统进水,右侧为处理系统出水) 四、经济性评价 本公司开发的复合功能树脂吸附法深度处理与回用印染废水新技术,回用水的处理费用小于自来水的使用费用(包括水资源费、水利设施使用费、污水治理费等各项规费),经工程实例验证企业每年节省的费用,除能够如期偿还项目建设贷款本金、支付利息外,还能够在经济寿命年限内收回全部固定资产投资,同时每年还有一定数额的盈余用于回用处理项目的更新改造和扩大再生产。 五、推广应用情况 目前,复合功能树脂吸附法深度处理与回用印染废水新技术已经成功应用于实际印染废水生化尾水处理,并在江苏省的丝绸之乡苏州吴江市盛泽镇建立了示范工程-吴江永前印染有限公司印染废水深度处理与回用工程,三个多月的运行结果表明该工艺处理效果稳定,处理出水能够满足印染企业的回用要求。 2008年4月29日,江苏省环保厅在盛泽镇主持召开了全省印染废水处理提标技术现场会,复合功能树脂吸附法深度处理与回用印染废水的新技术得到了环保厅和地方政府与环保局领导以及与会环保专家的一致认可。该技
术已经作为江苏省环保厅重点推广的印染废水深度处理和提标技术之一,目前正在进行15000吨/天和50000t/d印染废水深度处理工程设计。 以江苏省为例,江苏印染废水年排放约4.2亿t,占全省工业废水排放总量的16.2%,COD 排放量约6.8万t,占全省工业COD 排放总量的22.9%,仅次于化工行业。太湖流域印染行业十分发达,印染废水排放量和COD 排放量,分别占全省印染行业的75.3%和72.3%。尽管排入太湖流域的印染废水生化处理后的尾水已经达到或接近《污水综合排放标准》(GB8978-1996)规定的一级标准,但是这些数量巨大的“低浓度”尾水仍然会对太湖流域的水质造成不良影响,加剧太湖流域生态环境恶化,甚至影响到周边饮用水安全和人民身体健康。如果江苏省有一半印染企业采用该技术进行废水深度处理和回用,则每年可减少水资源使用量1 亿多吨,同时可减少相同数量的废水排放;每年可削减COD 排放量超过6000t,将大大减少印染行业集中的太湖流域的水环境污染,这对于江苏省,甚至全国印染行业的节能减排都具有十分重要的意义。 六、 结论 复合功能树脂具有吸附容量大、脱附再生容易等优点,对印染废水生化处理后尾水中的主要污染物有较强的吸附能力,COD 和色度去除效果俱佳,同时对尾水中的总磷也有较好的去除效果。 本公司开发的复合功能树脂吸附法深度处理与回用印染废水新技术具有投资较低、出水水质良好、运行效果稳定、操作过程简单、自动化程度高、运行费用较低等特点,是一项具有良好经济效益、环保效益与社会效益,值得推广的先进处理技术。


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