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  • 超滤/反渗透组合双膜工艺提高印染废水回用率

    发布时间:2016-12-13 9:00:43 发布者:兆明环保 阅读:

      印染废水主要含有染料、浆料和各种助剂等,其性质复杂、COD高、色度深、难于生物降解。另一方面,目前我国纺织印染废水回用率仅为7%左右,大多采用混凝沉淀过滤、曝气生物滤池、臭氧氧化及活性炭吸附等工艺,但这些工艺的出水水质不高,达不到印染车间染色回用水的要求,只能作初级回用水,且回用水量有限。

    印染废水池

      超滤/反渗透组合双膜工艺,能有效去除有机物、降低COD,还具有很好的脱盐效果,出水水质远优于纺织染整工业废水治理工程技术规范(HJ471-2009)中染色回用水水质标准,实现了印染废水循环回用。本文结合印染工业废水的达标排放和生产用水的供给问题,介绍了浙江某纺织印染企业采用水解-好氧接触氧化-UF-RO工艺进行印染废水的处理和回用工程水的处理效果及工艺设计参数等,可为类似企业和工程提供参考。

      工程概况

      浙江某纺织印染企业废水排放量为3000m3/d,设计处理水量3000m3/d,设计回用水量2000m3/d,废水原水水质和回用水水质指标如表1所示。外排水量500m3/d,外排水水质要求达到GB4287-1992的一级排放标准。

      废水处理工艺及设备

      1、工艺流程

      采用的工艺流程如图1所示。

      印染废水经由格栅去除固体杂质后进入调节池,调节池主要用于储存废水,起均化水质、调节水量的作用,池底安装穿孔管进行充氧曝气可起调节水质的作用;废水经调节池均化后进入初沉池,通过在池中投加混凝剂和助凝剂,提高对色度的去除效果;经混凝处理后废水进入水解酸化池,水解酸化池底安装穿孔管进行曝气;水解酸化池处理后废水进入好氧接触氧化池,好氧接触氧化池结合了活性污泥法和生物膜法的优点;好氧接触氧化池处理后的废水以重力流进入二沉池。

      初沉池、二沉池产生的污泥通过储泥槽,由螺杆泵将其打入厢式压滤机进行泥水分离,分离后的污泥外运。

      二沉池出水经自反洗滤器过滤后进入超滤(UF)设备,自反洗滤器主要用于吸附水中的有机物、氧化剂和有害物质,降低COD。超滤进一步去除水中的悬浮微粒、胶体、微生物等,确保反渗透(RO)进水水质符合要求。RO主要用于水中盐的去除、并进一步降低水中COD的含量。

      2、主要构筑物及设备

      调节池1座,钢筋混凝土结构,尺寸为10.0m×10.0m×5.0m,有效深度4.5m。池底安装UPVC穿孔曝气管,进行曝气混合,防止活性污泥沉淀,HRT为9.5h。

      水解酸化池1座,半地上,钢筋混凝土结构,有效容积3000m3,有效深度4.5m,HRT为10.0h。内置350m3弹性填料。接触氧化池1座,钢筋混凝土结构,尺寸为15.0m×20.0m×5.0m,有效深度4.5m。内部安装SD-300型曝气头75个;填装SH型组合填料150m3;控制溶解氧在2~4mg/L;池外设罗茨风机2台(1用1备),分别为调节池、水解池和接触氧化池供气。

      二沉池1座,半地上,钢筋混凝土结构,尺寸为15.0m×10.0m×5.0m,有效深度4.5m。采用平流式沉淀池,表面水力负荷为1.65m3/(m2˙h),污泥回流比为50%~100%。

      自反洗滤器1套,配有自动反洗阀,通过两侧压差来自行实现反冲过程,过滤精度为130μm。反洗过程轮换交替进行,工作、反洗状态之间自动切换,可确保连续出水。

      超滤装置2套,超滤膜采用外压式聚偏氟乙烯(PVDF)8英寸中空纤维膜元件,公称孔径0.1~0.2μm。每套装置中共48支UF膜组件,设计操作压力0.2MPa,通量140L/(m2˙h),确保每套产水水量可以达到65m3/h。

      RO装置2套,选用美国陶氏8英寸365FR抗污染反渗透复合膜,膜材质为芳香聚酰胺。每套装置采用一级二段式,一段反渗透装置中共48支反渗透膜组件,8支6芯8英寸膜压力管及连接件。二段反渗透膜装置中共30支反渗透膜组件,5支6芯8英寸膜压力管及连接件。设计操作压力1.2MPa,通量17.6L/(m2˙h),回收率70%,浓缩液体积回流比95%~100%。RO装置的化学清洗系统由清洗药箱、清洗泵、清洗精密滤器及连接管阀件组成,当膜组件受污染时,可以用它进行RO膜的化学清洗。

      控制系统1套。

      工程调试及运行效果

      该工程于2010年8月进行初调试,接种污泥为附近同类印染厂的好氧池内活性污泥。由于废水的可生化性较差,故采用先间歇后连续的启动驯化方式。

      调试启动初期控制水解酸化池内溶解氧浓度,间歇进出水2周后过渡为连续运行,逐渐提高进水负荷。由于印染废水中碳源和磷源不足,为维护较好的营养平衡,直接投加面粉和营养盐等物质至好氧池内,满足微生物对营养盐的要求,改善污泥活性。经过近一个月的调试,在MLSS质量浓度为1500~2000mg/L,DO质量浓度为3~4mg/L情况下,系统运行稳定。

      超滤装置采用大错流过滤、气水反洗方式全自动连续运行方式。超滤膜运行60min进行夹气反洗30s。若超滤膜跨膜压差超过0.10MPa时需要进行化学清洗,化学清洗采用加酸、碱、NaClO浸泡和冲洗的方式进行。超滤装置每次开机应在进水压力小于0.5MPa条件下冲洗2~3min,每次停机应在进水压力小于0.5MPa条件下反冲洗2~3min,防止超滤膜污染。

      反渗透装置采用一级二段运行方式,在反渗透膜出水量下降10%以上,压降增加15%以上,脱盐率明显下降等情况下,需要对系统进行化学清洗。化学清洗采用加酸、碱浸泡和冲洗的方式进行。当RO运行时,为了防止高压泵突然激活升压,产生对RO膜组件的高压冲击破坏反渗透膜,高压泵采用进口变频软起动模式,使膜组件逐渐升压至一定的压力。

      RO装置每次开机应在进水压力小于0.5MPa条件冲洗2~3min。在RO停止使用时,打开浓水端排放阀,用RO产品水对RO膜组件自动冲洗2~3min左右,以避免浓水中的高浓度盐类在RO膜表面沉积结垢而影响膜的性能,然后自动停止冲洗。

      该工程自投入运行以来,处理效果一直很稳定。投入运行以来进、出水水质的监测结果(平均值)见表2。

      由表2可知,采用水解-接触氧化印染废水处理工艺对COD、SS、色度的处理效果较好。采用自反洗滤器-UF-RO回用水处理工艺对盐、COD的去除有很好的效果,回用水(RO出水)的水质完全满足企业的工艺用水要求。

      技术经济效益分析

      系统深度处理总量3000m3/d,回用水量2000m3/d,水回用率达到66.7%,整套系统投资1179.33万元,占地2130m2。当地工业用自来水费4.00元/m3,当地排污费2.50元/m3。运行费用3.305元/m3。其中:电费1.232元/m3;药剂费0.771元/m3;人工费0.170元/m3;系统折旧费1.132元/m3。相比于自来水费和排污费,整个系统运行成本相对较低,经济效益明显。

      采用水解-接触氧化-UF-RO工艺处理印染废水及水的回收利用,其回用水水质远优于企业染色回用水标准,水回用率高。

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