一、前言

　　粘膠纖維行業(yè)是典型廢水及污染物排放量大的工業(yè)行業(yè)，廢水具有水量大、治理難度大等特點(diǎn)。我國粘膠短纖維產(chǎn)能已突破400萬(wàn)噸，占全球近70%，成為粘膠短纖維最大的生產(chǎn)國。通常，一條設計生產(chǎn)能力10萬(wàn)噸/年的差別化粘膠短纖維生產(chǎn)線(xiàn)，廢水排放量就達到了18000m3/d。

　　目前，國家尚未設定粘膠纖維行業(yè)的水污染排放標準，企業(yè)一般執行GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級標準。處理后的廢水，由于含鹽量較高，按照現在的方式，排入沙漠庫區后難以形成生態(tài)系統，種植的蘆葦和紅柳也無(wú)法存活，水流之處土壤鹽堿化明顯，環(huán)境問(wèn)題嚴重。因而，粘膠纖維行業(yè)水資源回收及零排放或許是解決行業(yè)污染問(wèn)題的最終途徑。

　　二、粘膠纖維生產(chǎn)廢水水質(zhì)及特點(diǎn)

　　2.1 廢水水質(zhì)

　　粘膠纖維生產(chǎn)線(xiàn)配套污水處理設施采用“物化+生化+催化氧化”工藝，污水排放執行GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級排放標準。以10萬(wàn)噸/年差別化粘膠短纖維生產(chǎn)線(xiàn)為例，將18000m3/d處理后的粘膠纖維生產(chǎn)廢水，全部進(jìn)入回用水處理系統進(jìn)行處理后，水質(zhì)滿(mǎn)足粘膠纖維生產(chǎn)用工藝用水指標要求，回用于生產(chǎn)，實(shí)現廢水零排放。根據查閱資料及實(shí)地考察可知，廢水水質(zhì)如表1所示。

　　回用水水質(zhì)需要符合生產(chǎn)工藝用水指標，如表2所示：

　　2.2 廢水水質(zhì)的特點(diǎn)

　　粘膠纖維工業(yè)廢水中主要污染物為COD、鋅離子、無(wú)機鹽和硫化物等，具有以下特點(diǎn)。

　　(1)含鐵：來(lái)水為廠(chǎng)區粘膠纖維生產(chǎn)廢水，含有一定量的鐵等重金屬，若采用反滲透膜對來(lái)水進(jìn)行濃縮，需考慮除鐵措施。

　　(2)硬度較高：廢水總硬度為816mg/L，需要進(jìn)行軟化除硬處理。

　　(3)TDS和COD較低：根據水質(zhì)數據，原水TDS為9000mg/L，COD為50mg/L，含量均不高，可采用抗污染卷式RO進(jìn)行濃縮減量。

　　三、工藝方案的確定

　　3.1 工藝流程及水量平衡圖

　　根據水質(zhì)情況及設計要求，推薦采用“一級軟化+V型濾池+UF(超濾)+一級卷式RO+DTLRO+二級高密軟化+砂濾+樹(shù)脂軟化+DTRO+二級卷式RO(處理DTLRO及DTRO混合產(chǎn)水)+MVR蒸發(fā)結晶”組合工藝，對來(lái)水進(jìn)行中水回用及零排放處理。

　　根據現有水質(zhì)數據，設計工藝流程見(jiàn)圖1。

　　3.2 工藝流程說(shuō)明

　　經(jīng)組合工藝處理后，膜系統回收率可以達到92.8%，僅剩余少量濃縮液進(jìn)入MVR系統，經(jīng)蒸發(fā)結晶得到結晶鹽。具體工藝說(shuō)明如下：

　　一級軟化：由于廢水中的鈣、鎂離子含量較高，需通過(guò)投加液堿、純堿等化學(xué)藥劑，使其與水中的鈣、鎂及少量的金屬離子形成沉淀物，最終以污泥的形式排出，預計一級軟化出水總硬度在150mg/L左右，此硬度可保證超濾和卷式RO系統的穩定運行。

　　V型濾池：去除一級軟化出水的懸浮物、膠體等物質(zhì)，保障后續系統進(jìn)水的SS要求。

　　超濾：去除V型濾池產(chǎn)水中剩余的懸浮物等，為后續卷式RO系統的穩定運行提供保障。

　　一級卷式RO：采用卷式RO對UF(超濾)產(chǎn)水進(jìn)行初步濃縮，卷式RO濃水排放至DTLRO系統，產(chǎn)水去RO混合產(chǎn)水池。

　　DTLRO：對一級卷式RO濃水進(jìn)一步濃縮，DTLRO濃水排放至二級軟化系統，產(chǎn)水去DTLRO+DTRO混合產(chǎn)水池。

　　二級軟化：被軟化后的原水經(jīng)卷式RO和DTLRO膜濃縮后，濃水中的鈣、鎂離子含量增高，若要保證后續系統的穩定運行，需通過(guò)投加石灰、純堿等化學(xué)藥劑對DTLRO濃水進(jìn)行除硬處理，預計二級軟化出水總硬度200mg/L左右，此硬度可保證樹(shù)脂軟化系統穩定的再生周期，提高系統運行的經(jīng)濟性。

　　砂濾：去除二級軟化出水的懸浮物、膠體等物質(zhì)，保障后續系統進(jìn)水的SS要求。

　　樹(shù)脂軟化：經(jīng)砂濾過(guò)濾后的產(chǎn)水進(jìn)入樹(shù)脂軟化系統，對水中剩余的鈣、鎂進(jìn)行深度去除，樹(shù)脂軟化出水總硬度可達到1mg/L以下，此工藝可避免高倍濃縮鈣、鎂等易結垢物質(zhì)對系統造成影響。

　　DTRO系統：對DTLRO濃水進(jìn)行深度濃縮，DTRO濃水排放至MVR系統，產(chǎn)水去DTLRO+DTRO混合產(chǎn)水池。

　　二級卷式RO：由于DTLRO和DTRO單元進(jìn)水水質(zhì)惡劣，產(chǎn)水TDS偏高，難以滿(mǎn)足回用水水質(zhì)要求，因此采用二級卷式RO對DTLRO和DTRO的混合產(chǎn)水進(jìn)行處理，以提升產(chǎn)水水質(zhì)。二級卷式RO產(chǎn)水去RO混合產(chǎn)水池，濃水排至一級卷式RO濃水池再次處理。

　　MVR系統：對DTRO系統的濃水進(jìn)行蒸發(fā)結晶，得到結晶鹽。

　　3.3 水質(zhì)預測結果

　　根據進(jìn)出水水質(zhì)、處理要求及各工藝設備理論脫除率，結合部分關(guān)鍵工藝段實(shí)驗研究，本文要求的污染物去除率水質(zhì)預測如表3所示。

　　四、運行費用估算

　　基于以上各工藝段物料平衡計算，得出各類(lèi)輔料及公用工程消耗量，結合該企業(yè)現階段實(shí)際采購價(jià)格，本文選取技術(shù)運行費用估算如表4所示。

　　五、結論

　　本設計利用大通道卷式膜技術(shù)對粘膠纖維生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，廢水回收利用率可達到95%以上的回收效果，對粘膠纖維生產(chǎn)廢水的脫鹽效果表現優(yōu)異，可以達到97.3%的脫鹽率，產(chǎn)水水質(zhì)可以達到回用水水質(zhì)各項指標要求。

　　以18000m3/d的中水處理及零排放工程為例，達到全面實(shí)現零排放目標。按照每生產(chǎn)1噸粘膠短纖維，外排60m3廢水核算，零排放運行成本6.44元/噸水，則每噸粘膠短纖維成本增加386.40元。雖然會(huì )導致企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本有一定增加，但是水資源回收利用及零排放能徹底解決廢水污染的問(wèn)題，社會(huì )與環(huán)境效益顯著(zhù)。( >

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