印染废水是各类纺织印染企业生产过程中排放的各类废水的总称，具有高浓度、高色度、高PH值、难降解、多变化五大特征。印染废水对环境和人类的危害引起了越来越多的关注， 印染废水的控制和治理已经成为当前环境保护领域内的一项重大研究课题。目前常用的印染废水传统治理和回用工艺存在工艺流程长、运行成本较高，出水水质难达标(宁波部分企业要求CODcr≤60 mg/L)、不稳定等缺点。本文结合浙江一家印染企业提出混凝反应+水解酸化+MBR 为主体的废水处理工艺，出水通过“活性炭吸附+ RO膜”再生，根据企业不同生产环节的用水需求，进行分质分流回用，达到了良好的效果。期望本工程能为同类企业的废水处理技术的应用和推广提供借鉴。
1.印染废水治理回用工程
1.1 背景概况
浙江某企业主要从事针织印染生产， 其废水排放量达2 500m3/d。该企业废水来源主要为该公司的染色车间，染色车间主要进行全棉染色、涤棉染色和全棉、涤棉的漂白，废水主要来自染色、清洗等加工工序。污染物按来源可分为两类：一类来自产品本身的夹带物; 另一类是加工染色过程中剩余染料、化学助剂等。该企业生产所用的染料主要为活性染料和分散染料;助剂包括螯合剂、渗透剂、皂洗剂、冰醋酸、保险粉、双氧水等。废水具有以下水质特征：1、各工段废水间歇式排放，水量、水质波动大;3、成份复杂，有机物浓度大，色度高：形成色度和造成有机物含量高的主要因素是，染色过程中染料和有机污染物渗入水中所致;4、水温较高，进水水温有时可达70 ℃以上;5、从下表可看出，BOD5 /COD 平均值为0.281， 废水可生化性较差。
1.2 设计进出水水质
根据《关于宁波市印染行业环境整治及规范发展规定》(2010 年6 月23 日)的要求，该企业废水不能纳管， 则排放指标按CODcr≤60 mg/L、色度≤40 倍执行，废水重复利用率达到50 %以上。其他指标应符合《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)中的一级标准，具体数值见表1，回用水水质要求见表2。
表1 水污染物设计进出水浓度
表2 回用水水质要求
延伸阅读：
1.3 工艺流程、主要构筑物及设备
1.3.1 工艺流程
采用“混凝沉淀+水解酸化+MBR 膜生物反应器”为主体的废水处理工艺，出水通过“活性炭过滤吸附塔+ RO 膜”系统进行分质回用，工艺流程见图1。
图1 废水治理回用工艺流程
1.3.2 主要构筑物及设备
格栅/热交换池。在热交换池前设置机械格栅，废水经细格栅进入热交换池，去除废水各种布条，线头等等固体颗粒物质，防止提升泵堵塞。细格栅采用回转式格栅除污机， 单机宽度800 mm，栅条间距2 mm。由于该企业染色、预缩设备都是高温高压印染， 有时排放废水水温达到近80 ℃，故设置热交换池，并放置1 台罗旋管式热交换器，热交换面积为100 m2， 对水体降温并保证后续生化系统能正常运行，并对生产用水进行加温，运行结果表明， 可将20 ℃左右的生产用水加热到50℃。
调节池(2 500 t/d)。废水经热交换池后流入调节池，主要进行调节水质水量，并进一步降低水温到室外气温状态。数量1 座，钢筋混凝土结构，地下式结构，HRT=12 h，自吸泵2 台(1 用1 备)，同时设置穿孔管进行预曝气， 预曝强度1.5 m3/h.m3(池容)。
混凝沉淀池(2 500 t/d)。调节池水泵出水进入混凝反应池并投加絮凝剂，助凝剂和脱色剂等，使废水中各种悬浮颗粒相互接触碰撞形成较大絮体后，进入沉淀池进行泥水分离并脱色。混凝反应池设置三格，利用搅拌机进行搅拌反应，有效水力停留时间HRT=0.5 h;沉淀池采用辐流式，中间进水排泥，周边排水。由于印染废水污泥较多，为保证泥水分离效果，沉淀池表面负荷为0.5 m3/(m2.h),有效沉淀时间5 h， 采用半桥式周边传动刮泥机，周边线速度2 m/min，电机功率1.5 KW;出水三角堰的负荷为1.5 L/s˙m;钢筋混凝土结构，半地下式结构，数量1 座。
水解酸化池(2 500 t/d)。混凝沉淀池的出水进入到水解酸化池， 水解酸化池可使固体有机物质降解为溶解性物质， 大分子有机物质降解为小分子物质， 部分碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。印染废水经过水解酸化池后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，降低废水难物化降解的色度，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造有利条件。同时在池体设置立体弹性填料以提高整个系统对有机物和色度的去除效果。水解酸化池HRT=14 h，数量1座，钢筋混凝土结构，半地下式结构。
MBR 膜生物反应系统(3 000 t/d)。水解酸化池出水进入到MBR 膜生物反应系统，MBR 膜生物反应器： 主要是利用好氧微生物与膜过滤相结合的高新技术来除去污水中的有机污染物以及其它污染物，以达到出水水质优于排放水质标准，并为回用水提供良好的水源。MBR 膜生物反应系统：主要由膜组件、膜机架、抽吸泵和鼓风机、PLC自控系统以及相应清洗加药系统组成。膜组件型号为平板膜RGE-150，膜孔径0.1 um，单片膜面积1.5 m2/片， 单片膜尺寸：490*1750*7 mm, 单片膜产水量：600 L-800 L/片. 天， 膜总数量4 000片，每组为200 片，每组不锈钢模架尺寸：3.1 m(L)×0.6 m(W)×2.6 m(H)， 共20 组; 抽吸泵流量150m3/h，两用一备;鼓风机型号为SSR150，风量22.2m3/min，功率18.5 KW，三用两备。
活性炭过滤器(2 000 t/d)。MBR 出水部分进入到标准排放口进行达标排放， 部分进入到回用系统，进行分质分流回用，为更好提高回用水质，并为RO 膜系统提供保护作用， 特设置活性炭过滤器。活性炭过滤器主要是吸附废水中一些剩余的有机物和色度等其它污染物， 尽量降低RO 膜进水污染物浓度，延长RO 膜使用寿命。活性炭过滤器采用Φ2.5 m×4.2 m， 两组并联运行， 过滤速度：8-10 m/h， 碳床采用高1.2 m 的5-20 目椰壳活性炭。
RO 膜反渗透系统。主要利用RO 膜元件进行物理方法除盐。通过高压泵提供除盐的动力, 利用RO 膜除去水中98 %以上的无机离子和有机物,保证出水满足企业各个生产工艺用水， 出水部分指标可达到饮用水标准。本工程采用抗污染型RO 膜，该膜表面因特殊配方和工艺的涂层技术而拥有明显抗污染性。
RO 系统：主要由RO 膜元件、多级离心泵、立式泵、加药系统、精密过滤器和PLC 自控系统等组成。本工程RO 系统分两组，单组处理能力为35 m3/h， 并联运行， 膜元件型号为陶氏BW-30-365FR(有效膜面积为365 平方英尺(34 平方米)，产水率70 %，脱盐率99.5 %)，共72 支，每组36支;玻璃钢膜壳R8040C30S-6W 12 支，不锈钢保安过滤器1 000×5 μ×16 芯，两套，不锈钢高压泵型号：CR64-6 流量：40 m3/h,扬程：140 米H2O 柱,功率22 kw，共两台。
其它系统。主要为污泥浓缩池脱水系统，加药系统，罗茨风机曝气系统，电控系统，管理房等。
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2.系统运行效果分析
2.1 格栅池、热交换池、调节池
由于采用了机械细格栅有效避免了泵和管道堵塞现象， 同时也未发生调节池堆积大量固体污染物现象。车间排水的水温日平均温度基本达到50℃左右，通过热交换器之后一般能降低30 ℃左右，然后通过调节池的自然降温，水温在25 ℃左右达到常温，能保证后续生化系统运行。同时调节池底部设置曝气穿孔管采用空气搅拌进行调节，减少因间隙排放时水质、水量的大幅度波动对后续处理带来的影响。从表3 可看出基本达到了设计要求。
表3 前处理单元的处理效果
2.2 混凝沉淀池
调节池出水泵入混凝反应池， 混凝反应池分三格， 第一格投加PH 调节剂和300 mg/l 的絮凝剂，第二格投加100 mg/l 专用脱色剂，第三格投加5 mg/lPAM 助凝剂，其中PH 调节剂是利用PH 表在线装置自动投加， 其它药剂采用自动计量泵投加，投加量是根据日常调试确定的最佳投加量。由于本工程沉淀池表面负荷设计较低， 从表4 可看出保证很高的污染物去除率，达到了设计要求，为后续的生化处理创造了很好的条件。
表4 混凝沉淀单位的处理效果
2.3 水解酸化、MBR 膜生物反应器单元
废水进入水解酸化池后， 主要利用水解酸化菌改善废水中难降解有机物的可生化性， 为后续MBR 膜生物反应器处理工艺创造条件。水解酸化处理池各污染物出水平均含量和去除率如表5 所示，从结果可看出各污染物均得到了一定的去除，色度也得到了大幅度去除说明水解酸化过程使染料分子结构发生改变(开环、断键、基团取代和还原等)， 从而使染料废水的组分也相应地发生变化。同时SS 升高主要是水解酸化池部分污泥随着水流进入到后续MBR 膜生物反应器。
从表5 可看出，MBR 膜生物反应器出水各污染物平均含量均优于排放标准。主要是由于MBR膜生物反应器保持了非常高的污泥浓度， 其MLSS 在1 000 mg/L～2 000 mg/L 比传统的活性污泥法与生物接触氧化法高3 倍左右， 保证系统始终处于高效运行状态， 并结合超微滤膜的过滤效果使得CODcr、BOD5和SS 的去除率达到80 %以上，保证了出水能稳定达标排放。
表5 生化单元的处理效果
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2.4 回用水处理系统
回用水水质状况主要看RO 膜反渗透系统对MBR 膜出水中的各种有机物ODcr、色度和含盐量(电导率)的截留作用，如下所示：
2.4.1 CODcr 和色度
图2 为MBR 出水与RO 系统运行8 周出水的CODcr 和色度的变化。由图可见，当MBR 出水CODcr 稳定在60 mg/l 以下，色度最大值为38 倍，RO 系统出水CODcr 最高值为8 mg/l,色度最大值为4 倍。因此可看出RO 系统对COD，色度的截留作用显著， 出水远远优于表3 的的回用水质要求。
图2 回用水系统进出水CODcr、色度
2.4.2 电导率
电导率是反应废水中盐含量高低的一个指标，其除去率是反应RO 的截留作用是否良好，系统是否正常运行的最重要参照指标。从图3 可看出MBR 出水电导率在1 354 μS/cm -1 834 μS/cm ，RO 膜出水电导率在36-66 μS/cm 远小于饮用水(自来水电导率在150 μS/cm 左右)，去除率达到96.5 %以上， 表明RO 系统对离子的截留作用显著，系统出水满足生产回用水要求。
图3 回用水系统进出水电导率
3.主要技术经济指标
根据运行数据， 整个工艺运行费用主要包括电费、药剂费用，人工费用和设备折旧费用。通过运行一段时间核算，整个系统运行电费约2.41 元/m3，药剂费用0.66 元/m3，人工费用0.12 元/m3，设备折旧费用约0.95 元/m3，合计4.14 元/m3。
4.结论
该工艺各单元出水监测结果表明， 工艺运行稳定,效果良好,各项主要出水水质指标优于国家排放标准， 甚至可以满足部分地区要求CODcr≤60 mg/L 的排放标准，为现有企业废水处理系统提标改造提供很好的参照。
该工艺系统废水回用率达到60 %，从回用水指标分析，可满足车间生产的各个环节用水，高于地方要求废水回用率50 %的要求，达到了节约水资源的目标;
工艺利用热交换器进行了热能回收， 节省了锅炉约10 %以上燃煤量， 响应了国家节能减排，清洁生产的要求。
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原标题：印染废水处理与回用的工艺设计与应用
