典型浆粕行业废水回用工艺技术研究

董亚明，杨跃辉，张 晨

（新疆环境工程评估中心，新疆乌鲁木齐 830016）

1 概述

棉浆粕是以棉短绒为原料，经制浆精制而成的一种高纯度纤维素，主要用于生产黏胶长丝、黏胶短纤、玻璃纸、钢纸、过滤纸、钞票纸以及一些特种纤维。棉浆粕工业属于制浆范围中的非木浆纯制浆工业，制浆工业能耗、水耗高，污染严重，且成熟治理技术手段较少，对环境造成极大的压力。通常，一条50 kt/a棉浆粕生产线，正常排放废水量约6 000m3/d。

生产过程被碱浸泡过的棉短绒经蒸煮后，会产生污染较重的高有机物、高含碱的球下黑液，该股废水各企业目前基本已全部实现资源化，因此，黑液可能引发的环境问题目前已得到有效解决。生产过程中，在浓缩、漂白、洗浆过程产生的废水混合后统称为中段废水，中段废水经企业内部污水处理厂处理后，达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的一级排放标准，大部分企业排放至企业自建的沙漠中水库，废水排放存在潜在的生态环境风险。因此，科学引导棉浆粕废水合理排放及资源化，消除纺织服装产业发展过程对生态环境的影响，促进纺织工业绿色，可持续发展意义重大。

2 废水分类及特点

2.1 废水水质

棉浆粕生产中段废水具有污染程度较轻、呈中性或碱性、有机物含量较低、水量大等特点。中段废水水质：pH 为8～9，SS 为300mg/L，COD 为900～1200mg/L，BOD5为140mg/L。

黑液与中段废水的产生及主要处理方式，如图1所示。

图1 黑液与中段废水的产生及主要处理方式

中段废水一般采用“物化+生化+催化氧化”工艺，污水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。根据查阅资料及实地考察可知，处理后出水的水质。如表1所示。

表1 浆粕芬顿出水水质

按照表1所示，通过膜技术处理，技术难度不大，可通过较低代价达到水资源利用目标。回用水水质按高于软化水指标要求的粘胶生产工艺用水指标执行（浆粕生产企业一般配套粘胶生产线），如表2所示：

表2 回用水水质要求

2.2 原水水质的特点

废水中污染物主要是pH、CODcr、BOD5、悬浮物、氨氮、硫酸盐、硫化物、全盐、硫酸锌等污染因子，具有以下特点。

（1）含铁：来水为厂区浆粕芬顿出水，水中含有一定量的铁等重金属，若采用反渗透膜对原水进行浓缩，需考虑除铁措施。

（2）硬度一般：原水总硬度为600mg/L 左右，对于常规抗污染卷式RO 膜来说，控制膜浓水侧总硬不超过1 500mg/L情况下，可无需采取除硬措施。

（3）TDS 和COD 较低：根据业主提供的数据，原水TDS为2 000mg/L，COD 为80mg/L，含量均不高，可先用抗污染卷式RO 进行初步浓缩，之后采用废水处理领域常用的有300多个项目业绩的宽通道抗污染卷管式反渗透膜（DTL-RO）进行再次浓缩，最终保障整体回收率和产水水质。

3 工艺方案的确定

3.1 工艺流程及水量平衡图

根据水质情况及设计要求，推荐本项目采用“V 型滤池+UF+卷式RO+DTLRO”组合工艺。根据现有水质数据，建

议工艺流程如图2所示。

图2 工艺流程图

注：1.卷式RO：进水12 000m3/d，回收率50%，总产水 6 000m3/d，浓水6 000m3/d；2.卷式RO+DTLRO：进水12 000m3/d，总回收率80%，总产水9 600m3/d，浓水2 400m3/d。

3.2 工艺流程说明

对来水进行高倍浓缩减量化处理，最大程度地提高水资源的回收率，经组合工艺处理后，水回收率可以达到80%。

（1）V 型滤池：去除原水中的悬浮物、胶体物质等，以保障超滤系统的稳定运行。

（2）UF 系统：去除V 型滤池产水中剩余的悬浮物等，为后续卷式RO 系统的稳定运行提供保障。

（3）卷式RO 系统：对来水进行浓缩减量化处理，浓水排放至DTLRO 系统进行深度浓缩，产水去RO 产水池。

（4）DTLRO 系统：对卷式RO 浓水进行再次浓缩，浓水至环保站处理达标排放，产水去RO 产水池。

3.3 水质预测结果

水质预测结果见表3。

表3 水质预测表

4 运行费用估算，如表4所示

运行费用估算见表4。

表4 运行费用估算表

5 结束语

综上所述，对于浆粕企业外排水，利用先进的大通道卷式膜技术进行处理是可行的；大通道卷式膜技术在对于浆粕外排水回收利用上可做到80%以上的回收效果。产水水质可以达到高于软化水指标要求的黏胶生产工艺用水指标。

以12 000m3/d 的中水处理工程为例，按照每生产1t 浆粕，外排40m3废水核算，按照80%回收率，中水回用运行成本2.85元/t。目前，企业水价为5-8元/t，软化水生产成本约1～1.5元/t。因此，中水回用不仅可以解决企业高峰期用水短缺问题，还可以为企业带来一定经济效益。