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、管理難度大等特性。我國粘膠短纖維產(chǎn)能已打破400萬噸，占全球近70%，成為粘膠短纖維最大的生產(chǎn)國。通常，一條設(shè)計(jì)生產(chǎn)才能10萬噸/年的差異化粘膠短纖維生產(chǎn)線，廢水排放量就到達(dá)了18000m3/d。

　　目前，國度尚未設(shè)定粘膠纖維行業(yè)的水污染排放規(guī)范，企業(yè)通常執(zhí)行GB8978-1996《污水綜合排放規(guī)范》一級規(guī)范。處置后的廢水，由于含鹽量較高，依照如今的方式，排入沙漠庫區(qū)后難以構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)，種植的蘆葦和紅柳也無法存活，水流之處土壤鹽堿化明顯，環(huán)境問題嚴(yán)重。因此，粘膠纖維行業(yè)水資源回收及零排放或許是處理行業(yè)污染問題的最終途徑。

　　二、粘膠纖維生產(chǎn)廢水水質(zhì)及特性

　　2.1 廢水水質(zhì)

　　粘膠纖維生產(chǎn)線配套污水處置設(shè)備采用“物化+生化+催化氧化”工藝，污水排放執(zhí)行GB8978-1996《污水綜合排放規(guī)范》一級排放規(guī)范。以10萬噸/年差異化粘膠短纖維生產(chǎn)線為例，將18000m3/d處置后的粘膠纖維生產(chǎn)廢水，全部進(jìn)入回用水處置系統(tǒng)實(shí)行處置后，水質(zhì)滿足粘膠纖維生產(chǎn)用工藝用水指標(biāo)請求，回用于生產(chǎn)，完成廢水零排放。依據(jù)查閱材料及實(shí)地調(diào)查可知，廢水水質(zhì)如表1所示。

　　回用水水質(zhì)需求契合生產(chǎn)工藝用水指標(biāo)，如表2所示：

　　2.2 廢水水質(zhì)的特性

　　粘膠纖維工業(yè)廢水中主要污染物為COD、鋅離子、無機(jī)鹽和硫化物等，具有以下特性。

　　(1)含鐵：來水為廠區(qū)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水實(shí)行濃縮，需思索除鐵措施。

　　(2)硬度較高：廢水總硬度為816mg/L，需求實(shí)行軟化除硬處置。

　　(3)TDS和COD較低：依據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)，原水TDS為9000mg/L，COD為50mg/L，含量均不高，可采用抗污染卷式RO實(shí)行濃縮減量。

　　三、工藝計(jì)劃確實(shí)定

　　3.1 工藝流程及水量均衡圖

　　依據(jù)水質(zhì)狀況及設(shè)計(jì)請求，引薦采用“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+樹脂軟化+DTRO+二級卷式RO(處置DTLRO及DTRO混合產(chǎn)水)+MVR蒸發(fā)結(jié)晶”組合工藝，對來水實(shí)行中水回用及零排放處置。

　　依據(jù)現(xiàn)有水質(zhì)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)工藝流程見圖1。

　　3.2 工藝流程闡明

　　經(jīng)組合工藝處置后，膜系統(tǒng)回收率能夠到達(dá)92.8%，僅剩余少量濃縮液進(jìn)入MVR系統(tǒng)，經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到結(jié)晶鹽。詳細(xì)工藝闡明如下：

　　一級軟化：由于廢水中的鈣、鎂離子含量較高，需經(jīng)過投加液堿、純堿等化學(xué)藥劑，使其與水中的鈣、鎂及少量的金屬離子構(gòu)成沉淀物，最終以污泥的方式排出，估計(jì)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(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　V型濾池：去除一級軟化出水的懸浮物、膠體等物質(zhì)，保證后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)水的SS請求。

　　超濾：去除V型濾池產(chǎn)水中剩余的懸浮物等，為后續(xù)卷式RO系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供保證。

　　一級卷式RO：采用卷式RO對UF(超濾)產(chǎn)水實(shí)行初步濃縮，卷式RO濃水排放至DTLRO系統(tǒng)，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(tǒng)，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(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需經(jīng)過投加石灰、純堿等化學(xué)藥劑對DTLRO濃水實(shí)行除硬處置，估計(jì)二級軟化出水總硬度200mg/L左右，此硬度可保證樹脂軟化系統(tǒng)穩(wěn)定的再生周期，提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

　　砂濾：去除二級軟化出水的懸浮物、膠體等物質(zhì)，保證后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)水的SS請求。

　　樹脂軟化：經(jīng)砂濾過濾后的產(chǎn)水進(jìn)入樹脂軟化系統(tǒng)，對水中剩余的鈣、鎂實(shí)行深度去除，樹脂軟化出水總硬度可到達(dá)1mg/L以下，此工藝可防止高倍濃縮鈣、鎂等易結(jié)垢物質(zhì)對系統(tǒng)形成影響。

　　DTRO系統(tǒng)：對DTLRO濃水實(shí)行深度濃縮，DTRO濃水排放至MVR系統(tǒng)，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，難以滿足回用水水質(zhì)請求，因而采用二級卷式RO對DTLRO和DTRO的混合產(chǎn)水實(shí)行處置，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濃水池再次處置。

　　MVR系統(tǒng)：對DTRO系統(tǒng)的濃水實(shí)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到結(jié)晶鹽。

　　3.3 水質(zhì)預(yù)測結(jié)果

　　依據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)、處置請求及各工藝設(shè)備理論脫除率，分離局部關(guān)鍵工藝段實(shí)驗(yàn)研討，本文請求的污染物去除率水質(zhì)預(yù)測如表3所示。

　　四、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用預(yù)算

　　基于以上各工藝段物料均衡計(jì)算，得出各類輔料及公用工程耗費(fèi)量，分離該企業(yè)現(xiàn)階段實(shí)踐采購價(jià)錢，本文選取技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用預(yù)算如表4所示。

　　五、結(jié)論

　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用大通道卷式膜技術(shù)進(jìn)行粘膠纖維生產(chǎn)工業(yè)廢水處理，廢水回收應(yīng)用率可到達(dá)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(xiàn)優(yōu)良，能夠到達(dá)97.3%的脫鹽率，產(chǎn)水水質(zhì)能夠到達(dá)回用水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)請求。

　　以18000m3/d的中水處置及零排放工程為例，到達(dá)全面完成零排放目的。依照每生產(chǎn)1噸粘膠短纖維，外排60m3廢水核算，零排放運(yùn)轉(zhuǎn)本錢6.44元/噸水，則每噸粘膠短纖維本錢增加386.40元。固然會造成企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營本錢有一定增加，但是水資源回收應(yīng)用及零排放能徹底處理廢水污染的問題，社會與環(huán)境效益顯著。