（环境工程专业论文）化纤印染废水优化回用模式研究.pdf

m a s t e rd i s s e r t a t i o no fs u z h o uu n i v e r s i 够o f s c i e n c ea n d t e c h n o l o g y s c l e n c ea n c il e c n n o l o g v t h em o d e ls t u d yo f o p t i m i z a t i o nr e u s e f o r c h e m i c a lf i b e rd y e i n ga n d p r i n t i n g w a s t e w a t e r m a s t e rc a n d i d a t e ：g o n gh a i h u a s u p e r v i s o r ： p r o f e s s o rc h e nk a n g i i m a j o r ：e n v i r o n m e n t a ie n g i n e e r i n g s u z h o uu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y s c h o o lo fe n v i r o 珈【n e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g j u n e ，2 0 1 1 苏州科技学院学位论文独创性声明和使用授权书 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中以明确方式标 论文作者签名： 学位论文使用授权书 丛日 苏州科技学院、国家图书馆等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文 的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于 收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和 电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服 务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同意 学校在不以赢利为目的的前提下，用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全 部内容。 ( 保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名： 指导教师签名 日期：坦! 年土月日 日期：礁盟年上月卫日 苏州科披学院顺i 学位论史摘爱 摘要 印染行业是我国耗水量和污水排放量较大的行业之一。因此，在印染行业推 行废水的优化回用，减少废水的排放刻不容缓。本研究以一家典型化纤针织印染 企业为研究对象，根据企业用水和排水状况调查，设计不同工序废水的优化回用 方案，并进行方案的经济和技术可行性分析。主要研究内容和取得的研究结果如 下： ( 1 ) 采用清单分析的方法对企业各工序进出水水量和水质进行监测分析；根 据水质监测分析结果设计各股废水优化回用方案，并进行方案可行性分析。 ( 2 ) 优化回用方案如下：将企业生产过程中产生的冷凝水全部回用做锅炉 用水：冷却用水先经过软化，则所有出水全部可以回用作染色用水；清洗废 水通过简单的沉淀处理后，直接回用；印花工序第1 道冷水洗水回用作配制印 花浆料用水，第3 道冷水洗出水与新鲜水1 ：1 混合优化后，回用作染深色、中色 布冷水洗用水；通过对污水厂处理出水进行深度处理，实现废水的深度处理回 用。在回收高温定型机烟气油份的过程，通过对高温油烟的冷却将废气中的热量 转移到水中，回收废气余热；通过冷凝水的回用回收废水中的余热。 通过对各回用方案的经济可行性分析得到冷凝水、冷却水、清洗废水和印花 第1 道和第3 道冷水洗水回用的一次性接管投资，分别为4 5 0 0 元、8 1 0 0 元、9 9 0 0 元和8 4 1 5 元；清洗废水处理费用为2 1 1 2 元年。深度处理设施的总投资为4 8 4 5 万元，深度处理方案的接管投资为7 0 1 2 5 0 万元，废水深度处理回用方案的运行成 本为9 1 万元年。 废水优化回用后，企业可减少新鲜水取用量1 7 1 9 吨天和用水费用2 1 3 8 元 天。由此可见，废水的优化回用降低了企业的用水成本，可以为企业带来良好的 效益。 关键词：化纤印染，优化回用，模式研究，可行性分析，效益 m a s 【e r sd i s s c 九a 【i o no fs u z h o ul j n i v e r s i l ) ，o fs c i c n c ea n dt b c h n o i o g ya h s i r a c t a b s t r a c t t h ep r i n t i n ga n dd y e i n gi n d u s t d ，c o n s 啪e sl a r g e 锄o u n to fw a t e ra n de m i t s1 a r g e a m o u n to fp o l l u t a l l t si no u rc o u n t 巧t h e r e f o r e ，w a s t ew a t e rr e u s ei np r i n t i n ga n d d y e i n ge n t e 印r i s ei si m p e r a t i v e n d s 咖d yt a k e sat y p i c a lc h e m i c a l 舶e rk j l i t t i n g d y e i n gf a c t o 巧a u sa no b j e c t d i 日e r e n tw a l s t e w a t e rr e u s ep l a n sa r ed e s i g n e da c c o r d i n gt o m es u r v e ya b o u tt l l ew a t e rs u p p l ya n dd r a i n a g eo ft h ee n t e 印r i s e t h ee c o n o m i c2 u l d t e c h l l i c a lf e a s i b i l i 够o ft h er e u s ep l a l l sa r ea i l a j y z e d t h em a i ns t u d yc o m e n t s 趴d r e s u l t sa z i ea sf 0 l l o w s ： ( 1 ) 1 1 1 v e n t o 巧a n a l y s i sw a sa d a p t e dt om o m t o ra n da i l a j y z ei r l l e t 如do u t l e tw a t e r q u a n t i t ) ，a n dq u a l i 够o fe a c hw o r 虹n gp r o c e d u r e ；t h ew a l s t e w a t e ro p t i m i z a t i o nr e u s e p r o 铲锄w 嬲d e s i g n e da c c o r d i n gt 0t l l em o n i t o r i n ga n da n a l y s i sr e s u l t s ， a i l dt l l e f e a s i b i l i t ) ，i sa l s oi n v 0 1 v e di 1 1 ( 2 ) n eo p t 油i 捌i o nr e u s es c h e m e sa r e 嬲f o l l o w s ：n ec o n d e n s e dw a t e r w h i c hw 嬲p r o d u c e di nm ep r o d u c t i o np r o c e s sw e r ea l lr e u s e d 嬲b o i l e rp r o d u c t i o n w a t e r ；a l lt 1 1 ec o o l i n gw a t e rw a sr e u s e da ss t a i nw a t e ra 矗e rt 1 1 ew a t e rw a ss o r e n e d ； ( 爹n ec l e 枷n gw a s t e w a t e rc a i lb er e u s e da r e rs i m p l ep r e c i p i t a t i o np r o c e s s i n g ；( 鸯n e f i r s tc o l dw a u s m n gw a t e ri 1 1t l l ep r i n t i n gp r o c e s sc a nb er e u s e df o rp r e p a r a t i o no f p r i n t i n gp a s t em a t e r i a j ，m e 州c o l dw a s h j n gw a t e rc a nb er e u s e df o rd y e i n gc l o m c o l dw a s l l i n gw a t e r 世e rt l l ew 邪t ew a t e rm i x t u r e 谢mt l l e 舶s hw a t e rb y1 ：1 ；t h e w 砷。r 舫ms e 、张g ep l a n tc a i lb er e u s e db ya d v a i l c e dt r ea _ t i i l e n t i nm ep r o c e s so f r e c o v e r i n gg 嬲o i lp r o d u c e db yk 曲一t e m p e r a t u r es t e r e o t y p em a c m n e s ，c o o l i n gt l l eh o t s m o k ec a nt r ：m s f e rt l l ew a s t eh e a tt ot l l ew a t e r ，r e c y c l i n gt l l ew a s t eh e a ti nt h e9 2 l s ； r e c y c l i n gt l l ew a s t eh e a ti nm ew 嬲t ew a t e rb yr e u s em ec o n d e n s e dw a t e r t h eo v e ro n e - t i m ei n v e s n n e n to ft 1 1 ec o n d e n s e dw a t e r 、 c o o l i n gw a t e r 、c l e 砌n g w a t e r 、t h ef i r s tc o l dw 2 l s m n ga 1 1 dm et 1 1 i r dc 0 1 dw a u s h i n gw a t e ri nt 1 1 ep r i m i n gp r o c e s s c a l lb er e c e i v e db yt 1 1 ee c o n o m i cf e a l s i b i l i 哆o fa l lt h er e u s es c h e m e ，t l l ec o s ti s 4 5 0 0 y u a n 、8 1 0 0 心l 、9 9 0 0 y u a i la n d8 4 1 5 y u a n ：n l ep r o c e s s i n gc o s t so f t h ec l e a n i n g w a s t e w a t e ri s2112y u a n a n et o t a li n v e s n n e n to fm ea d v a n c e d 仃e a n n e n tf a c i l i t i e si s 4 8 4 5 0 0 ”锄，t l l ei n v e s t m e n to fm ep i p e si s 7 012 5 0 元，t h er u r u l i n gc o s t so ft i l e a d v a i l c e d 们锄e n tp r o 笋a m si s91o o oy u a i l a 。 i l m a s t c rsd i s s e 九a t i o no f s u z h o uu n j v c r s i t yo rs c i c n c ea n d1 _ e c h n o l o g ) a h s i r a c i f r e s h w a t e rc o n s u m p t i o na n dw a t e rc o s t sc a nb er e d u c e d1 7 1 9 们a n d2 1 3 8y u a n d a r e rw 2 l s t e w a t e rr e u s eo p t i m i z a t i o n t h e r e f o r e ，t h eo p t i m i z a t i o no fw a s t e w a t e rr e u s e r e d u c e st h ew a t e rc o s to ft h ef a c t o d ，a i l db e n e f i t st h ec o m p a n y k e yw o r d ：c h e m i c a lf i b e rd y e i n ga 1 1 dp r i n t i n g ，o p t i m i z a t i o nr e u s e ，m o d e ls t u d y ， f e a s i b i l i t ya n a l y s i s ，b e n e f i t - 苟：州 ： 支。学院耐if 学f t 论丈目录 目录 摘要i a b s t r a c t il 第一章绪论1 1 1 研究背景、意义和目的1 1 1 1化纤印染行业发展中面临的问题1 1 1 2 课题研究意义4 1 1 3 课题研究目的4 1 2 国内外化纤印染废水处理回用研究与应用进展5 1 2 1 废水深度处理回用研究5 1 2 2 废水处理回用特点6 1 2 3 废水回用存在的问题7 1 2 4 废水优化回用的发展方向7 1 3 课题研究内容、技术路线和研究方法8 1 3 1研究内容8 1 3 2 技术路线9 1 3 3 研究方法9 第二章典型企业现状调查和各工序废水监测分析11 2 1 典型企业现状调查1 1 2 1 1 企业生产状况和主要生产工艺1 1 2 1 2 企业供水耗水情况介绍1 2 2 2 各工序废水监测分析14 2 2 1 监测指标及分析方法1 4 2 2 2 染色工序废水监测分析1 5 2 2 3印花工序废水监测分析1 7 2 2 4 企业其他工序废水监测分析1 8 2 2 5 各工序废水水质水量小结1 9 第三章废水优化回用方案设计和可行性分析2 0 3 1 废水处理回用对象分析2 0 苏州 ： 技学院硕l 学位论文同录 3 1 1回用作杂用水2 0 3 1 2 回用作冷却水2 1 3 1 3回用作生产用水2 2 3 2 废水优化回用方案设计2 3 3 2 1废水直接回用和简单处理回用方案2 4 3 2 2 废水深度处理回用方案2 7 3 3 方案可行性分析2 7 3 3 1 技术可行性分析2 7 3 3 2 经济可行性分析3 2 3 4 各回用方案可行性分析比较3 7 第四章废水优化回用效益分析和优化回用模式探讨3 8 4 1 废水优化回用效益分析3 8 4 1 1 经济效益分析3 8 4 1 2 环境效益分析4 2 4 1 3 社会效益分析4 3 4 2 废水优化回用模式探讨4 3 4 2 1 废水直接回用4 4 4 2 2 废水简单处理回用和深度处理回用4 5 4 2 3 废水中余热的回收利用4 5 第五章结论与建议4 7 5 1 结论4 7 5 2 建议4 8 参考文献4 9 致谢5 2 作者简历5 3 苏州科披学院硕i 学f ? ，论艾第币绪论 第一章绪论 纺织工业是我国传统的支柱产业之一，已有一个多世纪的发展历史，是我国 历史最悠久的产业之一。长期以来，纺织工业在满足我国人民衣着需要及产业用 品的需求、增加出口创汇、增加社会就业、带动相关产业和促进区域经济发展中 发挥了重要作用。印染行业在纺织工业中有着重要地位，印染行业是体现纺织产 品经济价值和提高纺织品附加值的重要行业。最近2 0 年以来，虽然我国的印染 技术水平有了较大进步，但是印染行业仍然是耗水、排污较大的行业。我国是一 个水资源短缺的国家，人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1 4 。严峻的水 资源形势使得印染行业的发展越来越受到资源和环境的制约。为了保持印染行业 的持续快速发展，缓解印染行业用水紧张形势，实行印染废水的优化回用是必然 途径。 1 1 研究背景、意义和目的 1 1 1化纤印染行业发展中面临的问题 改革开放以来，我国印染产业的规模得到了快速发展，特别是进入2 1 世纪后， 我国纺织工业为了适应经济全球化发展的要求以及加入w t o 后对纺织产品的高 质量的要求，不断进行技术革新，经过对纺织化学纤维、人造纤维等行业不断进 行技术的改造和创新，并运用高新技术改进传统纺织品的加工工艺，不断提高我 国纺织行业的纺织品种和品质，棉纺、印染、化纤、服装等主要行业得到快速发 展。 自2 0 0 7 年下半年至2 0 0 8 年上半年以来，受国内外宏观经济形势、生产资料成 本普遍上涨、人民币汇率大幅上升及突发自然灾害等因素的综合影响，纺织工业 经济总体增速回落，企业亏损面和亏损额上升，敲响了高成本时代到来的警钟。 由于国际金融危机的影响，2 0 0 9 年外需疲软给纺织行业出口造成更大压力， 但我国纺织行业多年来积累的竞争优势形成了稳定的市场份额，这种优势使得我 国纺织行业在国际市场上具有一定的抗风险能力，尤其在大众消费占有的份额和 竞争力是目前世界上任何国家无法动摇的。2 0 0 9 年1 月2 月份，全国纺织品进出 口总值2 6 6 7 6 6 亿美元，同比下降2 7 2 ；其中出口下降了2 1 1 ，进口下降了 3 4 2 ，但同期，纺织品服装进出口总额2 4 5 4 5 亿美元、同比下降1 4 9 9 ，其中 苏州科披学院硕i 学位论史笫章绪论 出口总额2 2 4 5 1 亿美元、同比下降1 4 9 9 ，比全国出口下降幅度要少6 1 1 唰1 1 。 印染行业作为纺织工业的重要组成部分，纺织工业的疲软，迅速扩展印染行业。 2 0 0 9 年初，我国印染行业增速降至近几年的最低点，但随着国家的一揽子经济刺 激计划的作用，行业自身积极转变发展观念，2 0 0 9 年底前，印染行业疲软的局势 得到迅速扭转，企业效益状况明显改善。2 0 0 9 年1 月1 1 月规模以上印染企业生 产情况见表1 1 睇j ： 表1 12 0 0 9 年1 1 1 月规模以上印染企业生产情况 由于历史原因，我国的印染企业大多集中在东部的浙江、江苏、山东、广东 和福建等省。东部沿海地区的印染企业经过几十年的发展，已经成功的融入了当 地纺织行业的产业链，各产业集群的互动推动了我国印染行业的快速发展。2 0 0 9 年1 月1 1 月东部沿海五省印染布产量4 3 3 7 2 m ，同比增长6 5 7 ，增速提高3 1 1 个百分点，五省印染布的产量已占到全国印染布总产量的8 9 8 5 1 2 】。 加入w t o 后，我国纺织工业迎来了又一次的高速发展，纺织工业的快速发 展不仅产生巨大的经济效益，而且提供了大量的就业机会，但我国纺织工业典型 特征是高投入、高消耗、高污染、高排放。纺织工业的线性发展模式已经严重影 响行业的可持续发展。据不完全统计，我国纺织行业的年总能耗为6 8 6 7 万吨标准 煤，年耗水量达9 5 4 8 亿吨，新鲜水取用量居全国各行业第二位，废水排放量居 全国第六位，其中印染废水则占全国纺织废水排放量的8 0 【3 1 。2 0 世纪9 0 年代， 美国机织物耗水量平均为1 1 5 吨吨织物，针织物耗水量平均为8 5 吨吨织物；而 我国到2 0 0 7 年末，机织物耗水量平均为2 5 0 吨吨织物，针织物耗水量平均为1 5 0 吨吨织物，显然，我国印染行业单位产品的水耗与发达国家和一些发达地区上 世纪9 0 年代相比，仍然存在较大差距【4 】。 我国是一个传统的纺织大国，纺织印染行业排放的废水是我国工业废水的主 要来源之一。印染废水具有水量大、c o d 高、色度深、可生化性差和水质性能变 化大等特点，属于难处理的工业废水。据不完全统计，我国纺织行业每年排放废 水量约为9 亿多吨，其中印染废水排放量占纺织工业废水排放量的8 0 。印染厂 每加工1 0 0m 织物，会产生3 t 5 t 废水i 孓6 1 。这些废水已经对我国的水环境造成了 苏州科技学院硕l 学化论文 箱带绪论 严重的影响，如果不采取积极有效的方式进行处理，将会对我国的生态环境保护 和纺织印染行业的可持续发展带来不利影响。 随着我国纺织行业和印染行业的快速发展，纺织行业和印染行业每年排放的 废水总量也在逐年增加。表1 2 反映了我国2 0 0 3 年2 0 0 5 年纺织行业中的大中型 企业和印染行业的废水排放情况【4 1 。 表l - 2 我国2 0 0 3 年2 0 0 5 年纺织行业和印染行业的废水排放情况 纺织印染行业虽然是我国的传统支柱产业，但行业的高投入、高排放的粗放 型发展方式使行业的进一步发展受到了制约。由于我国的资源紧张和环境污染日 益严重，国家正在大力推广节能减排，全国人民代表大会常务委员会制定的国 民经济和社会发展第十一个五年规划纲要中的2 2 项经济和社会发展指标要求印 染行业在“十一五”期间，单位国内生产总值能源消耗降低2 0 左右，单位工业 增加值用水量降低3 0 ，主要污染物排放减少l o 【。国家工业和信息化部于2 0 1 0 年4 月2 1 日发布了“印染行业准入条件( 2 0 1 0 年修订版) ”( 工消费 2 0 1 0 第9 3 号) 【8 】，对2 0 0 8 年发布的印染行业准入条件进行修订，同时公布了新建或改扩建 印染项目的新鲜水取用量和现有印染企业新鲜水取用量，见表1 3 。 表1 3 印染项目印染加工过程中新鲜水取水量要求 注l ：机织物标准品为布幅宽度1 5 2 c m 、布重1 0 1 4 k g 1 0 0 l 的榀染色合格产品； 注2 ：针织或纱线标准品为棉浅色染色产品，当产品不同时，可按相关标准进行换算。 随着我国水环境质量的逐渐恶化和经济的快速发展，这些都要求印染行业研 究开发适合时代发展的污水资源化技术，以缓解我国水资源的短缺状况。为了促 进并保持我国印染行业既好又快的发展，通过对我国印染行业发展过程中出现的 问题进行总结，得到解决纺织印染行业用水紧张问题的方法【9 l ：( 1 ) 产业结构 和产品结构调整，逐渐淘汰附加值低和耗水量高的产品：( 2 ) 研究开发和采用 新型印染技术，降低单位产品的耗水量( 例如转移印花、电脑喷墨印花、蒸汽喷 苏州科投学院侗l 学位论殳第一币绪论 射染色和液体染料等) ；( 3 ) 通过对原有生产工艺的更新和变革实现源头节水 目标；( 4 ) 废水的优化回用。由于我国工业废水排放标准的日趋严格以及工业 用水价格的不断上涨，迫使更多的企业开始关注印染废水的处理回用。因此，推 广印染废水的优化回用是印染行业可持续发展的必然途径，也是提高印染企业用 水效率，降低用水成本的必然措施。 1 1 2 课题研究意义 本课题依托苏州市科技支撑计划( 社会发展) 应用研究项目印染行业废弃 物循环利用关键技术研究与示范开展工作。项目所在江苏渭西集团公司所属的 相城区渭塘镇渭西村工业经济发达，全村有纺织印染企业4 0 余家，其中大多数 为化纤针织印染企业。企业废水排放量大，且是难治理的工业废水，同时该村印 染废水处理排入冶长泾，而冶长泾是太湖流域入湖支流之一。2 0 0 7 年下半年无 锡太湖出现蓝藻暴发事件，随后江苏省出台了太湖地区城镇污水处理厂及重点 工业行业主要水污染物排放限值( d b3 2 1 0 7 2 _ - 2 0 0 7 ) 的地方法规，印染排放 水指标由原来的国标g b 4 2 8 7 9 2 中的1 级标准c o d c r 1 0 0 m g l 提高到c o d c r 6 0 m 扎【l o 】。结合太湖整治和蓝天工作计划，无锡、苏州等市开展对印染、电 镀、钢铁、造纸和酿造业进行综合整治，这给太湖流域上游的企业排水提出了更 严格的要求。本课题从渭西村选取代表性企业为研究实例，运用系统分析法分析 总结企业用水情况，通过监测分析企业各工段出水水质状况；分析企业优化用水 情况，提出化纤印染企业废水优化回用模式，给类似企业废水回用提供借鉴，提 高印染废水的回收利用率，减少废水的排放量。通过废水的的优化回用，不仅能 减少对环境的影响，也可以提高行业节能减排水平，实现了废水的减量化、再利 用、资源化，促进印染行业的循环经济发展，促进了行业的技术进步，实现了经 济效益、环境效益和社会效益的协调统一。 1 1 3 课题研究目的 分析研究企业生产中水耗大和排放污水量大的工序，通过系统分析法，提出 相应废水优化回用措施。以企业的用水系统为研究实例，通过水质监测分析，测 试企业不同工序用水和出水水质状况。根据企业用水水质要求，提出企业废水优 化回用方案，分析废水优化回用的技术和经济可行性，总结企业废水优化回用模 式，提高企业用水效率和废水回用率。 4 1 2 国内外化纤印染废水处理回用研究与应用进展 纺织印染行业作为我国的传统支柱产业，在我国经济发展过程中有重要影 响，是我国典型的劳动密集型产业。加入w t o 以后，我国印染行业经历了一个 快速发展时期，但我国印染生产工艺中科技含量仍然落后于发达国家，生产过程 中水资源浪费情况严重，单位产品的水耗量仍然比发达国家多。欧洲国家生产加 工1 k g 布通常产生2 0 0 l 废水【l l 】，而我国加工1 k g 布产生的废水量约5 0 0 l ，耗水 量是发达国家的2 3 倍【1 2 】。欧盟国家采用政府、研究机构和企业合作的形式， 建立示范项目，采用生命周期评价方法分析纺织印染生产过程对环境产生的影 响，通过分析污染产生原因，改革生产工艺，进而减少废弃物的产生和循环利用 物质；同时对印染废水进行合理高效的治理，通过采用膜分离技术实现大规模的 脱盐处理，以减少新鲜水的使用量，使企业废水实现零排放h 3 。1 5 1 。 1 2 1 废水深度处理回用研究 由于印染废水的有机物含量高、色度深、可生化性差以及水资源的供需顺畅 等特点，所以印染废水的深度处理回用一直没有引起足够的重视。加入w t o 给 我国纺织印染行业带来了更好的发展前景，然而当前形势下我国水资源的供需矛 盾日益突出，为了缓解水资源的供需矛盾，各地逐渐提高自来水价格和污水处理 费用，并且制定了更严格的废水排放标准。一系列措施的出台使得企业用水成本 的不断上升，这迫使人们开始关注印染废水的深度处理回用。由于印染工艺本身 的复杂性和不同工艺对水质要求的差异，我国还没有统一的印染废水处理回用的 水质标准数据【l6 1 。目前我国各印染企业废水回用率仅为7 ( 主要是冷却水、冷 凝水等水质较好的废水) 。因此节约水资源、提高水的回用率是纺织、印染行业 转变发展方式的重要措施。随着人们对印染废水处理回用的日益重视，各方面对 于印染废水深度处理回用的技术进行了大量探索和研究，通过废水深度处理技术 的推广运用，提高废水处理回用率，减少了废水的排放，降低了企业的生产成本， 取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。 当前要实现印染废水的处理回用主要是注重不同处理方法和工艺的组合。通 过各种方法的协同作用降低废水的各种指标，使处理出水达到回用的要求。黄华 山等【l 。7 】采用澄清过滤软化的深度处理的处理方法，对某印染企业二级处理出水 与河水相混合后的废水进行处理，处理出水经螯合除去f e ”，可用于化纤类产品 染色生产；深度处理后出水再经反渗透膜处理，可回用于纯棉类产品染色生产。 苏州；： 投学院顾卜学佗论史第一帝绪论 此工艺对色度、浊度、硬度等关键指标的去除效果较好。s l i n 等【18 】采用电化学 氧化+ 化学絮凝+ 离子交换对印染废水二级出水进行处理。研究发现，电化学氧化 和化学絮凝可以有效去除废水中的色度、浊度及c o d 。而离子交换对废水中的 f e 浓度、电导率、硬度有较好的处理效果同时进一步降低c o d 浓度。如果在电化 学氧化过程中添加少量h 2 0 2 ，可以大大提高处理效率。最后试验结果表明，此物 化组合方法处理二级出水高效，出水能够回用于印染工业。t k i m 等【l9 】的研究也 得出了相似的结论。陈保雄【2 0 l 将u f 工艺用于深圳某针织毛衣厂洗涤废水处理及 回用。洗涤废水c o d 为8 5 0 1 3 0 0m g l ，s s 为3 0 0 6 0 0m g l ，采用电解一焦炭过 滤一粗纤维过滤一超滤( 中空纤维) 工艺，其超滤出水全部回用于生产工艺。李武 全等【2 l 】用污水厂处理出水一生物陶粒一臭氧脱色一双层滤料过滤一阳离子交换 树脂软化一回用方案对北京第二毛纺织厂印染废水( 其中加入部分生活污水混合) 的二沉池出水进行深度处理，并研究了各单元不同的组合顺序对处理出水水质影 响，实验发现臭氧出水中的剩余臭氧可能会破坏交换树脂结构，使其失去交换能 力，因此在工程中需要增加清水池待臭氧分解完毕后再进入交换树脂。 t a k h y u n 【2 2 】用电化学法、化学絮凝和离子交换法联合对印染废水进行深度处理 研究。实验表明添加少量的h 2 0 2 ( 约2 0 0 m g l ) 在电解池中可使电化学处理效率提 高一倍。该方案的优点是处理出水水质好，可以回用到印染所有工序中；不足之 处是对p h 值影响较为敏感，因此在进行电化学处理前要调节p h 值，另外这种处 理方法对离子交换树脂的依赖性较大( 为了降低铁离子浓度和电导率) ，因此离子 再生频率升高不可避免。 1 2 2 废水处理回用特点 目前国内外对印染废水处理回用的研究持续深入，许多成熟的处理技术已运 用到实践中。从当前的研究和应用的情况来看，我国印染废水处理回用有以下特 占【1 6 2 3 2 5 】 、 ( 1 ) 对印染废水回用技术的研究不多，一般只局限于简单的处理回用，且深 度处理出水大多回用于杂用水和对水质要求不高的工序。 ( 2 ) 目前我国还没有出台印染行业废水处理回用的水质标准，各印染企业在 废水处理回用过程中主要根据生产工艺的要求来确定适合自己回用水质标准；由 于印染过程中对硬度、色度、浊度、p h 、铁锰离子浓度等指标有比较严格的要 求，随着纤维种类和印染生产工艺的不同对用水的水质也有不同的要求。纺织品 的质量越高对用水的水质要求也越高，这就要求回用于这些工艺的处理水水质要 6 苏州科技学院硕i 学位论文第一帝绪论 求也越高。 ( 3 ) 废水回用率较低，印染行业废水回用率仅为7 ( 整个纺织行业为1 0 ) ， 这在我国所有行业废水回用率中是最低的，同时由于印染废水处理回用中存在许 多问题，所以废水回用率很难超过7 0 ，一般回用率在4 0 6 0 左右。 ( 4 ) 长期回用后对产品质量及污水处理系统的影响研究不多。由于我国印染 企业较多，各企业生产工艺、所用原材料等存在差异，因此回用水对的影响没有 深入研究。 ( 5 ) 废水处理回用设备的运行管理是废水处理回用的关键环节，由于各企业 对废水处理回用的认识不够，所以企业没有安排充足的人力和财力进行维护。 1 2 3 废水回用存在的问题 虽然国内外对印染废水处理回用进行长时间、深入的研究，但实际中仍然 存在许多亟待解决的问题。主要包括几个方面的问题1 2 睨8 】：( 1 ) 废水处理回用 过程中有机物和无机物的积累问题。由于废水处理系统不能将所有污染物全部去 除，废水经过多次处理回用必然会导致污染物在循环系统中的积累；由于在织物 印染加工过程中会加入大量的无机盐类物质，如食盐( 氯化钠) 、元明粉( 硫酸 钠) 、保险粉( 连二硫酸钠) 等，使用后基本都转移到废水中，这些易溶于水的 物质就构成了废水的主要污染物，导致回用水中无机盐的浓度越来越高。 ( 2 ) 大多数情况下，废水的深度处理费用比常规处理高，所以废水的处理对于用水量 较小的工厂不太合适，对于用水量大的工厂就能够显示出其优势，并能为企业 带来经济效益和环境效益。( 3 ) 随着新型化学纤维、印染技术的发展，聚乙烯 醇、染料、新型助剂等难生物降解有机物大量进入废水，使废水的可生化性进一 步降低，这些因素会对废水的回用造成影响。 1 2 4 废水优化回用的发展方向 ( 1 ) 推广废水的综合治理 企业选择废水的深度处理工艺时，应结合自身情况，加强源头预防，尽量以 废治废、综合治理，尽力削减和降低污染物的排放。是伟元【2 9 】对印染废水进行综 合治理，包括改进生产工艺、设备的选型、染化药剂的筛选、残浆残液的集中处 理、冷凝水的回用，部分水经深度处理直接回用等措施实现废水的有效回用。胡 颖华【3 0 】用印染废水去除烟道气中的粉尘，这样既满足了除尘的目的，又节约了新 苏州科技学院顾j “亨叫立论艾笫一帚绪论 鲜水使用量，提高了水的使用效率和废水的处理效果。周彤【3 l 】将处理出水回用于 染色和印花工序，通过布样测试，与自来水相比色牢度基本无差别。 ( 2 ) 废水回用方案的优化 废水回用方案的优化包括回用方案的水质优化和水量优化。水质优化，即多 种组合方案处理水回用于水质要求较低的工序或者用做杂用水，或者用作冷却 水，使处理出水水质就能达到使用要求。废水处理回用方式可以分两种： 一是 回用水全部按照最严格的水质要求处理；二是先按照水量要求最大的水质要求处 理，对于个别有更高要求的小水量水另外进行补充处理【3 2 1 。水量优化，即企业应 根据自身情况选择一种较为经济的回用方式。实践证明，回用水若要用于水质要 求较高的工序( 如染色工序) ，既要保证更加严格的深度处理，又要考虑将新鲜 水与回用水定量配比混合使用。 ( 3 ) 继续开发膜集成化技术 随着印染废水处理技术持续改进，尤其是膜分离技术的不断开发，引领了未 来废水深度处理的方向。研究表明将几种不同的膜处理技术相结合或者将膜处理 技术与其他技术结合，也是印染废水深度处理的一个重要方向。目前许多正在优 化和已经运用的集成化技术还需要进一步研发和研究，主要包括：m f 肘f 瓜o 集 成系统、膜生物反应器( m b r ) + r o ( 反渗透) 、抗污染反渗透复合膜等处理技 术【3 3 。5 1 。l 0 z i e r 【3 6 】通过中试试验考察了m b r 十r o 直接处理市政废水的情况，结 果表明，m b r 出水达到了r o 装置要求的s d i 、浊度和有机物含量等指标，但是 反渗透膜的污染情况仍然很严重，有待进一步的研究。a r o z z i 【3 _ 刀用混凝一陶瓷膜 一纳滤膜技术对污水厂处理印染废水的二次出水进行深度处理。通过对出水水质 监测发现，用聚合铝作为混凝剂，可以有效防止废水中的悬浮固体和胶体颗粒对 陶瓷膜的污染，将陶瓷膜的化学清洗周期延长为一周一次；陶瓷膜可以保护纳滤 膜，使其可以在不添加任何化学物的情况下连续运行。最后的结果表明，深度处 理出水水质完全符合回用标准。 1 3 课题研究内容、技术路线和研究方法 1 3 1研究内容 本课题以典型化纤针织印染企业为研究对象，根据企业的用水情况、企业废 水和污染物的排放情况、企业废水回用特点，结合化纤印染企业的生产工艺特点 苏州科技学院硕f 。学位论叟 鹕一章绪论 和各工序出水水质状况等因素对企业的用水管理和废水的回用模式进行研究，探 讨最合适的用水管理方法和废水深度处理回用方式，使企业的用水系统包含废水 回用系统得到优化，提高企业废水的回用量和回用率，减少企业的废水排放量和 新鲜水使用量。通过研究总结出化纤印染企业废水处理优化回用模式，为类似企 业废水回用提供借鉴。 1 3 2 技术路线 1 3 3 研究方法 图1 1技术路线 本文采用清单分析和水质监测分析对化纤印染企业各工序进出水水质水量 进行监测分析，并对废水处理回用模式进行研究。 9 苏州 ： 技学院硕l j 学化论文第一章绪论 ( 1 ) 清单分析 清单分析是对产品、工艺或活动在其整个生命周期阶段的资源、能源消耗和 向环境的排放进行数据量化分析f 3 8 】。清单分析包括数据的收集和计算，是对产品 系统有关输入和输出进行量化的过程。清单分析的任务就是要收集这些数据，并 通过计算，给出以产品功能单位表达的产品系统的各种输入和输出( 即建立清单) 3 9 4 0 1 。具体的研究方法有以下几种： 用水量 通过对单位产品用水量进行计算，估算出生产过程中水耗量，计算公式见 ( 1 1 ) 。 孵= 形尸 ( 1 1 ) 公式中：矾一单位产品的用水量( m 3 t 产品) 形产品用水量( m 3 ) 尸一产品量( t ) 废水产生量 通过对单位产品废水产生量进行计算，估算出生产过程中排放的废水量，具 体计算公式见( 1 2 ) 。 y ：半 ( 1 2 ) 公式中：y 一单位产品废水排放量 ( m 3 t 产品) 一生产过程中产生的第f 种污染物的量( 妇) a 一第f 种污染物在水中的最大允许浓度( m g l ) p 一产品量( t ) 本研究以印染产品生产过程中水耗量为研究对象，分析企业生产过程中的水 耗较大的工序。 ( 2 ) 水质监测分析 采取企业各工序用水和出水水样，对用水和出水水质状况进行监测分析，将 企业当前各工序用水水质要求与当前印染废水处理后的水质状况进行比较。对各 工序出水水质进行分析，为设计废水优化回用方案提供帮助。 ( 3 ) 设计优化回用方案并进行可行性分析 根据各工序用水和出水水质监测分析结果，设计废水直接回用、简单处理回 用和深度处理回用方案，再分析各回用方案的技术和经济可行性，寻找最优化的 回用方案，最终确定化纤印染企业废水优化回用模式，优化企业的用水网络，为 同类企业废水的优化回用提供借鉴。 1 0 苏州科技学院硕l 学位论文第二审啦型企业现状训书和再t 芋废水舱测分析 第二章典型企业现状调查和各工序废水监测分析 2 1典型企业现状调查 本课题从渭西村选取代表性企业进行研究。通过对渭西村印染企业的实地调 查和筛选，调查了解到当前该村大部分印染企业采用的生产工艺相同，从中选取 了一家企业作为代表性企业，该企业生产规模和用水量在全村是最大的，且具有 一套先进的河水净化处理设施，通过对河水的净化处理为企业提供生产用水。通 过对该企业供水用水、排水进行调查，收集企业用水、排水方面资料。根据企业 产量和水耗量进行衡算，通过试验监测分析企业各工序用水排水水质，分析企业 排污较重的工序。 2 1 1企业生产状况和主要生产工艺 课题中选取的典型企业位于苏州市相城区渭西村，企业现有员工3 2 0 多名， 随着经济形势的逐渐好转，企业生产规模逐渐扩大。公司主要从事化纤针织高档 面料的染整加工，以化纤针织布的染色和印花为主，企业近三年生产情况如图 2 1 所示。 8 0 0 0 7 0 0 0 6 0 0 0 5 0 0 0 二4 0 0 0 k 3 0 0 0 2 0 0 0 l o o o o 2 0 0 72 0 0 8 年份 图2 1 企业近三年生产情况 该企业主要产品是单面、双面染色珊瑚绒和单面、双面印花珊瑚绒。企业主 要生产工艺流程见图2 2 和图2 3 。 图2 - 2 双面染色珊瑚绒生产工艺流程 回一臣三 _ 1 j 卜团 上 臣互卜臣互卜回 卫 图2 - 3 双面印花珊瑚绒生产工艺 单面染色珊瑚绒生产工艺比双面染色珊瑚绒生产工艺少了拉毛和摇粒两道 工序，单面印花珊瑚绒生产工艺比双面印花珊瑚绒生产工艺少了回定、拉毛和摇 粒三道工序。 2 1 2 企业供水耗水情况介绍 本课题中典型企业用水来源分三个部分，第一部分来源于外购自来水，自来 水主要用于锅炉软化水、职工