典型漿粕行業廢水回用工藝技術研究

董亞明，楊躍輝，張 晨

（新疆環境工程評估中心，新疆烏魯木齊 830016）

1 概述

棉漿粕是以棉短絨為原料，經制漿精制而成的一種高純度纖維素，主要用于生產黏膠長絲、黏膠短纖、玻璃紙、鋼紙、過濾紙、鈔票紙以及一些特種纖維。棉漿粕工業屬于制漿范圍中的非木漿純制漿工業，制漿工業能耗、水耗高，污染嚴重，且成熟治理技術手段較少，對環境造成極大的壓力。通常，一條50 kt/a棉漿粕生產線，正常排放廢水量約6 000m3/d。

生產過程被堿浸泡過的棉短絨經蒸煮后，會產生污染較重的高有機物、高含堿的球下黑液，該股廢水各企業目前基本已全部實現資源化，因此，黑液可能引發的環境問題目前已得到有效解決。生產過程中，在濃縮、漂白、洗漿過程產生的廢水混合后統稱為中段廢水，中段廢水經企業內部污水處理廠處理后，達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的一級排放標準，大部分企業排放至企業自建的沙漠中水庫，廢水排放存在潛在的生態環境風險。因此，科學引導棉漿粕廢水合理排放及資源化，消除紡織服裝產業發展過程對生態環境的影響，促進紡織工業綠色，可持續發展意義重大。

2 廢水分類及特點

2.1 廢水水質

棉漿粕生產中段廢水具有污染程度較輕、呈中性或堿性、有機物含量較低、水量大等特點。中段廢水水質：pH 為8～9，SS 為300mg/L，COD 為900～1200mg/L，BOD5為140mg/L。

黑液與中段廢水的產生及主要處理方式，如圖1所示。

圖1 黑液與中段廢水的產生及主要處理方式

中段廢水一般采用“物化+生化+催化氧化”工藝，污水排放執行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級排放標準。根據查閱資料及實地考察可知，處理后出水的水質。如表1所示。

表1 漿粕芬頓出水水質

按照表1所示，通過膜技術處理，技術難度不大，可通過較低代價達到水資源利用目標。回用水水質按高于軟化水指標要求的粘膠生產工藝用水指標執行（漿粕生產企業一般配套粘膠生產線），如表2所示：

表2 回用水水質要求

2.2 原水水質的特點

廢水中污染物主要是pH、CODcr、BOD5、懸浮物、氨氮、硫酸鹽、硫化物、全鹽、硫酸鋅等污染因子，具有以下特點。

（1）含鐵：來水為廠區漿粕芬頓出水，水中含有一定量的鐵等重金屬，若采用反滲透膜對原水進行濃縮，需考慮除鐵措施。

（2）硬度一般：原水總硬度為600mg/L 左右，對于常規抗污染卷式RO 膜來說，控制膜濃水側總硬不超過1 500mg/L情況下，可無需采取除硬措施。

（3）TDS 和COD 較低：根據業主提供的數據，原水TDS為2 000mg/L，COD 為80mg/L，含量均不高，可先用抗污染卷式RO 進行初步濃縮，之后采用廢水處理領域常用的有300多個項目業績的寬通道抗污染卷管式反滲透膜（DTL-RO）進行再次濃縮，最終保障整體回收率和產水水質。

3 工藝方案的確定

3.1 工藝流程及水量平衡圖

根據水質情況及設計要求，推薦本項目采用“V 型濾池+UF+卷式RO+DTLRO”組合工藝。根據現有水質數據，建

議工藝流程如圖2所示。

圖2 工藝流程圖

注：1.卷式RO：進水12 000m3/d，回收率50%，總產水 6 000m3/d，濃水6 000m3/d；2.卷式RO+DTLRO：進水12 000m3/d，總回收率80%，總產水9 600m3/d，濃水2 400m3/d。

3.2 工藝流程說明

對來水進行高倍濃縮減量化處理，最大程度地提高水資源的回收率，經組合工藝處理后，水回收率可以達到80%。

（1）V 型濾池：去除原水中的懸浮物、膠體物質等，以保障超濾系統的穩定運行。

（2）UF 系統：去除V 型濾池產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。

（3）卷式RO 系統：對來水進行濃縮減量化處理，濃水排放至DTLRO 系統進行深度濃縮，產水去RO 產水池。

（4）DTLRO 系統：對卷式RO 濃水進行再次濃縮，濃水至環保站處理達標排放，產水去RO 產水池。

3.3 水質預測結果

水質預測結果見表3。

表3 水質預測表

4 運行費用估算，如表4所示

運行費用估算見表4。

表4 運行費用估算表

5 結束語

綜上所述，對于漿粕企業外排水，利用先進的大通道卷式膜技術進行處理是可行的；大通道卷式膜技術在對于漿粕外排水回收利用上可做到80%以上的回收效果。產水水質可以達到高于軟化水指標要求的黏膠生產工藝用水指標。

以12 000m3/d 的中水處理工程為例，按照每生產1t 漿粕，外排40m3廢水核算，按照80%回收率，中水回用運行成本2.85元/t。目前，企業水價為5-8元/t，軟化水生產成本約1～1.5元/t。因此，中水回用不僅可以解決企業高峰期用水短缺問題，還可以為企業帶來一定經濟效益。