南通市印染廢水再生處理回用的可行性淺析

張云

南通市印染廢水再生處理回用的可行性淺析

張云

一、前言

南通市位于長江三角洲東部，長江入?？诘谋卑?，濱江臨海，地理位置優(yōu)越，隔江與上海市相望。南通有著悠久的紡織歷史，是我國紡織印染特色產(chǎn)業(yè)基地之一，規(guī)模以上的印染企業(yè)有100多家。2013年印染行業(yè)廢水年排放量1870萬t/a，占全市工業(yè)廢水排放總量的11.6%。

印染行業(yè)廢水產(chǎn)排量大、有機污染物含量高，已經(jīng)成為水環(huán)境污染嚴重的產(chǎn)業(yè)之一。實行最嚴格的水資源管理制度，落實用水總量、用水效率、納污總量三條紅線管理，均要求對印染行業(yè)廢水進行再生處理回用。

江蘇省政府《關于加快節(jié)水型社會建設的意見》明確要求對印染行業(yè)進行節(jié)水技改、鼓勵采用“零”排放技術，對印染廢水進行再生處理回用是南通建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的必經(jīng)之路。

二、南通市印染廢水再生處理回用的緊迫性

南通是中國紡織工業(yè)的搖籃，紡織印染行業(yè)是紡織工業(yè)中用水量較大的行業(yè)。據(jù)2009年統(tǒng)計，南通市規(guī)模以上的紡織印染企業(yè)用水2078.571 萬m3，均為紡紗、制造過程中空調(diào)用水。生產(chǎn)過程中棉紡印染產(chǎn)品、絲綢印染產(chǎn)品和麻紡印染產(chǎn)品水的重復利用率為5%，毛紡染整產(chǎn)品水的重復利用率為10%，無法滿足國家對印染行業(yè)廢水回用率達到30%以上的要求。

隨著江蘇省沿海開發(fā)及南通市“沿海開發(fā)、江海聯(lián)動”戰(zhàn)略的實施，南通市社會經(jīng)濟的發(fā)展對水資源的可持續(xù)利用將提出更高的要求。但在南通市的水資源開發(fā)利用過程中，在水污染日益嚴重、水生態(tài)環(huán)境嚴峻問題的同時，還存在水資源時空分布不均、水工程利用效率低等問題。因此，需要在加強水利工程供水能力、合理配置水資源的同時，通過加強再生水回用技術，不斷提高水資源利用效率，緩解水資源供需矛盾，為南通市經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展提供水資源保障。

三、南通市印染廢水再生處理回用的必要性

南通大城市圈的定位和紡織印染業(yè)生產(chǎn)基地的現(xiàn)實，對水資源的需求有很大的增加，開展印染廢水再生回用可以幫助解決經(jīng)濟和城市建設面臨的難題，實施印染廢水再生處理回用工程顯得尤為必要。

1.實施印染廢水再生處理回用是緩解水資源供需矛盾的客觀需要

南通市緊鄰長江，水資源總量相對豐富，但仍具有年際降水量分布不均、地區(qū)水資源分布不平衡、城市水供需矛盾日益凸顯等問題。2005～2009年南通市水資源公報數(shù)據(jù)顯示，南通市5年內(nèi)水資源總量總體呈下降趨勢，而總用水量卻以平均每年10%的速度增長。水資源的供需矛盾，嚴重阻礙南通市水資源的可持續(xù)發(fā)展。廢水再生處理水回用可以減少新鮮水的用量，提高水資源的利用率，從而有效緩解這一矛盾。

2.實施印染廢水再生處理回用是改善水環(huán)境質(zhì)量的內(nèi)在要求

生活及工業(yè)廢水的大量排放威脅著南通的水環(huán)境安全，水土流失、水環(huán)境污染等水環(huán)境問題，使部分自來水取水口受到較嚴重污染，“水質(zhì)型缺水”困擾南通。因此，南通市政府每年投入大量資金用于水環(huán)境的專項整治工作。印染廢水的資源化利用可以大幅度減少污水的排放，從源頭上治污，真正實現(xiàn)“資源—產(chǎn)品—再生資源”的閉路循環(huán)運行模式，并有利于回收污水中的氮磷等營養(yǎng)素，有效緩解水體富營養(yǎng)化危機，改善水環(huán)境質(zhì)量，從而節(jié)省大量的整治經(jīng)費，具有可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

3.實施印染廢水再生處理回用是建設生態(tài)城市和節(jié)約型社會的必然選擇

2008年南通市市委、市政府在“創(chuàng)模”成功的基礎上提出了建設生態(tài)城市的戰(zhàn)略目標。推進污水處理及再生利用，鼓勵再生水優(yōu)先用于市政、環(huán)衛(wèi)、綠化等是建設生態(tài)城市的戰(zhàn)略目標之一。在建設生態(tài)城市和節(jié)約型社會的號召下，南通市印染廢水再生處理回用工程的啟動勢在必行。

南通市發(fā)展印染廢水再生處理回用事業(yè)，不僅有可觀的經(jīng)濟效益，也符合循環(huán)經(jīng)濟理念，能夠為南通市社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展做出很大貢獻。同時，印染廢水再生處理回用不僅是一個重大的節(jié)水措施或劣質(zhì)水資源化的措施，它還是南通城市河道水質(zhì)達標、水環(huán)境綜合整治、城市生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展能力建設的一個重要方面，是一個積極的措施。

表1 CMF產(chǎn)水、RO產(chǎn)水、自來水水質(zhì)對比

四、印染廢水再生處理回用的技術經(jīng)濟可行性

1.印染廢水再生處理回用的技術可行性

印染廢水處理主要采用以生物法為核心主體的常規(guī)工藝，然而生物法處理效率有限，且易受環(huán)境氣候及廢水的水質(zhì)和水量變化等因素影響，其系統(tǒng)抗負荷沖擊能力較差、出水水質(zhì)不穩(wěn)定。因生物處理出水水質(zhì)的波動對后續(xù)處理工藝的影響較大，工藝出水部分指標很難達到回用的水質(zhì)標準要求，單純使用傳統(tǒng)的處理工藝難以使出水符合回用的要求。

膜分離技術以其處理效率高、抗負荷能力強、自動化程度高等特點使印染廢水的回用成為了可能。膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中某些成分有選擇性透過而得到分離的方法。目前在印染廢水回用上應用較多的膜分離技術有：反滲透（RO）、納濾（NF）、微濾（MF）和超濾（UF）。這些膜分離過程都是以壓差為驅(qū)動力，廢水流經(jīng)膜面的時候，廢水中的污染物被截留，而水透過膜，實現(xiàn)了對廢水的處理。微濾膜孔徑范圍為0.02～0.1μm，操作壓力為0.0l～0.3MPa，微濾分離粒子的直徑范圍為0.1～1μm，微濾對廢水起到一個簡單的澄清作用，能去除印染廢水中來自于耗盡染料的和漂洗副產(chǎn)物的膠狀染料。RO法是近20年發(fā)展起來的膜技術，現(xiàn)已被廣泛地用于水質(zhì)除鹽和污水治理方面。RO膜分離粒子的直徑范圍為0.0001～0.005μm，是以分子擴散膜為介質(zhì)，以靜壓差為推動力來分離水溶液中的物質(zhì)，具有非常優(yōu)秀的脫鹽能力。

采用連續(xù)微濾（CMF）+反滲透技術（RO）深度處理印染廢水，出水水質(zhì)穩(wěn)定，通過CMF+RO系統(tǒng)深度處理后的出水水質(zhì)均高于生產(chǎn)用水標準，各項水質(zhì)指標滿足印染工藝用水的要求。

將自來水、預處理水、連續(xù)微濾系統(tǒng)產(chǎn)水、反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水的水質(zhì)進行比較，比較結果見表1。

從表中可以看出，反滲透對于水中的大部分污染物均具有很高的去除率，對于常見的SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+等常見離子，去除率均大于99%。產(chǎn)水的色度、濁度、COD等指標無法檢測出，產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)于自來水的水質(zhì)，完全滿足回用的要求。因此，采用CMF+RO膜處理技術對印染廢水再生處理回用在技術上是可靠的。

2.印染廢水再生處理回用的經(jīng)濟可行性

以建立處理規(guī)模為1.25萬t/d的印染廢水再生處理回用系統(tǒng)為例，投資2000萬元，采用經(jīng)濟分析方法進行費用效益分析，工程年凈效益為977.7438萬元，靜態(tài)投資回收期為2.05年（不考慮折舊），遠小于給排水項目經(jīng)濟評價中的基準投資回收期15～20年，效益—費用比為1.85，大于1?？紤]設備折舊費，當膜處理系統(tǒng)規(guī)模達到1萬噸/d時，其經(jīng)營成本低于自來水經(jīng)營成本。

因此，建設印染廢水再生處理回用工程，回收期短，效益高于投資，在經(jīng)濟上是可行的，且規(guī)模效益顯著，具有較好的經(jīng)濟推廣前景。

五、總結與建議

印染廢水已對水環(huán)境造成嚴重威脅，隨著人們環(huán)保意識的增強，印染廢水深度處理和回用的問題逐漸受到世界各國政府的重視。采用膜處理技術進行印染廢水再生處理回用，技術上可靠，經(jīng)濟上可行，且規(guī)模效益顯著，具有較好的推廣前景。建議加強對印染廢水再生處理回用的宣傳，提高節(jié)水意識。政府有關部門研究制定相關獎勵政策，通過減免稅金、提供融資和補助金等手段大力加以推廣，投資建設一批“樣板工程”，促成實踐上的示范效應和技術上的溢出效應，推廣印染廢水的再生處理回用

（作者單位：江蘇省水文水資源勘測局南通分局 226006）