紡織火電行業(yè)水資源高效循環(huán)與資源回用技術(shù)與示范

曾凡付*

（新疆德藍(lán)股份有限公司，新疆烏魯木齊市高新區(qū)北區(qū)工業(yè)園藍(lán)天路216號(hào)，830013）

“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”

紡織火電行業(yè)水資源高效循環(huán)與資源回用技術(shù)與示范

曾凡付*

（新疆德藍(lán)股份有限公司，新疆烏魯木齊市高新區(qū)北區(qū)工業(yè)園藍(lán)天路216號(hào)，830013）

新疆棉花產(chǎn)量占全國(guó)的60%以上，具有資源優(yōu)勢(shì)，同時(shí)新疆的穩(wěn)定又是困擾國(guó)家的突出問題，因此，國(guó)家為落實(shí)新疆各族人民的就業(yè)與民生，啟動(dòng)了發(fā)展印染紡織服裝業(yè)計(jì)劃，制定建設(shè)“三城七園一中心”的大規(guī)模發(fā)展規(guī)劃，新疆已成為國(guó)家紡織行業(yè)最受關(guān)注的熱土，該戰(zhàn)略是實(shí)施精準(zhǔn)扶貧和維護(hù)穩(wěn)定進(jìn)而保障新疆長(zhǎng)治久安的重要國(guó)家戰(zhàn)略。新疆水資源短缺，利用園區(qū)印染、火電項(xiàng)目相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，實(shí)施區(qū)域資源化進(jìn)行水資源高效循環(huán)利用推動(dòng)該項(xiàng)民生工程的健康發(fā)展具有重大的歷史意義。

由新疆德藍(lán)股份有限公司牽頭，東華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、天津工業(yè)大學(xué)、新疆大學(xué)、新疆維吾爾自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院、杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司、新疆環(huán)境工程技術(shù)有限責(zé)任公司、輕工業(yè)環(huán)境保護(hù)研究所等十九家單位共同參與申報(bào)的紡織火電行業(yè)水資源高效循環(huán)與資源回用技術(shù)與示范項(xiàng)目，獲2016年度國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“水資源高效開發(fā)利用”重點(diǎn)專項(xiàng)立項(xiàng)。項(xiàng)目投入總經(jīng)費(fèi)5100萬元，其中：中央財(cái)政經(jīng)費(fèi)3000萬元，執(zhí)行期限為2016年7月至2019年12月。

項(xiàng)目圍繞紡織、火電兩個(gè)或兩個(gè)以上行業(yè)實(shí)施水資源多系統(tǒng)資源化，采取源頭控制、過程控制、末端治理全流程的研發(fā)思想，挖掘企業(yè)內(nèi)部資源化、企業(yè)間資源化、區(qū)域資源化的多元資源化，利用不同行業(yè)用水水質(zhì)、用水特點(diǎn)實(shí)施高效的水資源循環(huán)利用，創(chuàng)新產(chǎn)品、技術(shù)、案例、標(biāo)準(zhǔn)等。擬解決的重大科學(xué)問題是以印染排放的高鹽廢水處理、火電廠脫硫廢水零排放、兩行業(yè)反滲透濃鹽水的濃縮減量、分鹽結(jié)晶鹽回用等關(guān)鍵技術(shù)為主要目標(biāo)的系統(tǒng)科學(xué)問題。技術(shù)路線見圖1。

本項(xiàng)目的具體目標(biāo)包括：

（1）針對(duì)典型紡織廢水，基于高效功能菌、高效水處理藥劑、高效低耗膜催化臭氧氧化技術(shù)、強(qiáng)化循環(huán)與螺旋對(duì)稱流厭氧反應(yīng)器、預(yù)處理特種管式膜等關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品，解決常規(guī)處理技術(shù)效率低及資源回收困難等難題，實(shí)現(xiàn)廢水的強(qiáng)化處理，COD和色度去除率提高30%以上，為我國(guó)紡織廢水常規(guī)處理技術(shù)升級(jí)改造提供技術(shù)支撐與技術(shù)儲(chǔ)備。

（2）針對(duì)紡織行業(yè)低鹽廢水深度處理與分質(zhì)回用需求，建立以吸附—膜分離—高級(jí)氧化為核心的集成處理技術(shù)，形成高效吸附劑、催化劑、電極材料等核心產(chǎn)品，揭示污染物降解過程微觀界面機(jī)制，實(shí)現(xiàn)低鹽廢水的短流程高效處理與回用，其中廢水回收利用率比目前水平提升30%以上，處理成本降低20%，為大幅提升紡織行業(yè)廢水重復(fù)利用率提供技術(shù)保障。

（3）針對(duì)紡織廢水中銻、壬基酚等高風(fēng)險(xiǎn)污染物和高聚廢水中PVA、淀粉、海藻酸鈉、燒堿等高附加值資源，基于高效吸附材料、高效催化氧化技術(shù)與多級(jí)膜分離等關(guān)鍵技術(shù)與核心產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)污染物的高效吸附與催化降解，以及資源的高效回收與廢水再生回用，其中高風(fēng)險(xiǎn)污染物去除率達(dá)到95%以上，印染前處理廢水漿料、糊料等資源回收率不低于75%，廢水余熱利用率達(dá)到30%，廢水跨行業(yè)重復(fù)利用率近100%，為紡織行業(yè)高風(fēng)險(xiǎn)污染物的控制與高附加值資源回收提供技術(shù)支撐。

（4）針對(duì)火電行業(yè)脫硫廢水有毒有害、成分復(fù)雜、污染物濃度高、資源化利用困難等問題，突破現(xiàn)有預(yù)處理技術(shù)、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)瓶頸，形成以新型預(yù)處理—電驅(qū)動(dòng)膜—蒸發(fā)結(jié)晶為主線的集成技術(shù)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，處理成本比現(xiàn)狀降低15%～20%，脫硫新鮮水使用量減少30%，基本實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

（5）針對(duì)紡織火電行業(yè)高鹽廢水資源化利用困難和處理成本高等問題，在核心產(chǎn)品與關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)方面實(shí)現(xiàn)突破，形成以多級(jí)膜濃縮、蒸發(fā)—冷卻耦合結(jié)晶為核心的關(guān)鍵技術(shù)和集成工藝，實(shí)現(xiàn)廢水零排放和鹽高效分離回收與利用，硫酸鈉和氯化鈉回用率達(dá)80%以上，其指標(biāo)符合我國(guó)《工業(yè)鹽》（GB/T5462—2003）標(biāo)準(zhǔn)要求，綜合處理成本比當(dāng)前國(guó)內(nèi)最低水平降低20%以上，為高鹽廢水資源、能源回收利用與廢水零排放提供高效、低成本的解決方案。

圖1 技術(shù)路線圖

（6）面向紡織、火電行業(yè)和典型紡織—火電工業(yè)園區(qū)，基于清潔生產(chǎn)理念，以“特征污染物控制—高附加值資源的回收—常規(guī)廢水處理工藝強(qiáng)化—低鹽廢水深度處理與回用—高鹽廢水資源化處理”為主線，建立以廢水梯級(jí)利用、再生回用/循環(huán)為主要方式，基于區(qū)域水島理念進(jìn)行水系統(tǒng)集成，形成跨行業(yè)全流程水資源高效循環(huán)利用體系與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為紡織火電行業(yè)水資源高效利用提供全流程技術(shù)路線與整體解決方案。

（7）根據(jù)我國(guó)紡織火電行業(yè)水資源管理的需求，基于大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立集軟件系統(tǒng)和硬件支撐體系于一體的紡織火電行業(yè)水資源高效利用的可視化、遠(yuǎn)程化、數(shù)字化集中管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水資源利用的全流程監(jiān)測(cè)、預(yù)警和管控，為行業(yè)水資源高效管理與高效利用奠定基礎(chǔ)。

項(xiàng)目圍繞“水資源高效利用”主題，基于清潔生產(chǎn)、清污分流、分散處理和分質(zhì)回用等理念，針對(duì)紡織火電行業(yè)高鹽廢水資源化治理、水網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和跨行業(yè)水資源調(diào)配等重要共性問題，聚焦紡織廢水強(qiáng)化處理、低鹽與高聚廢水資源化利用、紡織高風(fēng)險(xiǎn)污染物控制和火電脫硫廢水零排放等突出行業(yè)難題，建立紡織火電行業(yè)全鏈條、跨行業(yè)水資源梯級(jí)利用與再生回用技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與管理體系。

本項(xiàng)目的開展，將在典型紡織、火電行業(yè)和紡織-火電園區(qū)示范應(yīng)用，總水量10萬噸/日，比當(dāng)前國(guó)內(nèi)最好水平單位產(chǎn)品耗水量降低20%以上，噸水處理成本比當(dāng)前國(guó)內(nèi)同類同等處理效果時(shí)的最低成本降低15%以上；為我國(guó)全面推動(dòng)紡織火電行業(yè)高效水循環(huán)提供技術(shù)支撐、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)、管理平臺(tái)、人才保障和應(yīng)用范例。

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.02.107

*責(zé)任作者： 曾凡付（1972—），男，環(huán)境保護(hù)高級(jí)工程師，新疆德藍(lán)股份有限公司，研究方向：高污染廢水處理回用技術(shù)，E-mail：zengff@chinadelan.com。