节水创效益 减排增绿色——丝绸纺织企业废水处理与中水回用设计分析研究

林 谊（苏州市节约用水办公室 江苏苏州 215000）

众所周知，纺织行业是工业取水和排污量最大的行业之一。据统计，中国纺织行业的年耗水量达95．48亿立方米，居全国各行业第2位，废水排放量居全国第6位。因此，在纺织行业推行废水再生利用，对缓解我国水资源的短缺问题具有十分重大的现实意义。丝绸纺织是苏州地区的传统产业，怎样做到绿色环保可持续发展，是摆在大家面前的一个现实问题，下面就我市某丝绸纺织企业如何实施废水提标改造和中水回用等技术作一简要分析。该公司专业生产高档特种丝绸纺织物，包括织造、挤压、变形、裁剪、装配和后整理加工等，企业为承担相应的社会责任，适应市场发展需要，创建节水型企业，近期新建一套废水处理和中水回用设施，设计废水处理能力480m3/d。其中中水回用量288m3/d，用于生产、冷却水补水以及景观绿化，回用率达到60%。本工程占地约 400 平米，工程总造价354.65万元。

一、项目设计原则

（1）采用成熟、合理、先进的处理工艺；

（2）充分利用企业现有废水处理设施；

（3）废水处理具有适当的安全系数，各工艺参数的选择略有富余；

（4）在满足工艺要求的条件下，尽量减少建设投资,降低运行费用；

（5）处理设施具有较高的运行效率，以较为稳定可靠的处理手段完成工艺要求；

（6）处理设施应有利于调节、控制、运行操作。

二、设计规模与水质要求

根据该企业水量平衡计算，设计处理能力480m3/d，中水回用量288m3/d；废水进、出水质及回用水质参数具体如下：

项目 指标名称 进水水质 出水水质 回用水质废水PH 7.4 6．0-9.0 6.0-9.0 CODcr(mg/l) <2000 <100 〈20电导率(us/cm) 1500 〈600 〈100

三、项目废水处理工艺流程

将该废水收集后首先经 pH 调整后加药气浮除油，出水再次调整 pH 值后进入水解酸化池，经过水解酸化工艺后的废水可生化性大大提高，然后通过膜生物反应器（MBR 工艺）去除废 水中的有机污染物，出水经保安过滤器和 RO 系统进一步深度处理后回用于生产，RO 浓水达标排放。项目工艺流程图如下：

四、项目工艺流程说明及主要构筑物设计参数

（1）废水隔油调节池。该池用于隔油和储存清洗废水。在该池设置液位控制器三套，设提升泵两台，一用 一备；通过液位控制提升泵，高位启动，低位停止，超低位报警。该池为钢砼结构，内 衬 FRP,工艺尺寸为：12×6×4.5m。

（2）pH 调整池。在该池向废水中加入酸或碱调节 PH 值到适宜的范围，设药剂投加装置一套，设 PH 控制器一套，用于自动控制定量加药；另设一套机械搅拌设施，使加入的酸或碱与废水快速混合。该池为钢砼结构,内衬 FRP,工艺尺寸为 :2×2×3.5m,共设 1 座。

（3）混合反应池。向其中投加混凝剂，并机械搅拌，使得废水中的重金属的氢氧化物的胶体以絮凝剂 为凝聚核心，通过混凝剂的水解，吸附，架桥等电化学反应作用，悬浮物凝结为大的颗粒物。该池设搅拌机设施一套，药剂投加装置一套。该池采用钢砼结构,工艺尺寸为： 2×2×3.5m。

（4）絮凝反应池。向其中投加絮凝剂，并机械搅拌，通过改善絮凝颗粒间的静电斥力及其强大的桥联、网络絮凝作用,使得在混合池形成的混凝颗粒物增大,凝聚到一起，从而使废水中的悬浮颗 粒得以分离。该池设搅拌机设施一套，药剂投加装置一套。该池采用钢砼结构，工艺尺 寸为：2×2×3.5m。

（5）气浮反应池。该池由接触池和分离池组成，废水在接触池内与来自溶气罐的溶气水混合，使析出的微小气泡与废水中的污染物接触，并附聚在一起，通过分离池的作用使得附聚体浮于水面，得以刮除，而处理后的废水从挡板下侧流出进入中和反应槽。该池采用钢结构，内部 FRP 防腐，并包含一套溶气系统、一台刮渣机、一台空压机以及一套电控设备。工 艺尺寸为：4.8×2.5×2.2m。

（6）pH 二次调整池。在该池向废水中加入酸调节 pH 值到适宜的范围，设药剂投加装置一套，设pH 控制 器一套，用于自动控制定量加药；另设一套机械搅拌设施，使加入的酸或碱与废水快速 混合。该池为钢砼结构,内衬 FRP,工艺尺寸为 :2×2×3.5m,共设 1 座。

（7）水解酸化池。本处理单元通过水解酸化将水中的高分子、难处理物质改性、驯化，以便生化处理达到更高的去除水平。池内设弹性立体填料，使生物附着于填料表面。内设有穿孔曝气搅拌装置，令污泥与废水有效接触。该池采用钢砼结构，有效工艺尺寸为：10×6×4.5m,该池设潜水搅拌机一套。

（8）膜生物反应器。膜生物反应器主要由生物反应器与膜组件两部分构成，污水中的有机物经过生物反 应器内微生物的降解作用，使水质得到净化，而膜的作用主要是将活性污泥与大分子有 机物及细菌等截留于反应器内，使出水水质达到回用水水质要求，同时保持反应器内有 较高的污泥浓度，加速生化反应的进行。

膜生物反应器主要由池体、膜组件、鼓风曝气系统、泵及管道阀门仪表等组成。

1) 池体。该池采用钢结构，工艺尺寸为：10×6×4.5m, 该池采用曝气系统一套。

2) 膜组件。膜组件是MBR的核心部件，出水水质的好坏与处理成本与其有直接的关系，本项目中采用国内最优品牌，根据水质特点，选择 PVDF的中空纤维膜，膜孔径 0.3μm。

3) 鼓风曝气系统 。采用鼓风机+微孔可变曝气系统+膜组件冲刷系统，简单可靠，管道上设有调节阀来调整膜组件的曝气强度，以减轻膜污染。

4) 泵。采用自吸泵来进行抽吸，抽吸压力与膜组件相配，出水流量可以通过流量计直接显示。

MBR 系统采用PVDF中空维膜，可在常温下运行，不需要特殊保温防冻。该系统设计处理能力为20t/h，单片膜组件产水能力为115L/h，共174片膜。

（9）中间水箱经过前道处理后的废水排放到中间水箱储存，中间水箱设有1个 20m3PE 桶，设提升泵 2 台，1用1备。

（10）保安过滤器以去除浊度1度以上的细小微粒，来满足后续工序对进水的要求；本方 案中设有 5μm 过滤器截留上述过滤器的穿透物，保护 RO 膜。

（11）RO 系统。压力驱动下，水通过高度选择性的反渗透膜，使水中的无机盐、有机物、硬度离子、 细菌等与水分离，去除率达 98～99%，RO 系统产水率为 60%。

（12）回用水箱。经过RO系统处理后回用水储存后回用。该池采用 20m3的 PE 桶。

（13）取样排放池。该池用于对废水进行取样和计量排放,该池设超声波流量计一台,该池为砖混结构。工艺尺寸为:4.2×1×1m。

（14）污泥处理系统。污泥处理系统包括污泥池和污泥脱水机。该池为钢砼结构，污泥池的工艺尺寸为: 6000*4000*4000mm。污泥经过污泥脱水机脱水后,泥饼外运做最终处置。

五、项目运行费用测算

（1） 设备用电费用。该系统日耗电量为62.45×0.75×24=1124.1 kW·h/d，则处理一吨废水费用为 1124.1×0.80（电价）÷480吨（处理能力）=1.87 元 /吨。

（2） 操作人员的费用。虽然该废水处理系统自动化程度较高，但仍需专人负责，该系统操作采用三班制， 每班 1 人，共需 3 人；人均工资以 2000 元计，则每天人工管理费为2000×3÷480÷30= 0.42 元 /m3。

（3）药剂费用。本项目药剂费用主要包括混凝剂、阻垢剂、酸、碱等，处理每吨水需要药剂费为 0.8 元/吨。

（4） 膜组件更换费用。在本套系统中，膜生物反应器中的膜组件按照 5 年使用寿命计算，则每年膜的更换费为 52.2/5=10.44 万，折合水处理费用104400/(480×360)＝0.60 元/吨。反渗透膜按照 3年使用寿命计算，则每年膜的更换费为 13.20/3=4.4万元，折合水处 理费用 44000/(480×360)＝0.25 元/吨。

（5）固废处置费用。废水处理系统产生脱水污泥 0.4 吨/天，固废委外处置费用按照 1200 元/吨计算，折合吨水处理费用 0.4×1200/480＝1.0元/吨。

（6）运行费用=用电费用 + 操作人员费用 + 药剂费用 + 膜更换费用 + 固废处置费用=1.87+0.42+0.8+0.85+1.0=4.94 元 /吨。

六、 经济、社会和环境效益分析

本工程最大废水处理能力 480m3/d，中水回用288m3/d，RO 浓水共192m3/d达标排入市政管网，目前我市纺织印染公共供水水价4.77元/m3计，则按每天节省水费为 288m3×4.77元/m3=1373.76元；每年通过废水回用可以节省费用为：1373.76元/天×360天＝48.73 万元。年可节水10万余立方米 ，年可减排COD190吨。该项目的特点是将废水处理和中水回用工程有机结合起来，既大量减少污染物的排放，又能节约水资源，节能减排的效果十分明显， 符合我国政府倡导的清洁生产循环经济理念。