紡織行業(yè)中常利用高溫和較濃的燒堿液來處理滌綸織物以提高其柔軟性和舒適性，稱之為堿減量工藝，然而這種工藝易產(chǎn)生污染嚴(yán)重的廢水，其特征污染物主要是對(duì)苯二甲酸的鈉鹽。堿減量廢水往往存在高pH值(>12)和高CODcr值(>8000mg/L)的特點(diǎn)，其對(duì)廢水CODcr總量的貢獻(xiàn)率在45%以上，并且含有的高濃度對(duì)苯二甲酸和聚酯低聚物給生物處理帶來了困難。此外，堿減量廢水中還含有過量游離堿，乙二醇，減量過程加入的助劑及織物所夾帶的各類油污及雜質(zhì)等。因此，探尋適宜的堿減量廢水治理措施勢(shì)在必行，且具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)雙重效益。
一、堿減量廢水處理的現(xiàn)行技術(shù)
基于治理費(fèi)用與實(shí)施成效考慮，堿減量廢水現(xiàn)行處理技術(shù)通常是采用物化和生化組合的處理工藝，即先對(duì)其進(jìn)行物化預(yù)處理，加強(qiáng)酸使廢水pH值至3~5時(shí)將其中的對(duì)苯二甲酸鈉反應(yīng)為對(duì)苯二甲酸并濾除，這不僅降低了廢水CODcr值，也提高了可生化性，濾液再與印染過程中其他工藝產(chǎn)生的廢水混合進(jìn)行后續(xù)生化處理。整個(gè)處理工藝的關(guān)鍵在于選擇合理的物化預(yù)處理方法，因?yàn)楦綆Мa(chǎn)生的粗對(duì)苯二甲酸是制造增塑劑、合成聚酯樹脂、合成纖維等的化工原料，對(duì)其進(jìn)行資源化回收，不僅能實(shí)現(xiàn)堿減量廢水的生化處理，也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑。目前物化預(yù)處理方法主要為直接酸析法、混凝酸析法、膜濾酸析法等。
1.1 直接酸析法
直接酸析法操作流程簡(jiǎn)單、條件易于控制，往堿減量廢水中直接加酸調(diào)節(jié)pH值使其降至5以下，便開始有對(duì)苯二甲酸白色不溶物產(chǎn)生，但反應(yīng)時(shí)間、攪拌速度、酸投加量等均會(huì)影響析出速率，而且形成的對(duì)苯二甲酸粒徑較小，難以沉淀，工業(yè)上常用板框壓濾方式加以分離，如圖1所示。
直接酸析法用酸中和了堿減量廢水中大量存在的堿，其缺點(diǎn)也是明顯的，沒有科學(xué)的對(duì)堿進(jìn)行回收再利用，造成較大的堿水資源浪費(fèi)。此外，得到的對(duì)苯二甲酸一般純度較低，產(chǎn)品附加值不高，并且酸析時(shí)投加大量廉價(jià)或添錢的工業(yè)廢硫酸，甚至使用廢鹽酸和硝酸，一些易燃易爆的化合物隨之帶入了印染廠內(nèi)，這既造成了新的污染及后續(xù)廢水處理難度的增加，又存在著安全生產(chǎn)事故的隱患。
1.2 混凝酸析法
混凝酸析法預(yù)先通過投加特定的化學(xué)藥劑，如鋁鹽、鎂鹽等無機(jī)鹽類或聚丙烯酰胺等高分子物質(zhì)，利用吸附電中和、網(wǎng)捕及架橋等作用，聚集堿減量廢水中微粒雜質(zhì)，結(jié)團(tuán)形成較大絮體顆粒后可采用重力沉淀、溶氣氣浮或離心等方式脫除，清夜再進(jìn)行酸析法處理，如圖2所示。
混凝對(duì)堿減量廢水具有脫色和去除懸浮物的作用，并且一定程度上調(diào)節(jié)廢水pH值，這既能提高后續(xù)酸析法處理獲得的對(duì)苯二甲酸的純度，也可進(jìn)一步降低廢水CODcr值。經(jīng)本文作者研究發(fā)現(xiàn)，混凝酸析法處理后對(duì)苯二甲酸純度最高可達(dá)95%，廢水CODcr值下降75%以上，減輕了末端生化處理的負(fù)荷，最終實(shí)現(xiàn)廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。因此，混凝酸析法可作為堿減量廢水物化預(yù)處理的一種有效技術(shù)，但需綜合考慮混凝藥劑的實(shí)施效果及投加成本，如使用硫酸鋁混凝后形成的氫氧化鋁會(huì)部分溶解并懸浮于強(qiáng)堿溶液中，沉降困難。
1.3 膜濾酸析法
膜濾技術(shù)主要基于不同物質(zhì)的分子尺寸差異，使用相應(yīng)孔徑的膜實(shí)現(xiàn)選擇性的截留，其具有能耗低、無二次污染、廢水可回用等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)操作壓力及膜平均孔徑的不同，可用于堿減量廢水處理的膜濾方式通常包括微濾、超濾、納濾和反滲透等，其中納濾截留對(duì)苯二甲酸鈉的能力要明顯優(yōu)于超濾，但兩者均不能有效截留乙二醇。因此，膜濾酸析法是先利用不同孔徑膜的組合工藝將堿減量廢水中聚酯低聚物和懸浮雜質(zhì)等除去，截留形成對(duì)苯二甲酸鈉濃縮液，再進(jìn)行酸析法處理。
膜濾酸析法能有效降低堿減量廢水CODcr值，并實(shí)現(xiàn)粗對(duì)苯二甲酸的進(jìn)一步提純，但在實(shí)際應(yīng)用中也存在諸多問題，如隨預(yù)處理時(shí)間延長(zhǎng)，廢水中污染物易堵塞孔道，致使膜通量變小，造成過濾效果變差，這也增加了膜清洗的難度及成本。此外，膜材質(zhì)影響其使用壽命，目前在堿減量廢水處理中較多采用耐酸堿、耐高溫的無機(jī)陶瓷膜，但其價(jià)格貴并存在膜污染問題，故可考慮將膜處理與其他化學(xué)處理技術(shù)相結(jié)合以解決技術(shù)經(jīng)濟(jì)難題。
二、堿減量廢水處理中存在問題
2.1 企業(yè)的節(jié)能減排措施不全面
堿減量廢水占印染廢水總排放量的比例一般不超過10%，企業(yè)普遍對(duì)這類廢水處理重視力度不足，在廠區(qū)整體廢水處理工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)未單獨(dú)鋪設(shè)管路對(duì)其進(jìn)行收集，有的與退漿水相混合，這增加了治理的難度，也不利于從中進(jìn)行對(duì)苯二甲酸的回收利用，同時(shí)，在染整的前處理中燒堿和水的使用量較大，而在堿減量廢水處理時(shí)又無實(shí)施堿水回用，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，不利于節(jié)能減排。此外，部分印染企業(yè)對(duì)廢水處理采用粗放的管理方式，完全委托給第三方進(jìn)行運(yùn)營(yíng)，且未準(zhǔn)確掌握其運(yùn)行條件，存在著紡織產(chǎn)品更換及染料、助劑等投配與廢水處理能力相脫節(jié)的現(xiàn)象，容易導(dǎo)致出水水質(zhì)超標(biāo)。
2.2 物化預(yù)處理方式選擇不合理
印染產(chǎn)品因纖維種類不同，所用染料和助劑類別亦會(huì)不同，產(chǎn)生的堿減量廢水中污染成分隨之發(fā)生變化，然而各種物化預(yù)處理方法都有其適用條件，一些印染企業(yè)未合理選擇預(yù)處理方法，導(dǎo)致治理效果較差。此外，部分企業(yè)能接受的廢水回用成本僅為0.5元/m3，但當(dāng)前膜分離處理技術(shù)成本高于這一水平巴因而粗暴地采用直接酸析法，現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境簡(jiǎn)陋且未使用正品酸，甚至有企業(yè)未進(jìn)行物化預(yù)處理而直接生化的，曝氣池活性污泥對(duì)聚酯低聚物和對(duì)苯二甲酸的馴化、適應(yīng)較難，進(jìn)而影響其生物降解能力。
2.3 政府監(jiān)管與制度引導(dǎo)不完善
目前我國(guó)尚無有關(guān)堿減量廢水中回收利用對(duì)苯二甲酸技術(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅為工業(yè)和信息部于2012年7月實(shí)施的《FZ/T01108—2011回收利用的對(duì)苯二甲酸技術(shù)要求》紡織染整行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但各地至今仍未統(tǒng)一參照?qǐng)?zhí)行，政府對(duì)堿減量廢水處理技術(shù)的推廣力度也不夠。紡織印染企業(yè)主要集中在江浙區(qū)域，但地區(qū)間在堿減量廢水處理過程的監(jiān)管及其副產(chǎn)品處置方式的制度引導(dǎo)等方面差異較大，如浙江紹興在粗對(duì)苯二甲酸的資源回收利用屬性界定上仍存在爭(zhēng)議，暫允許按可回收再利用資源進(jìn)行處置但缺乏對(duì)其回收質(zhì)量的有效監(jiān)控;江蘇吳江則要求按一般污泥固廢進(jìn)行處置管理，這與以粗對(duì)苯二甲酸為化工原料的生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)評(píng)資質(zhì)要求不匹配，無法實(shí)現(xiàn)資源化再利用，因此當(dāng)?shù)仄髽I(yè)通常將其直接摻混進(jìn)印染污泥中鍋爐焚燒或外運(yùn)處置。
三、相應(yīng)的解決對(duì)策
3.1 提高企業(yè)的資源回收意識(shí)
節(jié)能減排、循環(huán)利用是企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，政府可以通過財(cái)政補(bǔ)助或稅收優(yōu)惠等手段鼓勵(lì)企業(yè)開展相關(guān)技術(shù)研究，提高廢水資源回收意識(shí)，使企業(yè)自覺進(jìn)行排污管路改造與優(yōu)化，分流收集堿減量廢水，并開發(fā)堿水回用工藝，利用治污獲得一定經(jīng)濟(jì)效益。通常，堿減量廢水中含堿量至少為12%，按目前液堿價(jià)格約1200元/噸來計(jì)算，如果堿水能直接回收利用，則可節(jié)約40元/噸的成本。另外，產(chǎn)生的粗對(duì)苯二甲酸價(jià)值也能抵消成本投入，而且還有較好的利潤(rùn)，酸析壓濾后的出水還可考慮再用，為企業(yè)補(bǔ)給部分用水提高其生產(chǎn)量。
3.2 規(guī)范廢水預(yù)處理工藝應(yīng)用
實(shí)現(xiàn)堿減量廢水的資源回收利用，需要選擇適宜的預(yù)處理工藝。直接酸析法適用于廢水中對(duì)苯二甲酸鈉含量高而其他污染成分少的情況，否則應(yīng)采用混凝或膜濾的前置工藝以預(yù)先去除雜質(zhì)并提高酸析后對(duì)苯二甲酸的純度。酸析時(shí)建議使用正品酸并采取管道計(jì)量加酸或智能加藥方式以保障生產(chǎn)安全和環(huán)境衛(wèi)生，現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)具備較高的綜合素質(zhì)且熟練掌握工藝運(yùn)行條件；混凝處理時(shí)應(yīng)選擇投加成本低、反應(yīng)時(shí)間短、絮凝沉降性能好的藥劑;針對(duì)膜處理工藝設(shè)備價(jià)格較高問題，可考慮采用設(shè)備租賃運(yùn)營(yíng)以減輕治理經(jīng)濟(jì)壓力。
3.3 強(qiáng)化政府的技術(shù)政策支持
鼓勵(lì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)組織深入開展堿減量廢水治理現(xiàn)狀及其相關(guān)技術(shù)的調(diào)研，篩選并推薦先進(jìn)工藝技術(shù)，積極收集粗對(duì)苯二甲酸回收利用的下游產(chǎn)業(yè)鏈信息。地方政府應(yīng)落實(shí)現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并制定相應(yīng)政策，鼓勵(lì)企業(yè)采取合理措施對(duì)堿減量廢水進(jìn)行資源回收，引導(dǎo)其規(guī)范開展粗對(duì)苯二甲酸的市場(chǎng)銷售，并對(duì)回收質(zhì)量實(shí)施全面監(jiān)控，加大違法處置的處罰力度。同時(shí)，扶植以廢水資源回收再利用為主的下游產(chǎn)業(yè)，規(guī)范環(huán)評(píng)審批手續(xù)，積極搭建交易平臺(tái)，把循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為企業(yè)解決污染的突破口和贏利點(diǎn)。
四、結(jié)語
紡織染整工業(yè)是江浙地區(qū)的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，尤其紹興及周邊區(qū)域分布著近200家印染企業(yè)，其中有30%左右在滌綸面料前處理時(shí)采用了強(qiáng)堿刻蝕部分滌綸纖維的工藝，產(chǎn)生的堿減量廢水污染問題日益受到各級(jí)政府和人們的高度關(guān)注，如果不解決好這類廢水，印染廠的廢水很難達(dá)標(biāo)排放，甚至有被整頓或淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前堿減量廢水治理仍存在諸多問題，加強(qiáng)處理技術(shù)研究，開展資源回收利用，完善監(jiān)督管理機(jī)制，這對(duì)印染企業(yè)可持續(xù)發(fā)展及地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升具有較好的推動(dòng)作用。( >
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