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洗染业污水处理的技术发展现状及趋势

字号+ 作者:佚名 来源:未知 2005-12-28 12:58 人浏览 我有话说(*)

前 言 洗染业是所有商业单位中耗水最为巨大的行业。该行业在全球生态环境日趋恶化,中国倡导循环经济,实现可持续发展的背景下,也必须遵从其发展现实及规律。 目前我们面临的现状是: ■ 我国人均水资源量仅为世界人均拥有量的1/4。 ■ 其中华北地区人均水

前 言
洗染业是所有商业单位中耗水最为巨大的行业。该行业在全球生态环境日趋恶化,中国倡导循环经济,实现可持续发展的背景下,也必须遵从其发展现实及规律。
目前我们面临的现状是:
■ 我国人均水资源量仅为世界人均拥有量的1/4。
■ 其中华北地区人均水资源量小于400m3,已属于严重缺水地区。
■ 水资源是基础自然资源,同时也是战略性经济资源,是综合国力的有机组成部分。
■ 我国是世界上严重缺水的十二个国家和地区之一,根据最新统计,我国水资源总量2.8万亿立方米,人均水资源量2200立方米,仅为世界平均水平的1/4。全国实际可能利用的水资源量约为8000亿至9000亿立方米。在充分考虑节水的情况下,目前估算用水总量为7000亿至8000亿立方米,即用水量已经接近可利用水量的上限。
■ 全国有600多座城市缺水,日缺水量达1600万立方,年缺水量近60亿立方,天津等110个城市已受到水资源短缺的严重威胁。
■ 每年因缺水造成的直接经济损失达2000亿元。
■ 全国每年因缺水减产粮食约700~800亿公斤。
■ 水资源利用效率低,能源浪费严重,节能潜力大。
■ 我国万元GDP用水量是世界平均水平的5倍,是美国的8倍 、德国的11倍 。
■ 重复利用率低,全国工业用水重复利用率不到55%(含乡镇工业),而发达国家则为75%~85%,我国的用水总量与美国相当,但GDP仅为美国的1/8。
■ 节水产品使用量少,用水效率普遍较低。
■ 从工业洗涤设备的销售量来估算(相当于10000套洗涤能力为100kg的洗涤设备),每年消耗的自来水为近1亿立方米,排水量与用水量相当。以回用率为50%计,回用水量可达5千万立方米。
 
水资源问题是保证中国未来经济、环境可持续发展的一个重要问题!
1, 实现可持续发展战略的重要意义和紧迫性
可持续发展战略的实质是改变传统的发展思维和模式。经济的发展必须有利于资源的持续利用,有利于生态环境系统的良性循环,绝不能以浪费资源和破坏生态环境为代价。
2, 20世纪的发展观和水环境污染治理模式集中、末端治理模式
20世纪以发展经济为前提,生产和治污是分离的,生产归生产,治污归治污,是以产品为前提的末端排放达标治理污染的方式,不能从根本上解决水污染问题。
3,21世纪的发展观和水环境污染治理新趋势全寿命周期模式,从末端走向起始,从集中走向集中与分散相结合。21世纪,人的生存发展观念由单纯对自然索取转变为与自然和谐共生,以恢复和修复已被破坏的生态系统为主题。在水环境污染治理上开始从末端走向起始,从集中走向集中与分散相结合的全寿命周期模式。
洗染业污水的治理与资源化也必然受此现实与规律的约束,其污水处理技术与治理模式也终将会从集中的末端治理走向分散与回用处理。
 
一、    中外洗染业水处理现状
 
1. 洗染业服务范围
宾馆饭店、铁路系统、医院系统、办公楼公寓、学校企事业单位、社会洗染厂等专业洗衣房是耗水巨大的商业特种用水单位。目前使用的源水为自来水,而其利用率只有一次,是社会各行业中用水最为浪费的领域。因此,该领域的污水回用处理尤为重要。
2. 洗衣污水的性质特点
■ 规模化工业洗衣房一般洗涤对象为:家庭衣物布草、宾馆饭店布草、铁路卧具地毯等布草、医院病房手术等布草、工矿企业工服等布草。
■ 污染物有表面活性剂、液碱、杀菌剂、防腐剂、漂白剂、柔软剂、脂肪、动植物油、蛋白质等溶解性有机物和泥土、短纤维及其他非溶解性杂质等。
■ 难降解的表面活性剂危及水中的动植物生命。
■ 在污水处理厂和河流中形成泡沫山,污染地下水。
■ 由于胶体悬浮物中稳定的小颗粒,LAS会明显地干扰污水的治理,减少生物滤床和活性污泥的活性。
■ 磷酸盐类助剂排入水体会成为水生植物的肥料,加速水体的富营养化。
3. 洗衣污水处理方式
■ 一般洗衣污水的处理分为:达标排放处理和工艺回用处理两种。
■ 达标排放处理是按照当地政府环保管理机构要求的排放标准进行处理,经处理后达到要求标准后方可排入城市污水管网。
■ 工艺回用处理是将洗衣污水经过处理后重新回用于部分或全部洗涤程序中,该类回用水要求对后续洗涤工艺与洗涤质量没有负面影响,在节水的同时有利于更好洗涤与降低成本。
4. 国外洗衣污水处理状况
■ 国外发达国家早在20年前就对洗涤废水的回用或再利用进行了研究,并开发了洗涤废水回用装置或系统。
■ 目前欧美各国均有技术成熟可靠的洗涤废水回用设备,其回用率在40-80%。
■ 有文献报道的国外隧道式洗衣机,通过把过清水过滤到100um的可接受的水平,回收再次用到预洗、主洗和漂洗,对废水进行40-50%的回收利用.国外把洗涤污水再回用作为重要的特种行业工艺回用水处理加以研究和应用。
■ 通过各种水处理工艺,回收洗涤剂,实现水回收。
5.国外洗衣污水处理技术状况
国外洗衣污水回用处理技术一般有下列几种:
■ 直接过滤法
利用物理过滤手段, 通过把过清水过滤到100um的可接受的水平,回收再次用到预洗、主洗和漂洗,对废水进行回收利用。其技术分为气浮分离、絮凝沉淀分离、长纤维过滤分离、砂滤与活性碳分离、膜分离等。
■逆流洗涤法
源于印染、造纸、电镀等行业。新水仅从最后一水洗槽加入,然后使水依次向前一水槽流动,最后从第一个水槽排出。被洗涤物从第一水洗槽依次由前到后逆水流方向进行。如洗衣业的隧道式洗衣机。
■ 膜生物反应器
通过生物反应技术和膜分离相结合,对污水进行处理,回用于洗衣。
■ 其他方法: 如纳滤、 反渗透、催化氧化等。
6.国内洗衣污水处理状况
■ 目前国内工业洗涤行业废水排入市政下水道,其处理思路为废水末端治理,处理后废水不再进行回用。水的利用率只有一次。
■ 国内工业洗涤废水的回用或再利用是空白。
■ 项目的洗衣废水回用是我国合理利用水资源,削减水环境污染负荷,开展清洁生产、降低生产成本的一项重要举措。
从工业洗涤设备的销售量来估算(相当于10000套洗涤能力为100kg的洗涤设备),每年消耗的自来水为近1亿立方米,排水量与用水量相当。以回用率为50%计,回用水量可达5千万立方米。
二、洗染业污水处理的技术与工艺
洗染业污水的特点决定其处理工艺流程,系统处理后出水必须满足下列基本条件:
(1)卫生上安全可靠,无有害物质,其主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等;
(2)外观上无不快的感觉,其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等;
(3)不引起设备、管道等严重腐蚀、结构和不造成维护管理的困难,其主要衡量指标有PH值。
1、洗涤污水回用工艺流程
为了将污水处理成符合洗涤回用水质标准的水,一般要进行三个阶段的处理:
(1)预处理该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元,主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质。
(2)主处理该阶段是洗涤污水回用处理的关键,主要作用是去除污水的溶解性有机物。
(3)后处理该阶段主要以消毒处理为主,对出水进行深度处理。保证出水达到洗涤污水回用水标准。如果将洗涤污水回用处理工艺中的后处理部分去掉(一般包括过滤、消毒等),所排放的废水为达标废水,一般生活污水处理以此类处理工艺较多。
2、主处理的方法
按目前已被采用的方法大致可分为三类:
(1)生物处理法利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物,包括好氧和厌氧微生物处理,一般以好氧处理较多。
(2)物理化学处理法以混凝沉淀(气浮)技术及活性炭吸附相结合为基本方式,与传统的二级处理相比,提高了水质,但运行费用较高。
(3)膜处理技术采用超滤(微滤)、反渗透膜方法。或MBR方法处理即将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发的新型系统。出水水质好、工艺参数易于控制、设备紧凑,占地少、易于自动控制管理。
3、工艺流程的选择
确定工艺流程时必须掌握洗涤污水原水的水量、水质和洗涤污水回用的使用要求,应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺;在选择工艺流程时,应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响;洗涤污水回用水源的主要污染物是有机物,目前大多数以生物处理为主处理方法;在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少,一般采用含氯消毒剂进行消毒。
洗涤污水回用处理的工艺流程主要取决于洗涤污水水源和洗涤污水回用的用途,洗涤污水水质的不同不仅影响处理工艺的选择,而且影响处理成本。
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三、洗涤污水回用的经济性
污水回用技术的使用,使得洗染业大幅度节约费用,产生更多效益。一般而言,采用水回收技术有下列效益:
■ 节水费用
通过对废水的回收利用可以将自来水的费用降低90%。
■节约软水费
由于污水回用处理系统在整个工艺过程中,没有二次增加钙、镁的环节,进入洗衣机之前的自来水或地下井水经过软化处理后,回用水依然是软化水,因此大大减少了水质软化费用。
■ 节约排污费
经过污水回用处理系统处理后。90% 以上的水得到回用,大幅度减少最终的废水排放量,从而降低废水账单。
■ 节约蒸汽
对废水中热量的有效利用降低了蒸汽能源费用。
■ 节约洗涤剂
未充分使用或过量注入的洗涤剂会得到重新利用,在有些情况下,可以将洗涤剂账单削减50%。
■ 节约达标排放设备投资
使用洗涤污水回用系统完全不用再上达标排放设备及进入城市管网的纳污管线投资。
■ 形象提升
塑造企业绿色环保形象,广受社会尊重。
■ 投资支出
达标排放设备支出+增加投资。
达标排放设备投资只会创造社会价值及环境价值,对于企业自身纯粹只投入,无回报;而回用处理系统还会创造上述诸多价值,足以弥补增加的部分投资。
以膜生物技术应用于水回收为例,对其污水回用中的经济分析。一般而言,该类水处理系统的运行费用为:运行费用=设备折旧费用(以10a计)+膜更换费用+动力费用+其他费用(人员工资+维修清洗费 )。
■ 由于该系统的独到性能特点,使得其构筑物数量少,容积小,建设占地大幅度减小,除膜组件以外的造价低,平均能耗为0.6~2 kW·h/m3。
■ 维修清洗费指膜组件定期化学清洗时所消耗的药剂费用,在运行周期为2-3月以上的情况下,该部分费用很小,可忽略不计。
■ 由于膜处理技术工艺自动化程度高,可由一兼职工人即可,人工费很少。
以上海海狮环保科技有限公司研制的MBR工艺处理洗涤污水回用为例:
以处理规模为240 m3/d。电费按0.5元/(kW·h)测算如下:
四、洗染业水处理发展趋势
我国水资源的匮乏,经济可持续发展及全球生态环境的要求,使得政府不得不加大环境法规的严格立法与严厉执行。同时注定水从无偿使用到作为一种有价商品进行出售,水价会逐年攀升。由于政府改变了传统的环保管理模式,由末端治理转向源头治理:即由过去只对末端污水处理厂实行环保法规的限制,已转向对源头前端单个排污单位进行限制。排污前如果不经过处理会面临高额罚单或勒令停产。洗染业目前同样受此限制。所以,洗染业污水的治理会从达标排放处理朝污水回用处理过渡。
中国商业联合会制定的洗染企业标准和企业分等级标准均有严格环保要求,如执行GB 42871992纺织染整工业水污染物排放标准与GB 89781996污水综合排放标准。国家旅游局启动的《绿色饭店标准》认证,其核心就是:以可持续发展为理念,坚持清洁生产,倡导绿色消费,保护生态环境的饭店,其目的就是在生产经营过程中加强对环境的保护和资源的合理利用。并明确规定洗衣污水回用处理评审时加分。浙江省旅游局率先执行并指定相应地方标准《浙江绿色饭店标准》2001-10-12实施。
据不完全统计,全国现有专业洗染店(厂、公司)约有15万家,从业人员约有80万人,年营业收入约100亿元。其中属于国有经济的单位约1000家,占8%,主要是宾馆、饭店、学校、医院等全民单位附设的洗衣房和水洗公司。属于股份制集体经济的单位约有9600家。占12%,主要是投资额在100万以上的大型专业洗涤公司;其余80%都是中小型个体经营的洗染店(公司)。洗染业目前的现状为规模小,场地狭小,场地尽可能供经营使用,没有给水处理留下可使用空间,行业几乎没有水处理专业人才。使得该领域的污水回用处理技术设备朝以下趋势发展。
1.从目前排放到市政管线末端治理转向单个洗衣工厂自行回用处理;回用处理设备代替达标排放设备而逐步占据主流地位。
2.水处理技术多样化,技术集成,工艺流程简洁。
3.水处理设备趋于小型化,装置化,占地小,设备自动化程度高,无需专业技术人员即可使用。
4.系统投资造价低,运行成本低廉。
5.出水水质好,有利于洗衣,且节约洗衣成本。
6.设备运行安全可靠,日常维护简单,维护费用低。
五、对策及解决方案
从国内外污水回用的发展状况来看,污水回用现已受到比较普遍的重视,许多缺水地区已经建立了一批技术可靠、管理科学、运行稳定的回用工程。就当前国内外的形势来看,洗染污水回用的发展方向与对策可以总结出以下几点:
1、制定合理的、完善的回用水水质标准
对于洗染污水回用,仍存在一些对人体健康和环境的不确定因素。由于对污水回用还没有全面的科学依据,各国制定的回用水水质标准有较大差异。因此深入研究,制定合理的、完善的回用水水质标准,将大大推动污水回用的发展。
2、发展高效价廉的污水回用处理技术
完善的污水回用处理技术是促进污水回用进一步发展的保证,目前,常用的污水回用处理方法有:
■ 固液分离:絮凝、沉淀和过滤。
■ 生物处理:好氧生物处理、氧化塘和消毒。
■ 深度处理:活性炭、空气吹脱、离子交换、石灰处理、膜工艺和反渗透。
为了保证洗染污水回用安全可靠,今后需重点研究的课题包括:
■ 再生水中微生物、 化学污染物和有机污染物特性的评估。
■ 再生水中 微量污染物的健康危险评估。
■ 评估微生物特性的检测技术。
■ 研究如何提高污水中颗粒物质的去除率以提高消毒效率。
■ 污水回用处理工艺的优化。
■ 膜工艺的研究与应用。
■ 再生水贮存系统对水质的影响。
3、建立国家专项节水基金,支持、鼓励建设节水和水回用设施,建立洗染污水回用法规与相应的鼓励政策。全行业大力提倡使用回用水,对于使用回用水的用户政府应给于投资贷款,利息减免或基金支持,税收优惠。号召全行业注重环境保护与污水的资源化使用,利国利民。对于不做处理直接排放的用户将严格执行环保法规,加以约束。
4、将洗染业污水回用处理纳入新上马洗衣厂的设计规范,形成行业完整的环保管理体系。
5、加强节水、环保,针对性进行先进技术汇总展会活动,节水技术讲座和技术推广会。
污水回用发展到今天,人们已经认识到包括洗衣污水作为水源的重要意义。实际上,污水回用系统是通过工程工艺来模拟自然界的水循环。水循环系统中包括了有计划的污水再生、循环和回用。这是社会进步、技术发展、对公共卫生危险认识提高的反映。由于污水、再生水和水回用之间的关系链得到了人们越来越正确的认识,越来越小的循环圈是可能的。这意味着洗染业污水回用不仅是可行的,而且是大势所趋。



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