当前随着人们对时尚服饰休闲化和运动服装舒适化的不断追求和提升，使原来占有纺织品市场份额较小的针织产品有了前所未有的市场扩张，大量的市场需求促进针织物产量的迅猛发展，大量的针织物染色造成了相应的环境污染，加重了我国自然水系的负担，这个矛盾性问题又与国家节能减排的政策不期而遇。因此在我国当前的环保政策形势日趋紧张的前提下，针织染色污水的回用已成染色企业生存发展的决策性选择。将本该外排的染色污水经深度处理后回用到染色生产中使用，不仅可减少新水的用量和减少新水的使用成本，又可减少外排，从而响应了国家的节能减排政策，还可减轻了水环境负担，同时保护了环境。如何做好回用，需要从哪里入手?本文就从针织染色污水的特点与规划开始分析阐述：

1 针织染色污水的特点与解析

1.1 针织染色的种类

    针织产品以内衣类、运动装、外衣、袜子、床上用品、窗帘、蚊帐、花边、汗衫、帽子等为主，另外还有一些装饰布和用于社会各领域的功能性材料布，由于品种的繁多，带来了材质的众多，同时形成了多姿多彩染色产品和染化料的体系，在形成染品的同时生产用水自然也就变成了污水，如要回用得先了解这污水的特点。

1.2 针织染色污水的特点

1.2.1 全棉针织染色污水

   全棉针织染色一般采用活性染料在碱性条件下进行染色，另外染色过程所采用的促染剂以元明粉为主，此类染色生产所产生污水的特点是高pH值、高色度、高盐分 (见下表)。

   表1 一般针织全棉染色生产排出污水指标

 

项目	生产  流程	碱煮   氧漂	水洗	过酸	过酸后水洗	染色	热洗	水洗	2次过酸	皂洗	水洗	柔软  上冲	备注
pH值	√	9-ll	7.5-8.5	4.5-5.2	7-7.5	9.5-l0.5	7-7.5	7-8	5-5.5	7.5-8.3	7-7.8	7.3-7.8
硬度	mg/L	50-70 70-90	50-70 70-90	130-160	l00-130	√	50-70	50-70	80-95	80-l00	70-90	50-70	原水为软化水
浊度	NTU	45-75	11-20	15-25	25-30	40-60	5-l0	5-l0	11-l8	20-30	8-l5	5-8
色度	稀释倍数     (倍)	16-32	8-l5	8-I5	10-20	150-350	100-250	25-70	30-60	100-200	20～50	10～25
电导率	cm／us	2000- 3000	1000- 1800	800-  1500	800-  1500	10000- 30000	800-  1800	700-  1300	700-  1500	800-  1800	600- 1200	700-  1300
COD	mgo2／L	1000-  2500	60-90	300-  500	12 O- 200	30-70	25-35	25-50	250-  450	30-45	20-35	20-30
注：l) 色度：染色产品颜色越深排出的污水色度则越深；2) 电导率(盐分)产品颜色越深所排出污水中的电导率越高；     3) 染色产品颜色越鲜艳，档次越高染色时所用水的次数则越多；4 ) 奉表未测BOD指标，综合污水中BOD都在150～450 之间，有的更低。

 

表2 常规针织产品染整综合污水水质指标

 

染品指标	pH值	CODmg/L	BOD5 mg/L	SS mg/L	色度 (倍)	电导率 cm/us	备注
纯棉类	9-ll	600-900	150-250	100-200	180-350	3500-8500	浅色电导率低颜色越深则电导率越高
纯涤纶	6.3-7.1	800-l200	300-500	80-l50	l00-200	1300-3500	/
纯腈纶	6.0-6.5	900-1300	130-250	80-160	130-350	1000-2800	/
涤棉类	7.3-9.5	450-750	160-230	l00-l80	45-250	1800-3500	/
棉、腈纶、尼龙	7.5-9.5	800-ll00	180-300	60-l30	65-l50	1500-3000	/

 

分析：

(1) 电导率：纯棉染色污水中电导率最高，原因是棉染色时加入大量的促染剂所致。

    (2)  pH值：全棉染色的出水呈碱性水质，反之化纤染色则为酸性或中性水质，而混纺染色则为中性偏碱水质。

    (3) 色度：化纤混纺类针织染色由于用化纤的染化料上染性好，染色率高，因此所排出的污水中色度较低，处理时相对于全棉染色污水容易一些。

1.3 小结

    综述以上两个表格中的水质指标反映，主要有以下几个特点：

    (1) 全棉污水pH值偏高，水中含盐多、电导率高、色度高。

   (2) 化纤、混纺类污水水质pH值中性、偏酸，电导率相对于全棉染色化纤染色较低，污水中色度相对全棉也低多了。

   (3) 全棉、化纤两种染色污水中COD、BOD值的比例达不到1：3的污水生化处理B／C比生化要求，在规划设计处理工艺时要作考虑。

    以上的分析是为了工程项目规划设计时作为确定工艺路线时必备的须知，依次方可进行以下的规划与设汁：

1.4 全棉染色污水回用的规划

    (1) 回用量：依据用户实际的需要设定回用量。

    (2) 回用水质：依据用户回用水用水量的水质要求进行设计。

(3) 回用工艺：一般有这几种工艺，一种是“避盐回收”的低成本回用工艺，另一种则是反渗透RO 膜回用工艺，还有就是两种工艺结合的综合回用工艺。

    (4)“避盐回收”工艺的特点：

    该工艺是把染色工序中可能产生盐份的水排放，把适应做回用水源的生产性污水收集入回用处理系统，经回用处理后选择性地用于针织染色生产用水，其特点是：投资省、见效快、运行能耗低、运行管理方便。使用时一般用于前处理的煮布、水洗、染色后的1～3道水洗和皂洗，使用后则排入外排污水处理系统，与此回用水相匹配的则是在染色前二道前处理水洗、染色用水，最后一道水洗和柔软上油用新鲜水，这样的用水形式一可保证染品质量，二可节省一半左右新鲜用水。

    (6) 反渗透R0膜回用处理

在染色污水回用中采用“反渗透R0膜”   处理工艺，其优点是出水水质好，可用于所有的染色生产。其特点是：投资相对较高、运行管理难度系数高，耗材成本高，以及能耗高。如回用量超过50％回用量时，染厂用户可采用此工艺与“避盐回收”工艺结合起来，以增大回用量，二种工艺结合，最大回用量可达80%左右。

注：l)清浊分流避盐回用的水量应控制在50％以内。

       2) 进入反渗透R0膜回用装备的待回用污水一定要经过严格的生化、物化前处理之后方可进入反渗透R0膜系统处理。

2 回用处理工艺的流程与关键原理

    依据针织污水的种类、特点，各工序所产生的污染物指标特点和水量平衡的规划，针织污水在回用时采用哪些工艺，这些处理工艺的作用和效果进行相关的工艺技术说明。

2.1 针织污水回用处理工艺流程

2.1.1“避盐回收”工艺

    回用污水水源：该水源是以染色生产时就进行了分质分流，分流时严格采用“避盐回收”的工艺原则，即首先把染色时含有高盐份、高色度的高浓水排走 (排入外排处理系统处理达标后排放)，余下的低盐、低色的生产污水作为回用水源收入回用调节池，之后再进行相应的处理。

2.1.2 “避盐回收”工艺的特点：

    ① 染色生产时预先排走浓盐水，实行“避盐回收”的关键一步；

    ② 同时排走了高色度水；

    ③ 排走了高浓度的皂洗剂、精炼剂、油剂等；

    ④ “避盐回收”的清污水无须脱盐处理；

    ⑤ 生产源头上解决了回用水的脱盐问题。   

2.2 针织染水回用处理工艺原理与关键部分

2.2.1 调节池部分   

    该部分的特点、重点是对整个污水处理起的作用往往被人们忽略，从而导致污水处理项目的最终不稳定，严重的甚至会失败，其三大功能是：

    (1) 调节水温：由于染色生产排出的水温差异很大。如处理工艺中选用物化工艺，则会出现由于温度的原因而不会絮凝从而导致物化沉淀，气浮工艺的失败。而如采用生化工艺，则会出现由于温度忽高忽低导致生化细菌的停食、停长、死亡，严重时可能出现生化处理系统整体瘫痪。

    解决办法：一般针织染色污水处理系统的调节池不低于半天l2小时的停留时间(有效水力停留时间)，有条件的可增至一昼夜24小时则更好。

    (2) 调节水量

    由于污水处理系统要求进水时能24小时均量进水，而不是忽多忽少，因为染色生产时本身用水，排水就不均匀，有时会少，有时会超过每天平均水量的几倍。因此如调节池过小，不能起到调节水量的作用，则会出现生化细菌在水量时小不够其消化，反之大水量时就会来不及处理而使处理后出水效果不佳。

解决办法：

① 合理延长调节池水力停留时间。

    ② 加强调节池深度，提高水池的利用率，减少调节池上部和底面的浪费无用。

    ③ 合理水力停留时间12小时-24小时。

    (3) 调节水质

    酸碱(pH值)的变化：水质的影响有pH值、化学有机物的浓度、色素等。由于回用中采用了生化处理工艺，在处理系统最重要的部分是生化消化细菌，这细菌是微生物，其对水温、水质很敏感，而pH值尤为重要。如水质过酸、过碱， 都会使生化细菌的细胞膜融解，破裂后引起大量死亡，严重时系统会失去生化功能，导致污水回用处理的失败。

解决办法：

① 调节池要在12小时以上，如能建24小时左右则更好；

    ② 在调节池内设多点进水系统，搅匀水质；

    ③ 在调节池中加设冲水管和曝气管，使池底不积污泥，而利于生化。

2.2.2 水解酸化工艺

    (1) 水解的原理：

    水解是复杂的非溶解性的聚合物转化成简单的溶解性单体或二聚体的过程。由于污水中的高分子有秽l物相对分子质量的巨大，无法透过好氧生化细菌的细胞膜，需要在细胞外酶的水解作用下转化为小分子之后，才能被细菌直接利用。如：纤维素：在纤维素酶的水解作用下转化生成纤维二糖和葡萄糖；蛋白质：在蛋白酶的作用下转化生成短肽和氨基酸；淀粉：在淀粉酶的作用下转化生成麦芽糖和葡萄糖。

    以上这些有机物在水解后能够溶解于水中，并且能在透过细胞膜之后被生化菌吸收利用并被消化，从而达到处理的效果。

    (2) 工艺要求

    水解酸化的过程：

    由于污水中高分子有机物、纤维素、淀粉等污染物分子量都很大，在短时间内很难波消化打开，因此要确保生化效果就必保证一定的水解酸化时间，这样经水解之后的单元大分子又进入半发酵状态的生物降解过程，这些溶解了的有机物转化成以挥发性脂肪酸为主的末端产物，这个过程就是酸化。   

    水力停留的要求：最低l2小时，如有条件可延长至24小时左右。

    (3) 水解酸化工艺的特点：   

    ① 基本无能耗，仅需少量的推流器能耗和每天二次I_1分钟短时间供氧用电，无其他能耗。

    ② 水解酸化是好氧生化之必备

    水解酸化是污水处理中必备的工艺，经其水解过的水中污染物正好是后级好氧菌生化的营养源，而且好的水解配置可保整个生化处理系统的效果，低耗、高效、彻底。      

    ③ 操作简单，效果稳定，管理方便。

    (4) 注意事项：   

    ① 布水分流合理。

    进水布水要多点、均匀，集水要兼顾进水，不留死角。目的是消化彻底，增加效果。

    ② 池中布抑制厌氧菌的气管

    作用是：由于水解细菌是以兼氧菌为主，如生化池中多死角，死水区多，则会产生发酵厌氧现象，同时会伴发大量的硫化氢气体，这样会导致用户厂区的异味难忍，严重时可使人中毒。由于厌氧菌是完全在无氧状态下生长，而水解菌是需低度的溶解氧的，因此在池中设布气管，目的是把生化控制在水解酸化阶段，使水解出水满足后级好氧生化需求并且不产生厌氧产气现象。

2.2.3 好氧生化处理工艺

    (1) 进水要求：必须是经过水解酸化处理过的水源。

    (2) 生化的原理：好氧生化处理是让好氧生物细菌在有充分溶解氧的水环境中，消化和降解胶状物，溶解体的高分子有机物，作为生化微生物的营养源，这些高能位的有机物经过一系列的生化反应，逐渐释放转化能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化处理的要求，以便使污水回复到自然界中或回收使用。

    (3) 好氧生化处理过程图（略）

     ① 有机物被生化细菌摄取后被代谢转化为提供微生物生命活动所需的能量。

    ② 在转化成生物能量的同时又有部分的生物膜增长部分，变成了剩余污泥。这些生物污泥则需排出。

   ③ 高效率：相关研究资料显示，1立方米的好氧生化池可消化降解lK9干的有机物，而一片高产的森林则需一年的时间方可达到同样的效果。

   (4) 好氧生化工艺与其他工艺的结合：

水解酸化处理水源→活性污泥法或接触氧化法→进后级物化处理系统→回用池→回用

    多级消化降解工艺：设计实施时要有多级生化池，使水中的污染物被不同的生化细菌吸收消化。当水流经不同的生化区域时会被途中的生化细菌多次吸收消化，从而达到降解的作用。

    ① 水力停留时间：(针织污水)≥12小时～24小时

    ② 多池、多级、多点布水，可前级生化用活性污泥法后级生化采用接触氧化法。二级中 间加2～3 小时的缺氧池。

    ③ 适度池深：有效水深在5.5m以上，增加氧的利用率。   

    前面工艺是染色污水回用时所用的生化处理工艺，以下介绍回用物化部分的工艺。

2.2.4 回用后级物化处理工艺的工作原理

 

名    称	功    效
气浮	气浮是指人为向水的下部注入微小气泡，当这些微小气泡在水中上浮时自然而然的携带和托起水中的：悬浮物、胶体絮状物等水中杂质从而起到初步净化的作用。
光催化氧化器	利用光能催化臭氧，使臭氧原子能更好的氧化水中的色素有机物等。提升水的质量。
除铁除锰过滤器	去除回用水中的铁、锰离子，使回用水达到染色用水要求。
活性炭过滤器	该设备可吸附水中的小的胶体、金属离子色素等。对提高回用水水质有着重要作用。
钠离子交换器	简称软化器，可去除水中的钙镁离子，可确保回用水的硬度达标。
备注	回用水后级处理法是一个系统的处理工艺，在实用设计时要切合实际，先定中试，后定实施工艺。 方为上策。

 

3 回用实例分享

    水量：1000m³/d

    采用工艺：生化加物化工艺。

工艺流程：“避盐回收”→清污水调节池→初沉池→水解酸化池→好氧生化池→二沉池→气浮池→光催化氧化器→中间池→除铁除锰过滤器→活性炭过滤器→软化器→精密过滤器→臭氧→回用池→供车间

    处理后效果：

    处理成本：前级生化：0.95元/吨水

              后级物化：0.65元/吨水

    合计成本：1.6元/吨水～1.8元/吨水

处理前后进出水主要指标：

 

名称 数值	pH	COD (mg/L)	色度 (倍)	浊度 (mg/L)	硬度 (ppm)	电导率	铁 (mg/c))	锰 (mg/c)	备注
处理前	8.5-9.5	≤450	≤l00	≤100	≤l50	1800-2500	≤0.4	≤0.2
处理后	7.5	15～25	≤5	≤5	≤15	1500～2300	≤O．1	≤O．1	电导率略 有下降

 

    使用情况：己投用近一年，效果良好。

4 结束语

    综上所述，针织污水回用是可行的、必须的，是一个针织染色必经的一条用水之路。然而要做好该项工作，要进行合理的规划、设计和认真细致的实施工作，做好了上述二项工作，污水回用就基本有了成功的把握。