我国是纺织印染第一大国，而纺织印染行业又是工业废水排放大户，约占整个工业废水排放量的35％，印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点。反渗透技术是近几十年来兴起的水处理技术，具有脱盐率高、环保、适应水质范围广等特点，广泛应用于地表水回用、海水淡化、钢厂废水回用、印染和电镀废水回用等水处理领域。广东某印染厂为了节约生产工艺用水，同时也为了减少印染废水的排放量，决定用反渗透技术对该厂污水站出水进行深度处理，并将反渗透的产水回用到该厂的印染工艺中。笔者着重介绍了反渗透技术在该厂印染废水回用中的应用。
1 印染废水和回用水水质
该印染厂印染废水经污水站生化等工艺处理后，水质达到了DB 44/26—2001 标准，其水质：COD≤90 mg/L，BOD5≤20 mg/L，SS≤60 mg/L，色度≤40 度，电导率≤2 000 μS/cm， pH 为6～9。该印染废水经反渗透工艺处理后，产水的水质需要达到国家再生水水质标准SL 3682006 中工艺用水的水质要求。
2 水处理工艺流程设计
将经污水站生化等工艺处理后的印染废水排入到混合反应沉淀池中，向其中投加杀菌剂和絮凝剂进行杀菌和絮凝，经过反渗透的预处理工艺，废水中的SS、COD 以及油的含量均得到较好的控制，且基本确保SDI＜5；之后进入到反渗透系统中进行处理，处理后的水回用到印染厂的工艺用水中。水处理工艺流程设计见图1。
图1 印染废水的水处理工艺流程
2.1 反渗透预处理工艺
反渗透预处理的主体工艺以沉淀和机械过滤为主，由混合反应沉淀池+多介质过滤器+袋式过滤器+精密过滤器组成。在混合反应沉淀池内进行杀菌和沉淀处理，沉淀后的澄清水则经过中间水池进入到多介质过滤器；之后投加还原剂，使RO 进水的余氯＜0.1 mg/L，达到反渗透进水要求；在精密过滤器前投加阻垢剂，防止反渗透系统出现结垢的情况。反渗透预处理的目的是使反渗透系统的进水SDI<5，同时保证反渗透系统中不会出现大量的微生物。主要设备清单如表1 所示。
表1 反渗透预处理主要设备清单
2.2 反渗透处理工艺
反渗透系统的主要作用是脱除水中的盐分，保证出水的含盐量符合回用要求。反渗透系统主要包括：RO 高压泵、RO 清洗水泵、膜壳、电导率仪、反渗透膜及电气控制系统等，具体的设备清单见表2。
表2 单组反渗透系统主要设备清单
3 反渗透系统的运行情况
该反渗透系统从2011 年初开始运行，整个反渗透系统由两组反渗透膜堆组成，单组系统设计产水量为55 m3/h，采用一级一段式设计：（10∶0）×6，共60 支膜元件，两组共120 支膜元件。膜元件的性能参数见表3。此套印染废水处理工艺中，反渗透系统的设计与以往设计有所不同，设计特点为部分浓水回流，浓水回流示意如图2 所示。
表3 膜元件性能参数
图2 反渗透系统浓水回流示意
由于印染废水的水质比常规水体差很多，所以反渗透系统的化学清洗周期相对短些，设计为2 个月左右。单级单段的设计，使反渗透系统在清洗时能够保证膜清洗效率和效果。系统的进水电导率在回流后会增加很多，进水的渗透压会升高，提高了泵的扬程，对比印染废水的恶劣水质，是个优化的选择。
3.1 反渗透系统实际进出水流量和回收率的变化
反渗透系统的产水量在运行初期有些波动，在50～60 m3/h 之间变化，运行一段时间后产水量趋于平衡，平均产水量在55 m3/h 左右；随着进出水量的变化，系统的实际回收率稳定性较好，始终保持在65%左右；进水量因产水量和回流量的变化有些波动，但运行一段时间后比较稳定，保持在85 m3/h 左右。具体运行情况如图3 所示。
图3 系统实际回收率随系统设计进出水量的变化
3. 2 反渗透系统实际进出水电导率和脱盐率变化
反渗透系统的进水电导率在运行初期相对稳定，在2 500 μS/cm 左右，之后随着时间的变化波动性很大，在2 000 ～4 500 μS/cm 之间变化；产水电导率随着进水电导率的波动有些变化，开始时稳定在20 μS/cm 左右，之后随着进水电导率的波动，产水电导率在20～70 μS/cm 之间变化；系统实际脱盐率虽然受到进水电导率的影响，但平均脱盐率在98.5%左右，相对稳定。具体运行情况如图4 所示。
图4 系统实际脱盐率随系统实际进出水电导率的变化
3.3 反渗透系统的清洗
由于此套反渗透系统处理的是印染废水，根据印染废水的水质特点，在化学清洗时主要选择碱性清洗液进行清洗，即将清洗液的pH 调到12 左右。
清洗步骤为：初始清洗时间为1 h，单支膜壳清洗流量为3～4 m3/h；之后进行浸泡，时间为5 h；最后大流量清洗，清洗流量为6～10 m3/h，清洗时间为1 h。若清洗一个周期后清洗效果不佳，产水量恢复率达不到95%，则需进行下一个周期的清洗，直至膜系统清洗效果变好为止。最后开启原水泵进行冲洗，直至清洗液完全冲出。。
4 处理效果
该水处理系统经过一段时间的运行，产水水质趋于稳定，能够达到国家再生水水质标准SL 3682006中工艺用水的水质要求，同时也达到了印染厂工艺用水的水质要求，为印染厂的工艺供水提供了保障。系统的产水水质如表4 所示。
表4 水处理系统产水水质
5 处理成本估算
此套水处理系统的电费为0.8 元/t 〔以0.65元/（kW·h）计〕，药剂费用为0.43 元/t，耗材费用为0.21 元/t，人工费用为0.1 元/t，运行成本合计为1.54元/t。回用系统投入运行后，每天可回收反渗透水3 000 t，且产水水质比当地自来水要好；每天少排废水3 000 t，节省了排污费用；另外还可节省用户原来用离子交换处理河水的费用。
6 结论
通过反渗透技术在印染厂废水回用项目中的应用，验证了该技术的可行性，实现了印染废水的资源化利用，使企业回收了优质的水资源，同时极大地减少了印染废水的排放，具有明显的经济效益和环境效益。
