基于水系统优化的废水减排路径探讨

彭喜雁

（广东弘禹环保科技有限公司，广东 佛山 528200）

习近平总书记提出：“绿水青山就是金山银山。良好的生态环境既是自然财富，也是经济财富，关系着经济社会发展的潜力和后劲。我们要加快形成绿色发展方式，促进经济发展和环境保护的双赢，构建经济与环境协同共进的地球家园[1]。”

随着我国工业化和城市化的快速推进，废水种类和数量不断增加，环境污染问题越来越严重，并威胁着生态安全和居民健康。因此，废水减排是践行“绿水青山就是金山银山”发展理念的重要措施。本文基于水系统优化的理念，通过水平衡测试和清洁生产审核，从生产用水和废水产排的角度，分析各环节用水现状和效率，探讨废水减排的可行路径。

1 水平衡测试

水平衡测试是工业企业通过采用相关测试仪器以及科学的测试方法，获得生产过程中水的使用量、消耗量、排放量、循环量等各种数据，并根据输入水量与输出水量的平衡原理，来检验企业的水量平衡关系，从而挖掘、研究、判断各个单元用水过程出现的问题。

佛山某印染企业主要从事机织布后整、牛仔布后整、针织布染整等工序，其用水系统较为复杂，所消耗的新水包括市政自来水、工业水、蒸汽等，重复利用水包括循环水和串联水，其中循环水包括废气处理循环水和间接冷却循环水，串联水包括蒸汽冷凝水、逆流清洗水、淡碱回收水及其他串联水[2]。

该企业的水平衡测试表见表1。

表1 某企业水平衡测试表（单位：m3/d）

根据水平衡测试情况，分析该企业的用水情况，结果见表2。

表2 某企业用水分析表

技术人员对该企业的废水水质进行了分析，结果见表3。

表3 某印染企业废水水质分析

通过该企业的水平衡测试可知：

（1）该企业在水重复利用方面做了大量工作，如冷凝水、冷却水回用、逆流洗水、淡碱回收等，取得了较好的减排效果。

（2）在不同产品要求和工艺条件下，产生的废水水质具有较大的差异，这对废水的处理和回用有直接影响。

（3）目前大多数企业并没有对不同水质的水进行分类收集和分类回用，这需要较为完善的用水管网和较好的生产管理系统作为支撑。

水平衡测试是一种工具，通过水平衡测试，摸清各环节用水情况，是分析水资源利用效率、挖掘减排潜力的重要措施，是水系统优化的基础。

2 废水减排路径探讨

工业节水和减排是一个系统性工程，水系统优化是废水减排的根本途径。基于水系统优化的废水减排方向主要为源头削减、梯级利用和末端回用三个方面，详见图1。

图1 基于水系统优化的废水减排路径

2.1 源头削减

源头削减是指减少废水的产生，涉及到原材料、设备及工艺等。

（1）采用环保高效的原材料，提高原材料利用率，可以从源头减少废水中污染物的产生量，降低废水处理和末端回用的难度。例如：采用高上染率的染料，减少废水中的染料残留，既可减少废水中污染物的含量，又可减少后续水洗用水。

（2）采用节水工艺，减少水资源消耗的同时，也减少了废水的产生。例如：针织布平幅洗水工艺：可替代传统的染色机内间歇式前处理工艺，省去多次升温、降温、进水、排水，且煮漂液还可以重复使用，既可节约用水、用电、蒸汽和助剂，还可减少废水的产生；数码印花工艺：与传统圆网印花、平网印花相比，印花时浆料或染料的利用率较高，可大幅减少废浆料/废染料进入废水中，减少水洗用水，从而减少废水的产生。

（3）随着科学技术的快速发展，采用高效节水设备，淘汰耗水量大的生产设备，是提高用水效率，减少废水产生的重要措施。例如：低浴比染色机：目前染色机浴比可达1∶3.5，对比老式染色机浴比1∶8，大幅度降低了水耗，从而减少了废水的产生；高效轧车：在轧染生产中，降低织物的带液率，减少染料、助剂进入水洗槽，从而减少了水洗废水及其污染物。

2.2 梯级利用

梯级利用是指根据各工艺对水质、水量要求的不同，将水进行多次重复利用。例如中压蒸汽的梯级利用、清洗废水的重复利用等，其流程见图2。

图2 中压蒸汽的梯级利用

2.3 中水回用

中水回用是指达标废水经过深度处理后回用到生产中。这里需要注意的是，并非一定需要经过反渗透处理才叫中水回用，只需技术上满足生产用水水质要求、经济上运行成本较低即可。而实际上，反渗透工艺成本较高，在一定程度上限制了中水回用的应用。

3 水系统优化减排案例

3.1 案例1：某印染企业

某印染企业主要从事机织布后整、牛仔布后整、针织布染整等加工，针对各个工序对水质、水量的要求不同，该企业优化了用水系统和水回用系统，系统优化减排示意图见图3。

图3 某印染企业水系统优化减排示意图

该企业在水系统优化和回用方面做了大量工作，具有一定的代表性，例如：

（1）针织布采用平幅洗水替代原来的染色机间歇洗水，从工艺上减少了废水的产生。

（2）针对不同的清洗废水，通过分类收集及分质回用进行了梯级利用。冷凝水和间接冷却水水质较好，可通用于所有需要热水的设备；将预缩机橡毯清洗废水和印花机导带清洗废水分类回收后，回用于洗水机和退浆机的洗水槽，预缩机橡毯清洗废水水质优于印花机导带清洗废水，因此印花机导带清洗废水回用于前面的洗水槽，预缩机橡毯清洗废水回用于后面的洗水槽[3]。

（3）该企业的生产废水由工业园集中进行污水处理，并进行了集中中水回用。

3.2 案例2：某食品企业

某食品企业清洗水量较大，其中设备清洗、地面清洗、模具清洗原来是通过烧碱、漂白粉等化学药剂进行清洗，且并未开展梯级利用。针对用水和废水特点，该企业优化了用水系统和回用水系统其水系统优化减排示意图见图4。

图4 某食品企业水系统优化减排示意图

该企业水系统优化减排的各项措施环环相扣，例如：

（1）热水清洗替代化学药剂清洗，从源头减少了废水中的盐分，有助于末端回用。

（2）设备/模具的最后一道清洗废水水质较好，回收后可用于地面清洗，增加水资源的梯级利用。

（3）针对废水中污染物主要为油脂的特点，废水处理增加了气浮机，提高了废水处理效果，并采用MBR膜工艺进行深度处理，水质可达到回用水质的要求，且运行成本较低。

4 结语

废水减排是一项系统性工程，可从源头减少废水量和污染物的浓度，并可根据对水质的要求不同进行分质分流和梯级利用，最后在末端进行深度处理和中水回用，这是废水减排的基本思路。

目前，工业企业在设备节水、工艺节水以及中水回用方面已经开展了大量工作，并取得了较好的减排效果。但多数企业仍然忽视用水过程中的分质分流和梯级利用，这是节水和废水减排需要重点关注和加强的。