1、牛仔服装洗漂废水集中处理技术研究项目可行性研究报告项目名称：牛仔服装洗漂废水集中处理技术研究申请单位： 广东工业大学合作单位：佛山市顺德区港汇环保污水处理有限公司项目负责人：罗建中联系手机： 13711079228地址：广东省广州市番禺区广州大学城外环西路 100 号广东工业大学邮编：510006目 录一、立项依据1.1 项目的目的及意义1.1.1 项目的来由1.1.2 产学研的意义1.1.3 项目背景1.2 国内外技术发展现状与趋势1.2.1 纺织印染废水的处理方法及发展方向1.2.2 纺织印染废水治理的基本路线1.2.3 废水处理工艺的优化1.3 项目的产业化前景分析二、研究开发内容、方法
2、、技术路线2.1 主要研究内容2.2 拟采用的技术路线、方法2.2.1生物接触氧化生物特性与曝气优化研究，解决微生物脱落问题2.2.2含高锰酸钾洗漂废水的影响及其消除2.2.3高浓度碱丝光废水的处理技术2.2.4绿色混凝剂的研究等技术问题2.2.5牛仔服装洗漂废水的深度处理与回用研究2.3 拟解决的关键技术2.4 项目的特色和创新突破点2.5 项目完成后预期效果2.5.1 原有废水处理工艺的优化2.5.2 技术指标和社会效益2.5.3 对工艺技术的带动和提升作用三、产学研合作优势分析3.1 承担单位概况3.2 本项目现有的研究工作基础3.3 合作单位之间的存在的优势互补情况分析四、以往承担项目
3、完成情况及主要成果4.1 承担国家省部级有关课题完成情况4.2 以往科技成果转化情况4.3 项目获奖及已发表与本课题研究有关的主要论文、专著情况4.3.1 获奖项目4.3.2 发表的主要论文五、结论牛仔服装洗漂废水集中处理技术研究一、立项依据1.1 项目的目的及意义均安镇是全国最大的牛仔城，素有“制衣重镇”和“牛仔之城”的美誉，十多年来形成了纺织、浆染、制衣、水洗的完整牛仔服生产产业链。全镇现有牛仔服装生产厂家 900 多家，年产牛仔服装 1 亿多件，产品出口率达 80。牛仔服制造业废水排放量大，污染物复杂，国内多采用工厂单独处理后排放；本研究采用集中处理工业区各牛仔服装厂的生产污水的工艺，研
4、究和解决生化处理、物化处理工艺中的一系列重大技术难题，预期确保污水稳定达标排放，并培养一流的污水处理专业技术人才，支持企业技术创新。本项目在佛山市顺德区均安镇港汇环保污水处理有限公司建立研究示范基地，该公司建于佛山市顺德区均安镇畅兴工业园内，集中处理工业园内牛仔服装厂的洗漂废水，现总处理量为 6 万吨/天。现拟扩建总处理量为 9 万吨/ 天，增加处理牛仔服装厂的碱丝光废水的工艺（碱丝光废水量 1 万吨/天）。然而，该公司在日常运行中经常碰到难以及时解决的技术难题，导致废水处理效果不稳定。并且新增的碱丝光废水将对原有工艺存在较大影响，需要开发一套技术先进、适应性强、指标稳定的新工艺。项目攻关的重
5、点技术问题主要有：（1） 生物接触氧化生物特性与曝气优化研究，解决微生物脱落问题。（2） 含高锰酸钾洗漂废水的影响及其消除。（3） 高浓度碱丝光废水的处理技术。（4） 绿色混凝剂的研究等技术问题。（5） 牛仔服装洗漂废水的深度处理与回用研究。因此，广东工业大学借产学研的平台为地处发达地区的港汇环保污水处理有限公司解决实际问题，意义重大。1.1.1 项目的来由牛仔服制造业废水在国内多采用工厂单独处理后排放的方式，而均安镇畅兴工业园交由港汇环保污水处理公司实行废水集中处理。公司在实际运行中发现，原有的“混凝接触氧化”处理牛仔洗漂废水工艺存在不稳定因素及可优化的条件，如：接触氧化池中的污泥中无规律的
6、出现污泥浓度减少而出水水质变差的现象。并且，新增的碱丝光废水对原有工艺存在一定的影响。为了推进高校与企业项目合作的建设，促进纺织工业废水处理技术更快、更新的发展，提高工业废水处理厂的日常运行效率，充分利用高等院校的技术、人力等资源以及先进成熟的技术成果，解决纺织工业废水处理工艺日常生产的技术支持，工艺指标对水质影响的研究，污泥减量化等关键技术问题，因此联合高校一起攻关，共同研究。可是到目前为止，牛仔服洗漂废水的处理效率还不够高，处理工艺有待改进。研发的新技术及原有工艺的改进等研究内容经公司实践运行稳定后可向同行推广应用，共同推进印染废水处理技术的发展，为类似的印染专业镇的发展、战略定位，及提高
7、企业的自主创新和可持续发展能力提供技术支持，促进传统处理工艺改造和高新技术发展。搞好印染废水处理，防治水污染，保证人民群众在良性的生态环境中安居乐业，带动全社会树立节约资源意识，优化资源利用，促进自然资源和社会经济和谐发展。1.1.2 产学研的意义作为产学研结合项目，本项目充分利用佛山市顺德区港汇环保污水处理有限公司与广东工业大学环境科学与工程学院多种不同教学环境和教学资源以及在人才培养方面的各自优势，把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。实施教育创新，以市场为导向，立足于培养适应生产、建设、管理、服务、环保第一线需要的高等技术应用性
8、人才，不断为农村培养人才、送去科技，既为地方经济和社会发展以及环境保护事业做出了贡献，也使学院自身实现了跨越式发展。学生们在这里既学习了知识，又创造了财富；既提高了能力，更学会了做人。这从根本上为了解决学校教育与社会需求脱节的问题，缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距，增强了学生的社会竞争力。就佛山市顺德区港汇环保污水处理有限公司自身而言，近年来，该公司牢牢抓住市场机遇，得到快速发展，但随着生产规模的不断扩大和产品种类的更新，由此带来了不少实际运行的管理技术问题，如：工艺运行不稳定，突发情况导致运行费用增加，运行成本有所增加，甚至导致处理工艺出水水质变差等问题。原有的管理模式己经不能满足现
9、实要求。为有效解决该公司的实际生产中遇到的问题，实施可持续发展策略，该公司决定加大管理技术投入，为同行起带头作用，不断追求创新，促进纺织工业废水处理技术更快、更新的发展，提高工业废水处理厂的日常运行效率，并由广东工业大学环境科学与工程学院针对该公司的现有情况及其发展需要进行研究，决定对原有污水处理工艺进行优化，解决重点技术难题。经过改造和优化后的污水处理工艺将不仅能够有效处理现有运行问题，同时达到推广目的，而且为实现该公司的可持续发展提供良好的条件。就地区而言，均安镇以牛仔制衣业为主打产业，十多年来形成了纺织、浆染、制衣、水洗的完整牛仔服生产产业链。全镇现有牛仔服装生产厂家 900 多家，年产
10、牛仔服装 1 亿多件，产品出口率达 80。由于集中的纺织印染生产，随之而来的印染废水排放量极大。所以，均安镇的印染废水处理厂的建设十分重要。同时，佛山市环保局当局今年在环保上的投入不断增大，说明了其对环境保护更加关注。因此，进行印染废水处理工艺的优化，日常生产管理技术的研究具有重大的实践意义。1.1.3 项目背景1.1.3.1 国家背景据资料统计：我国每年污水排放量为390亿t其中工业污水占 51，并以1的速度逐年增长，而纺织行业占总工业废水的35，每年约有70亿t废水要排放。纺织工业是我国传统的支柱行业之一，已有一个多世纪的发展历史。20世纪90年代以来，随着我国经济高速发展，其用水量和排水
11、量也大幅度增长。纺织行业已经是我国用水量大、排放量也大的工业部门之一。同发达国家相比，中国纺织业的单位耗水量是发达国家的2-3倍，单位排污总量是发达国家的1.2-1.8倍 1,2。印染废水是指印染加工过程中所有工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括：预处理阶段排放的退浆、煮炼、漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗废水；整理阶段排放的整理废水。染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团（如：-N=N- 、-N=O）及极性基团（如：-SO 3Na、- OH、-NH 2）。染料分子中含较多能与水分子形成氢键的-SO 3H、-COOH、-OH等亲
12、水基团，如活性染料和中性染料等，染料分子就能全溶于废水中；不含或少含-SO 3H、-COOH、-OH等亲水基团的染料分子，以疏水悬浮微粒形式存在于废水中；含少量亲水基团但分子量很大或完全不含亲水基团的染料分子，在水中常以胶体形式存在。印染废水中还常带有一些染色助剂 3,4。印染废水的特点是成分复杂、有机物含量高、色度深化学需氧量（COD）高，而生化需氧量（BOD 5）相对较低，可生化性差。牛仔服饰的生产工艺一般为：棉纱卷纬染色红外水洗上浆烘干织布制衣洗漂脱水烘干包装。洗漂是牛仔服饰生产中一个关键的工序。不同的洗漂工艺达到的效果不同。牛仔服饰的洗漂工艺有：普洗、酵洗、扎洗、石磨、轻磨、石染、普染
13、、酵染、轻酵、重酵和双酵等，以求达到磨损、脱色和斑驳等特殊效果。投加的药剂包括冰醋酸、酵素粉、漂水、纯碱、磷酸、软片、浮石、高锰酸钾、固色剂、增白剂、各种染料等。洗漂产生的废水中主要污染物为浮石渣、短纤，以及从牛仔服饰上洗下的染料、浆料和助剂等。集中处理的牛仔洗漂废水特点是含有大量的悬浮物，成分复杂，化学需氧量(COD)高，色度高，可生化性差，废水水质和水量变化大 5,6 。因此纺织印染废水已经对生态和环境造成了不可估量的损失。在环保日益深入人心的今天，对纺织印染进行清洁生产的改造，加强对废水的处理已经成为不可逆转的趋势。而且解决纺织印染废水的污染问题可大大缓解我国的水资源严重匮乏的问题，同时
14、对环境保护和维持生态平衡也有着极其重要的作用。所以对牛仔服纺织废水集中处理技术的研究，也具有重要的意义。1.1.3.2 均安当地背景均安镇牛仔服装制造业经过20多年的不断发展壮大，目前已发展成为生产、出口、销售集一体的行业集散地。为进一步集约发展牛仔服装产业，均安镇在工业园区内专门规划占地约5000亩的工业用地，有效地降低了企业的经营成本。全镇现有牛仔服装生产厂家900多家，年产牛仔服装1亿多件，产品出口率达80长期的外向型制衣加工，使均安拥有在广东地区首屈一指的规模化高档面料市场和独特的洗水工艺，为均安牛仔服装高品质打下坚实基础。承接国际知名品牌的加工订单，又使均安牛仔获得与国际流行趋势同步
15、的设计出样能力。均安牛仔由此构筑了自己的产业优势，优良的制作工艺、领先的设计能力、完善的产业配套基础，成为国际著名品牌香奈儿等首选的牛仔服装加工基地，在欧美市场享有较高知名度。均安“世界的牛仔，牛仔的世界”美名传播。均安将成为珠江三角洲未来最大、最专业的牛仔布匹、辅料、服装交易市场。富安国际牛仔城座落于广东省顺德市西南部的均安镇，该处与中山、新会、江门等市毗邻，地理位置异常优越。均安镇是“省级旅游度假区“ （境内有生态乐园、碧桂园高尔夫生活敦、国际武打巨星李小龙祖居等著名景区），旅游资源得天独厚。近年来，均安镇以牛仔服装制造为龙头的现代工业发展迅猛，现已形成数百家制衣企业的规模，这些企业配套了
16、先进的生产设备和服装制作工艺，所生产的各式牛仔服装畅销珠江三角洲内外，品种、款式应有尽有，均安因而赢得了“ 制衣之城“ 、 “牛仔之城“的美誉。雄厚的产业基础和发展前景，吸引了来自全国各地的布匹、辅料生产厂家在均安开设经销点近百个，从而奠定了均安牛仔布匹、辅料市场的雏形。可是到目前为止，需要处理如此集中的牛仔服洗漂废水和碱丝光废水，均安镇的废水处理技术并不是最优化的。污水处理厂的日常运行过程不够稳定，管理技术也不够科学。 1.2 国内外技术发展现状与趋势国内外对牛仔服装洗漂废水与碱丝光废水等纺织印染废水的处理发展状态及趋势如下：1.2.1 纺织印染废水的处理方法及发展方向当前国内国际上处理纺织
17、印染废水的方法大致可分为：物理法，物理化学法，化学法，生物法三类 8,9。单纯的物理法对于纺织印染废水的处理难以达标，现在已经趋于淘汰，或者是应用于废水的预处理方面。现将各种处理方法做个比较如下（表 1） 。其中，接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法两者之间的生物处理技术，是两者的混合型式。国外又称为浸没式生物滤池法。由于在池中放置一定数量的、而且具有一定孔隙率和比表面积的填料，为微生物的生长提供了栖息场所，具有明显的生物膜法特点。同时它又采用了活性污泥法的曝气方式，并在池体中和填料间也具有一定数量的活性污泥，因此它又具有活性污泥特性。由于采用鼓风曝气型式，不受池体表面产生的泡沫影响，不产生污
18、泥膨胀，有机负荷高，占地少，自 1980 年代中后期这种型式很快得到推广，并且在棉印行业逐步取代了表面加速曝气型式 10 。表 1 各种处理方法比较处 理 方 法 效果及优点 缺点物理法 除去颗粒状悬浮物，去除部分色度 处理程度不高，简单易行氧化法 色度去除率极高，适于处理高浓度有机废水 耗能大，COD 去除率小化学法 电化学法 对含酸性燃料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为 50%70%对颜色深、COD cr 高的废水处理效果较差，能耗大，成本高及存在析氧和析氢等副反应混凝法工艺流程简单、操作管理方、设备投资省、占地面积少、对疏水性燃料脱色效率很高运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性
19、燃料处理效果差物理化学法 吸附法BOD 去除率、COD 去除率分别达93%和 93%，污水如先曝气，则会加快吸附速率如废水 BOD5200mg/L,采用此法很不经济好氧法 对 BOD 去除效果明显，一般可达80%左右色度和 COD 去除率不高，运行费用高及剩余污泥需专门处理或处置厌氧法能直接处理高浓度印染废水，色度和 COD 去除率分别稳定在 80%和 90%以上条件较为苛刻，BOD 去除率较低生物法好氧 -厌氧法 BOD、COD 以及色度去除率均较高，效果稳定微生物对营养物质，pH、温度等条件有一定要求，工艺占地面积大，管理复杂现在单一的处理方法已不能满足当前纺织印染废水发展的要求。需要我们
20、开发应用新的工艺。纺织印染废水的处理工艺发展方向大致有以下两种。1、改进传统工艺和方法 7,11-13在此方面的研究现在已经取得了一定的成果，胡伟文研究的“流炭法” 处理印染废水，Jae-Hyunbae 等研究的新型 HDTMA 膨润土等则是其中的代表。当前改进的传统工艺主要是集中在以下 4 个方面：（1） 传统吸附法的改进（2） 传统混凝法的改进（3） 传统电化学法的改进（4） 传统化学氧化法的改进2、高新技术的应用和实践 14,15（1）光化学氧化法目前研究应用较多的是光催化氧化技术，光催化氧化技术能有效的破坏许多结构稳定的生物难降解有机污染物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有
21、的有机物在光催化氧化作用下可以完全氧化为 CO2、H 20 等简单无机物。但是光催化氧化对高浓度废水的处理效果不太理想。（2）膜分离技术 15膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理的目的。具有不产生二次污染、能耗低、可循环使用、废水可直接回用等特点。但是膜技术还存在着许多待解决的问题，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材质的抗酸性、耐腐蚀性等问题。所以现在的单一膜处理技术还存在着一系列的经济技术问题。（3）超声波技术利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机物污染物。降解条件温和、降解速度快、使用范围广，可以单独使用或与其他水处理技术联用。虽然目前的超声技术在水处理上的研究已经取得了较大的成果，但是绝大部分研究都还局限于实验水平上。（4）高能物理法高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电力，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质 HO.自由基和 H 原子，与有机物质发生作用，而使其分解。高能物理法处理印染废水具有有机物的去除率高、
