粘膠短纖維生產中紡練車間外排的高鹽、酸性廢水增加了生化處理難度和能源消耗，并且污水處理廠調節PH值時加入電石渣，污水在排放過程中硫酸鈣不斷析出，造成外排管道結晶，需對管道進行定期維護和清理，增加污水處理成本，因此研究新的酸性水回收處理工藝，回收其中的有用組分，以減少含鹽污水生化處理難度，降低污水處理成本。

隨著行業競爭和環保政策的日益嚴格，粘膠纖維生產企業開始重視酸性水的回用。目前已有粘膠纖維生產企業采用蒸發的方式對酸性廢水進行濃縮回用，但蒸發設備存在投資大，運行費用高的缺點。研究更加節能高效的廢水處理工藝，降低生產成本和污水COD，對粘膠纖維生產的廢水處理具有指導意義。

1、超濾、反滲透膜組合濃縮低酸性廢水設計方案

為降低酸性水的處理成本，采用超濾、反滲透組合方式對酸性廢水進行處理試驗，具體工藝流程如圖1所示。

紡練車間含硫酸10g/L~13g/L、硫酸鈉30g/L~35g/L、硫酸鋅1g/L~1.5g/L的酸性廢水，在預處理罐進行預處理，預處理之后的酸性廢水經過過濾，再通過負壓蒸發降溫至超濾膜允許的40℃以下進料溫度，經過超濾膜除去酸性水中的大顆粒雜質，超濾膜設備的濾出液進入反滲透膜設備進行濃縮，反滲透濃縮液中含硫酸25g/L~35g/L、硫酸鈉80g/L~90g/L、硫酸鋅2g/L~3g/L，該濃縮液可直接輸送到酸浴車間進行蒸發濃縮，回用于生產系統；同時反滲透膜所產水可做為軟水應用于生產系統。

2、超濾膜、反滲透膜設備原理

超濾膜是以外加壓力作為動力的濾袋卷式膜物理分離設備，可實現大分子和小分子的分離。

反滲透膜是選擇透過性膜，利用高滲透壓將水分子和其他大分子分離，反滲透膜過濾精度高于超濾膜，一般超濾膜作為反滲透膜的前處理。

3、酸性水超濾膜膜前預處理

反滲透膜進料為超濾膜濾出液即可滿足濃縮低酸性廢水的要求。制約超濾、反滲透組合方式處理酸性水濃縮的關鍵為超濾膜膜前物料預處理環節。超濾膜處理物料對物料性能指標有一定的要求，包括濁度≤5NTU、固體懸浮物≤1%、可溶性有機物≤0.1%等。目前生產上成熟的通用超濾膜膜前處理方法有石英砂過濾、活性炭吸附、微濾等手段，針對我公司外排酸性水特點，試驗高溫攪拌析出、絮凝劑混凝沉淀和活性炭吸附三種預處理方法，篩選出最優酸性水預處理方法。

3.1 高溫攪拌試驗

我公司外排酸性廢水溫度在80℃~85℃，濁度在10NTU~15NTU，高溫酸性水以有機膠體狀態存在。為打破酸性水膠體穩定結構，進行酸性水高溫攪拌試驗，通過外力打破酸性水穩定結構，使其團聚析出。

取一定量的一線外排酸性水，采用恒溫加熱磁力攪拌器做三次平行試驗，溫度控制在80℃~85℃，4h后均無明顯雜質析出，酸性水濁度為30.56NTU，說明80℃~85℃溫度條件下攪拌，對酸性水析出無顯著影響；酸性水溫度控制在86℃~90℃，4h后均無明顯雜質析出，酸性水濁度為50.12NTU，酸性水濁度是80℃~85℃時濁度的1.64倍，說明提高溫度有助于雜質析出，需進一步提高酸性水攪拌溫度；控制酸性水溫度在91℃~95℃之間，經4h加熱攪拌后，發現酸性水底部有少量雜質析出，同時顏色加深，濁度為79.13NTU，是80℃~85℃時濁度的2.58倍。

進一步對我公司紡練車間所有生產線酸性廢水進行高溫攪拌試驗，試驗結果數據如下表1所示。

通過表1數據分析可知，同樣攪拌4h的相同條件下，91℃~95℃酸性水濁度均比85℃~90℃濁度明顯提高，并且顏色明顯加深，同時91℃~95℃攪拌4h后的酸性水有少量雜質析出，而80℃~85℃條件下無沉淀雜質析出，說明高溫攪拌有利于酸性水雜質析出，因此酸性水預處理溫度范圍控制在91℃~95℃，但需額外提供熱源給酸性水加熱。

3.2 絮凝劑混凝沉淀試驗

進行不同比例絮凝劑聚丙烯酰胺與酸性水混合試驗。聚丙烯酰胺與酸性水加入比例為5:10000時無明顯絮凝效果，提高聚丙烯酰胺加入量，聚丙烯酰胺與酸性水加入比例為5:1000時有明顯絮凝效果，但是過濾效果較差，同時由于引入新的有機雜質，易堵塞超濾膜體系，所以此種試驗方法不適用于作為超濾膜膜前預處理。

3.3 活性炭重復使用試驗

經過多次試驗確定活性炭的加入量與酸性水質量比例為5:10000，85℃~90℃吸附0.5h后經1μm濾袋過濾，效果良好，濁度≤5NTU，可以達到超濾膜設備要求。但是活性炭成本較高，為進一步降低使用成本，考慮活性炭重復使用，進行了為期一個月的超濾膜小試裝置的試驗，具體實施方案如下：

用40L軟水測定溫度為40℃、0.8MPa壓力下的超濾膜產水流量，作為運行前軟水產水量。取20L紡練車間一線酸性水作為原水樣進行活性炭吸附，活性炭的加入量與酸性水質量比例為5:10000，85℃~90℃吸附0.5h后經1μm濾袋過濾，濾液自然冷卻至40℃后倒入超濾膜進料桶中，運行超濾膜設備。超濾完成后，再次用40L軟水測定溫度為40℃，0.8MPa壓力下的超濾膜產水流量，作為運行后軟水產水量。如此循環重復上述步驟進料測試，測定溫度40℃、壓力0.8MPa條件下超濾膜的軟水產水流量應大于36L，產水流量衰減=（1-每次運行后產水流量÷每次運行前產水流量）×100%。當產水流量衰減10%時需要進行反洗，試驗停止，記錄活性炭重復利用次數，具體數據如表2所示。

由表2數據可知，活性炭與酸性水加入質量比例為5:10000，85℃~90℃吸附0.5h后過濾，小試運行一次后發現軟水試驗前后產水流量衰減1.32%。將活性炭反復利用，由于活性炭過濾損失5%，每次補加0.5g（總碳量10g的5%），跟蹤超濾膜小試設備試驗過程中軟水流量變化及產水流量衰減情況，摸索活性炭循環利用的極限次數，試驗完成第十二次循環利用，產水流量衰9.72%，接近反洗控制指標，第十三次產水流量衰減到13.89%，超過反洗控制指標，所以活性炭小試驗重復利用次數確定為12次。經過活性炭吸附后的酸性水過濾后濁度在5NTU以下，因為形成了活性炭濾餅，酸性水濁度明顯下降，達到超濾膜進料要求。

以上三種酸性水預處理方法對比分析，加絮凝劑方案不可行，高溫攪拌析出雜質方案雖然可行，但需提供蒸汽加熱，增加成本，且溫度控制波動導致酸性水攪拌前后濁度差異較大。綜合考慮三種方案，最終確定選用添加活性炭方案，活性炭與酸性水加入質量比例為5:10000，高溫吸附0.5h后過濾，濾出液作為超濾膜進料。

4、超濾、反滲透處理酸性廢水試驗

酸性水進水流量控制在1.8m3/h，控制蒸發罐蒸發溫度為35℃~37℃，超濾膜設備和反滲透設備設定為自控控制，記錄工藝運行參數，具體數據見表3。

由表3數據可知，活性炭吸附過濾之后酸性水濁度在5NTU以下，說明經過預處理后酸性水雜質去除較好，經過15h連續運行，超濾膜濾出液流量（反滲透進料流量）由1.41m3/h降低到1.08m3/h，反滲透凈水流量由0.95m3/h降低到0.61m3/h，嚴格控制超濾膜前期預處理之后酸性水中大顆粒雜質的去除，保證超濾膜進料指標，本工藝可長期穩定運行。

5、結論

（1）通過對比高溫攪拌、絮凝劑混凝沉淀和活性炭吸附三種酸性水預處理方法，篩選出最優預處理方法為活性炭吸附，活性炭與酸性水加入質量比例為5:10000，高溫吸附0.5h，預處理效果良好，活性炭可重復利用。

（2）超濾、反滲透處理設備可連續穩定運行15h。對于超濾、反滲透膜衰減情況，還需通過設備的運行，進行觀察、測試。（來源：唐山三友遠達纖維有限公司）