印刷版材生產(chǎn)廢水循環(huán)經(jīng)濟探討論文
1中和水回收利用標準
由于印版生產(chǎn)過程中版材沖洗用水目前并未建立相應的國家或行業(yè)標準，這也給中和水回收利用帶來了很大的技術難題。行業(yè)內(nèi)常見的沖版用水是一次水通過離子交換器去除硬度后獲得，但版基處理質(zhì)量易受原水水質(zhì)波動的影響。因此確定一套合理的沖版用水水質(zhì)標準不但是印版生產(chǎn)行業(yè)開展好循環(huán)經(jīng)濟工作的必要條件，對于版材產(chǎn)品質(zhì)量的提升也有著至關重要的意義。沖版用水的作用是將經(jīng)過酸堿工藝槽后的版基表面酸性、堿性殘液沖洗干凈。主要的目的就是“去臟”，因此對用水的要求就是本身潔凈并且不會造成版基的二次污染。為達到水質(zhì)本身潔凈的要求首先就應該控制濁度，借鑒《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標準》（GB1576-2008）中對除鹽水濁度的要求濁度可選擇≤1NTU。對于水質(zhì)pH值的要求，由于沖版用水本身就是用來沖洗版基表面酸堿殘液，所以可適當放寬至6.5~8.5。對版基造成的二次污染可分為物化性污染和生物性污染兩類。其中物化性污染主要是水中的硬度、鹽分等物質(zhì)附著在版基后經(jīng)干燥而產(chǎn)生的微小固體（因硬度產(chǎn)生的結垢和鹽類的結晶體）造成的臟點。生物性污染主要是水中的COD、營養(yǎng)性物質(zhì)如氨氮、磷鹽、細菌使水中滋生藻類等物質(zhì)干燥后附著在版基表面造成白點的現(xiàn)象。因此對沖版用水還需要控制以下指標：借鑒《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）和《瓶（桶）裝飲用水衛(wèi)生標準》（GB19298-2003）、《飲用凈水水質(zhì)標準》（CJ94-2005）、《工業(yè)鍋爐水質(zhì)標準》（GB1576-2008）中對各類指標的要求。事實上在沖版用水指標里，對版材質(zhì)量起到重要影響的指標是濁度、菌落總數(shù)和溶解性總固體。因此要想將處理后的沖洗中和水回收利用到生產(chǎn)中去主要目標就是降低水中上述三項指標的含量。
2中水回收利用控制技術
2.1濁度控制技術
對于濁度可以選擇過濾的方法改善出水效果。常見的過濾器有:機械過濾器、篩網(wǎng)過濾器和疊片自動過濾器。經(jīng)過絮凝沉淀、纖維球過濾后的`沖洗廢水本身水質(zhì)濁度條件就已經(jīng)很好。篩網(wǎng)過濾器屬于表層過濾，過濾精度小在進一步控制出水濁度上已經(jīng)無能為力。機械過濾器（無閥濾池、纖維球過濾器、BMF過濾器）雖然能夠做到深層過濾，但投資大維護麻煩，作為提高出水水質(zhì)設備成本上不具備優(yōu)勢。盤式過濾器可以提供最高高達5μ的過濾精度。它還具有徹底高效的反洗效果，只需10~20s就能完成每個過濾單元的反清洗。并能夠全自動運行，連續(xù)出水，幾乎不需要日常維護。
2.2細菌控制技術
對于細菌可采用消毒方法對細菌進行滅活，近年來常見的消毒手段有氯化（Chlorine）消毒、二氧化氯（ChlorineDioxide）消毒、紫外線（UV）消毒、臭氧（O3）消毒等幾類方法。說明了各種消毒工藝的優(yōu)缺點。上述前3種消毒方式均因安全性或向水中引入新的污染物質(zhì)而不適用于本行業(yè)的中和水回收利用殺菌滅活。而紫外消毒具有接觸時間短，殺菌效率高，不改變水的物理化學性質(zhì)，不產(chǎn)生殘留物質(zhì)和不良異味的優(yōu)點，操作使用極其方便，只需要定期清洗，更換紫外燈管即可。作為印版生產(chǎn)企業(yè)回用水處理系統(tǒng)的一個環(huán)節(jié)，紫外消毒后的中和水管道長度較短，而且為全封閉系統(tǒng)管路，中途并沒有旁支引入新的污染源，只要保證好中和水處理系統(tǒng)出水的潔凈度就可以避免藻類在印刷板材生產(chǎn)線沖洗水槽內(nèi)大量繁殖。
2.3溶解性總固體控制技術
溶解性總固體（TDS）是溶解在水中的無機和有機物的總稱，其主要成分是鈣、鎂、鈉、鉀離子和碳酸離子、碳酸氫離子、氯離子、硫酸離子等，這些離子的粒徑一般在0.5~5nm以下。從現(xiàn)有的技術手段來看，對于溶解性總固體的去除隨著膜技術的日益發(fā)展已經(jīng)不存在任何問題。根據(jù)分離膜的分離原理和推動力不同，可將其分為微孔膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜等。膜的孔徑一般為微米級甚至納米級，反滲透膜甚至納濾膜已經(jīng)可以進行高價離子級別的分離。膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時產(chǎn)水量越低。納濾膜的運行壓力一般3.5~30bar。二價以上鹽脫除95%~98%，一價鹽脫除50%~90%。對于印版企業(yè)處理后的沖洗廢水中的硫酸根、鈣、鎂離子及部分低價離子可以達到良好的去除效果。由于處理后的沖洗廢水中溶解性總固體主要是由鈣離子、鈉離子、鋁離子、硫酸根、氯離子、磷酸根等構成，從上圖中可以看到納濾已經(jīng)可以完全滿足去除水中的硬度、硫酸根、磷酸根等高價離子，對于單價離子（主要是鈉、氯離子）則需要利用反滲透完成。由于印版行業(yè)沖洗廢水處理出水鹽分含量高、成分復雜，單純使用反滲透進行處理膜容易被堵塞，造成產(chǎn)水量下降，處理效率低下，因此可以考慮多級膜處理工藝。綜合上述分析，印版生產(chǎn)行業(yè)沖洗廢水處理后作為沖版水回收利用到生產(chǎn)中去，在技術上完全可以得到保證。
3中和水回收利用方案
由于沖洗廢水處理后的濁度主要來自于水中懸浮的膠體物，粒徑一般在10~1000nm，細菌等物質(zhì)的粒徑一般在100~1000nm，利用膜法處理完全可以去除以上兩種污染物。但也要注意到，濾膜本身是一種嬌貴的過濾介質(zhì)，當水中存在較大的顆粒物質(zhì)時，容易產(chǎn)生污堵或者劃傷膜，對膜本身造成不可修復的傷害。因此預處理就顯得尤為重要，大部分水處理系統(tǒng)中膜系統(tǒng)運行不好都和前期預處理有直接的關系。因此不能單純?yōu)榱斯?jié)約投資成本，而把所有微粒的去除任務寄托在納濾甚至反滲透上去。纖維球過濾器配合疊片過濾器作為進入膜系統(tǒng)的預處理還是具有較高的安全保證的。按照印版行業(yè)廢水處理的現(xiàn)狀和出水水質(zhì)，為了能夠穩(wěn)定連續(xù)達到生產(chǎn)用水的要求，可采用預處理+雙膜法作為主體工藝。首先采用疊片過濾器對廢水進行過濾處理，去除水中大部分懸浮物和大顆粒機械固體雜質(zhì)，以達到降低污染性能的目的。然后通過紫外消毒設備對水中可能存在的微生物進行滅活，防止因細菌滋生對膜元件表面產(chǎn)生粘膜造成的污堵。預處理后的水進入膜處理單元，為減輕反滲透單元的運行壓力，更適宜先利用納濾膜除去一部分鹽類。廢水先通過納濾處理，去除水中的微生物代謝產(chǎn)物、硬度、高價鹽類及一部分鈉、氯離子。納濾產(chǎn)水進入反滲透系統(tǒng)，可有效保證反滲透系統(tǒng)進水的SDI小于1，極大的延長膜清洗周期，減少清洗廢水排放量，從而達到延長其運行壽命的目的。上述工藝方案中，關鍵點是盤式過濾器、納濾膜、反滲透膜的選擇。為保證下級納濾系統(tǒng)的正常運行可選擇過濾精度為10μ。納濾膜可選擇陶氏納濾膜NF90，印版企業(yè)沖洗廢水處理系統(tǒng)受到酸堿廢液出水、生產(chǎn)線樹脂交換器再生出水的沖擊較易發(fā)生TDS波動，采用NF90納濾膜可將TDS脫除率穩(wěn)定在85%左右，利于下級反滲透膜的運行。反滲透膜可采用陶氏生產(chǎn)的BW30-365FR抗污染反滲透膜元件，它適合于含鹽量約10000mg/l以下的給水，可減少有機物及微生物在膜表面的吸附，大大提高了膜元件在高生物污堵條件下的性能和化學清洗的恢復性能。
4結論
隨著膜技術的日益成熟，印刷板材生產(chǎn)廢水的循環(huán)利用在技術和經(jīng)濟上已經(jīng)不存在任何障礙，如果控制好前級廢水處理系統(tǒng)的出水效果，按照上述方案采用上述處理工藝建設一座處理水量100t/h的廢水處理裝置，投資約250~300萬元，運行成本應小于2.5元/t水。兩年半左右就能收回投資。更重要的是廢水處理出水的水質(zhì)要遠好于生產(chǎn)線現(xiàn)有樹脂交換產(chǎn)水質(zhì)量，利用它進行版材沖洗將對穩(wěn)定印刷版材產(chǎn)品質(zhì)量做出較高貢獻，同時因污水排放量減少而產(chǎn)生的社會效益更是無法估量。
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