粘膠纖維行業是典型廢水及污染物排放量大的工業行業，廢水具有水量大、治理難度大等特點。我國粘膠短纖維產能已突破400萬噸，占全球近70%，成為粘膠短纖維最大的生產國。通常，一條設計生產能力10萬噸/年的差別化粘膠短纖維生產線，廢水排放量就達到了18000m3/d。
目前，國家尚未設定粘膠纖維行業的水污染排放標準，企業一般執行GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級標準。處理后的廢水，由于含鹽量較高，按照現在的方式，排入沙漠庫區后難以形成生態系統，種植的蘆葦和紅柳也無法存活，水流之處土壤鹽堿化明顯，環境問題嚴重。因而，粘膠纖維行業水資源回收及零排放或許是解決行業污染問題的最終途徑。
二、粘膠纖維生產廢水水質及特點
2.1 廢水水質
粘膠纖維生產線配套污水處理設施采用“物化+生化+催化氧化”工藝，污水排放執行GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級排放標準。以10萬噸/年差別化粘膠短纖維生產線為例，將18000m3/d處理后的粘膠纖維生產廢水，全部進入回用水處理系統進行處理后，水質滿足粘膠纖維生產用工藝用水指標要求，回用于生產，實現廢水零排放。根據查閱資料及實地考察可知，廢水水質如表1所示。
回用水水質需要符合生產工藝用水指標，如表2所示：
2.2 廢水水質的特點
粘膠纖維工業廢水中主要污染物為COD、鋅離子、無機鹽和硫化物等，具有以下特點。
(1)含鐵：來水為廠區粘膠纖維生產廢水，含有一定量的鐵等重金屬，若采用反滲透膜對來水進行濃縮，需考慮除鐵措施。
(2)硬度較高：廢水總硬度為816mg/L，需要進行軟化除硬處理。
(3)TDS和COD較低：根據水質數據，原水TDS為9000mg/L，COD為50mg/L，含量均不高，可采用抗污染卷式RO進行濃縮減量。
三、工藝方案的確定
3.1 工藝流程及水量平衡圖
根據水質情況及設計要求，推薦采用“一級軟化+V型濾池+UF(超濾)+一級卷式RO+DTLRO+二級高密軟化+砂濾+樹脂軟化+DTRO+二級卷式RO(處理DTLRO及DTRO混合產水)+MVR蒸發結晶”組合工藝，對來水進行中水回用及零排放處理。
根據現有水質數據，設計工藝流程見圖1。
3.2 工藝流程說明
經組合工藝處理后，膜系統回收率可以達到92.8%，僅剩余少量濃縮液進入MVR系統，經蒸發結晶得到結晶鹽。具體工藝說明如下：
一級軟化：由于廢水中的鈣、鎂離子含量較高，需通過投加液堿、純堿等化學藥劑，使其與水中的鈣、鎂及少量的金屬離子形成沉淀物，最終以污泥的形式排出，預計一級軟化出水總硬度在150mg/L左右，此硬度可保證超濾和卷式RO系統的穩定運行。
V型濾池：去除一級軟化出水的懸浮物、膠體等物質，保障后續系統進水的SS要求。
超濾：去除V型濾池產水中剩余的懸浮物等，為后續卷式RO系統的穩定運行提供保障。
一級卷式RO：采用卷式RO對UF(超濾)產水進行初步濃縮，卷式RO濃水排放至DTLRO系統，產水去RO混合產水池。
DTLRO：對一級卷式RO濃水進一步濃縮，DTLRO濃水排放至二級軟化系統，產水去DTLRO+DTRO混合產水池。
二級軟化：被軟化后的原水經卷式RO和DTLRO膜濃縮后，濃水中的鈣、鎂離子含量增高，若要保證后續系統的穩定運行，需通過投加石灰、純堿等化學藥劑對DTLRO濃水進行除硬處理，預計二級軟化出水總硬度200mg/L左右，此硬度可保證樹脂軟化系統穩定的再生周期，提高系統運行的經濟性。
砂濾：去除二級軟化出水的懸浮物、膠體等物質，保障后續系統進水的SS要求。
樹脂軟化：經砂濾過濾后的產水進入樹脂軟化系統，對水中剩余的鈣、鎂進行深度去除，樹脂軟化出水總硬度可達到1mg/L以下，此工藝可避免高倍濃縮鈣、鎂等易結垢物質對系統造成影響。
DTRO系統：對DTLRO濃水進行深度濃縮，DTRO濃水排放至MVR系統，產水去DTLRO+DTRO混合產水池。
二級卷式RO：由于DTLRO和DTRO單元進水水質惡劣，產水TDS偏高，難以滿足回用水水質要求，因此采用二級卷式RO對DTLRO和DTRO的混合產水進行處理，以提升產水水質。二級卷式RO產水去RO混合產水池，濃水排至一級卷式RO濃水池再次處理。
MVR系統：對DTRO系統的濃水進行蒸發結晶，得到結晶鹽。
3.3 水質預測結果
根據進出水水質、處理要求及各工藝設備理論脫除率，結合部分關鍵工藝段實驗研究，本文要求的污染物去除率水質預測如表3所示。
四、運行費用估算
基于以上各工藝段物料平衡計算，得出各類輔料及公用工程消耗量，結合該企業現階段實際采購價格，本文選取技術運行費用估算如表4所示。
五、結論
本設計利用大通道卷式膜技術對粘膠纖維生產廢水進行處理，廢水回收利用率可達到95%以上的回收效果，對粘膠纖維生產廢水的脫鹽效果表現優異，可以達到97.3%的脫鹽率，產水水質可以達到回用水水質各項指標要求。
以18000m3/d的中水處理及零排放工程為例，達到全面實現零排放目標。按照每生產1噸粘膠短纖維，外排60m3廢水核算，零排放運行成本6.44元/噸水，則每噸粘膠短纖維成本增加386.40元。雖然會導致企業生產經營成本有一定增加，但是水資源回收利用及零排放能徹底解決廢水污染的問題，社會與環境效益顯著。
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