印染廢水深度處理及回用技術研究

   印染工業(yè)作為中國具有優(yōu)勢的傳統(tǒng)支柱行業(yè)之一，自20世紀90年代以來獲得迅猛發(fā)展，其用水量和排水量也大幅度增長。國家統(tǒng)j局公布數(shù)據(jù)顯示，2010年紡織業(yè)廢水排放總量達245470萬噸，高居全國工業(yè)部門第三位。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，淡水資源日益緊缺，印染廢水的深度處理和回用已越來越引起人們的重視。而接觸氧化工藝通過充氧曝氣和好氧菌膠團的作用，進一步氧化分解水中污染物質(zhì)，并通過二沉池的污泥回流，提高生化系統(tǒng)污泥活性。

印染廢水

   1、國內(nèi)印染廢水處理及回用現(xiàn)狀

   我國對印染廢水回用已有較多的研究，從目前研究及應用的情況來看主要有以下特點：

   (1)回用技術大多處于試驗研究階段，多為小試和中試，實際工程應用較少，且水的回用率較低，一般不超過50%，主要回用于對水質(zhì)要求不高的前道工序，缺乏有利于提高回用水水質(zhì)及回用率的技術的推廣應用。

   (2)回用處理主要是對印染廢水在達標處理的基礎上進一步進行處理，達到回用水水質(zhì)標準。處理工藝主要采用混凝、吸附、過濾和氧化等技術，其中對去除鹽度和硬度的關鍵技術研究較少。

   (3)由于現(xiàn)有技術水平的限制，印染廢水大量回用對生產(chǎn)及廢水處理系統(tǒng)會帶來一系列問題，包括有機污染物和無機鹽的積累。目前對廢水長期回用的水質(zhì)問題及對水處理系統(tǒng)的影響研究不多，特別是無機鹽的積累問題基本沒有涉及。

   2、印染廢水深度處理及回用工藝介紹

   印染廢水常用的處理方法主要有：物化法、化學法、生化法、膜技術和其他組合工藝等。僅靠單一的處理工藝很難達到深度處理及回用的目的，必須對現(xiàn)有的工藝進行集成，采用多種工藝聯(lián)合處理的方法，才能真正實現(xiàn)回用的目標。

   2.1物化法

   物化法主要以吸附法為主，目前在印染廢水深度處理及回用中常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、f煤灰、沸石、膨潤土等。印染廢水深度處理及回用研究和應用較多的是活性炭。如厭氧和好氧消化除了降解有機物外，還可以大大減少病原體的數(shù)量。活性炭比表面積大、親水性強、吸附脫色效果好，特別適合于小分子水溶性染料的吸附脫色。活性炭對于二級生物處理后印染廢水中的殘余污染物(如合成染料、表面活性劑等)具有很好的吸附能力，但處理成本高，再生能耗大，常與其它工藝組合對紡織印染廢水進行深度處理。張健俐等。

   2.2采用臭氧脫色和活性炭吸附組合系統(tǒng)對淄博市某紡織企業(yè)的印染廢水進行回用處理，進水COD值為8O～100mg/L、色度為0.25～0.35時，出水COD為6～10mg/L、色度為0.01～0.03，處理后的水可用于企業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益明顯。80年代后期,無機膜的用途擴展到水的過濾、環(huán)境保護中廢水處理和貴重材料的回收、制造工業(yè)過濾等方面。謝丹萍等[3]采用連續(xù)膜過濾系統(tǒng)(CMF)-活性炭吸附工藝對某印染廠污水處理站排水進行回用處理，處理后出水Fe、Mn的去除率達到，色度為4、濁度0.2NTU、COD<10mg/L，達到印染企業(yè)生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。

   2.3化學法

   印染廢水處理中常用的氧化劑有Fenton試劑和臭氧。Fenton法具有簡單、快速、可產(chǎn)生絮凝等優(yōu)點，但仍存在氧化劑利用率低、氧化效率差、處理成本偏高等缺陷。目前，F(xiàn)enton法常與電化學氧化法結合對紡織印染廢水進行回用深度處理。結論①該廢水處理系統(tǒng)運行近兩年，調(diào)試正常運行后的水質(zhì)監(jiān)測結果顯示，出水的各項指標均達到設計要求，合格率達95％以上。如姜興華等(1)將鐵炭微電解一Fenton試劑聯(lián)合氧化技術用于經(jīng)A/O處理的印染廢水出水，在j反應條件下，COD去除率達到90%以上，色度去除率為99%，達到了印染廢水回用的要求。針對印染廢水色度大的特點，臭氧極強的氧化性可有效去除色度及廢水中的有機物，同時臭氧還具有殺菌除臭功能。在實際工程應用中，通常很少單獨采用臭氧氧化法處理印染廢水，而是與其他方法聯(lián)合使用，如臭氧-活性炭和臭氧-曝氣生物濾池。Lin等(2)在活性炭為填料的流化床或固定床中通人臭氧，把臭氧氧化和活性炭吸附組合成一個單一的過程。研究發(fā)現(xiàn)，臭氧氧化能夠延長活性炭的再生，減少其再生成本;活性炭不僅僅是一個吸附劑，同時是臭氧氧化的催化劑。兩者可以彌補各自固有的不足。具有很好的協(xié)同作用。顧曉揚等(3)采用臭氧-曝氣生物濾池工藝對某紡織洗水廠二級生化處理出水進行回用處理，在進水COD約為8Omg/L、色度為16倍、濁度約為8NTU的條件下，當臭氧投加量為3O～45mg/L、曝氣生物濾池水力停留時間為3～4h、氣水比為5∶1時，出水COD<30mg/L、色度為2倍、濁度<1NTU，滿足生產(chǎn)工藝對回用水水質(zhì)的要求。

   2.4生化法

   生化法主要是運用微生物的代謝作用來分解污染物，不僅可以用于印染廢水的達標排放處理，而且也可以作為深度處理及回用技術。由于使用的染料、助劑很多屬有毒和難生物降解物質(zhì)，如硫化堿、PVA等，廢水的可生化性很差，主要水質(zhì)指標見表1。生化法主要有曝氣生物濾池、生物活性炭等，一般很少采用生化法作為深度處理回用工藝，實際應用中多采用生化法與其他工藝聯(lián)合使用。

無錫印染廢水廠處理工藝無錫印染廢水廠處理工藝無錫印染廢水廠處理工藝無錫印染廢水廠處理工藝

卷染、軋染高濃度漂染廢水處理工程

卷染染色時降低染缸液位，減少水洗次數(shù)和用水量等。噸布用水量僅15 t，相當于同行業(yè)平均水平的1/4左右?？衫迷姵卦?，在酸性條件下，反應池中形成無數(shù)以鐵為陽極、碳為陰極的微型原電池，電極反應如下：陽極：Fe-2e→Fe2 E0（Fe2 /Fe）=-0。由于用水量少，使得廢水中CODCr濃度相對。經(jīng)監(jiān)測，車間出水CODCr在2600～10000 mg/L之間，平均5000 mg/L。由于使用的染料、助劑很多屬有毒和難生物降解物質(zhì)，如硫化堿、PVA等，廢水的可生化性很差，主要水質(zhì)指標見表1。

表1 廢水水質(zhì)及排放標準項目CODCr/mg·L-1BOD5/mg·L-1色度（倍）pH廢水水質(zhì)2600～10000600～3000200～1200>13排放標準<100<20<406～92  工藝流程及主要構筑物

2.1 工藝流程2.2 主要構筑物

 主要構筑物及參數(shù)構筑物名稱規(guī)  格設計水力停留時間/h調(diào)節(jié)池11.5 m′4.5 m′3.5 m3.5豎流沉淀池F6 m′6.9 m1.5斜管沉淀池11.5 m′5.0 m′6.1 m4.6水解酸化池17.5 m′11.5 m′6 m24SBR池（3座）11.5 9.5 m′6 m24水力澄清池F5.2 m′6.0 m2.5砂濾池（兩組）2.6 m′2.6 m′4 m濾速10 m/s集水池111.5 m′6.0 m′5.8 m8集水池211.5 m′6.0 m′5.8 m8集水池311.5 m′12.0 m′5.8 m153  設計要點及運行結果

3.1 廢水物化預處理工藝的設計

該廠在卷染染色時使用硫化染料較多，部分時段廢水中硫化物含量高達400 mg/L。據(jù)有關文獻記載，活性污泥對硫化物的g適應濃度在100 mg/L左右，高于100 mg/L將會對污泥活性產(chǎn)生抑制作用，嚴重時會造成污泥全部解體。④運行成本低采用模塊化設計，便于根據(jù)產(chǎn)水量的不同，調(diào)節(jié)運行膜組件的數(shù)量，根據(jù)抽吸壓力進行在線反洗，降低運行能耗。因此設計必須考慮硫化物的去除問題。硫化物在pH小于5時主要以H2S形式存在，此時利用空氣吹脫去除效果較好。根據(jù)這一原理，設計在調(diào)節(jié)池內(nèi)加酸曝氣去除硫化物。選用石灰回調(diào)pH時，雖然產(chǎn)泥量較多，但它價格低廉，同時又是較好的助凝劑，在形成沉淀時由于沉淀物網(wǎng)捕等作用，可去除部分CODCr，降低后續(xù)處理負荷?；卣{(diào)廢水pH后，根據(jù)試驗選取硫酸y鐵、聚b烯酰胺對廢水作進一步混凝處理，通過上述措施從而保證物化預處理的效果。

3.2 水解酸化池的設計

水解酸化池設計水力停留時間24 h，廢水中部分染料b環(huán)及長鏈大分子物質(zhì)的分子鍵在池內(nèi)厭y菌、兼y菌胞外酶的作用下斷開，使b環(huán)開環(huán)，大分子斷裂為小分子，從而達到降低廢水毒性、提高廢水的可生化性的目的。1濃堿減量廢水處理濃堿減量廢水源自生產(chǎn)工藝前段堿液池，NaOH含量可達到1％～2％，COD濃度達到5×104～8×104mg/L。水解酸化池內(nèi)安裝半彈性填料供微生物附著生長，以增大廢水與微生物的接觸面積和接觸時間。池底部安裝穿孔曝氣管定期攪動池底污泥。

水解酸化-活性污泥法處理印染廢水研究

據(jù)不完全統(tǒng)計, 我國每天排放的印染廢水約為300萬~ 400萬,t 年排放量約為6.5億t。而印染廢水具有有機物含量高、成分復雜、色度深、pH 值高、水質(zhì)變化大等特點, 是國內(nèi)外公認的難處理的工業(yè)廢水之一。超濾系統(tǒng)超濾的工作原理超濾是種能將溶液進行凈化、分離和濃縮的膜法分離技術。目前, 我國印染廢水處理普遍采用物化處理 生化處理工藝。但近年來, 由于新型紡織纖維的開發(fā), 聚乙烯醇( PVA )漿料、人造絲堿物、新型助劑等難降解有機物大量進入印染廢水,使廢水的可生物降解性能變差, 使傳統(tǒng)的生物處理工藝受到嚴重的挑戰(zhàn)。為了降低能耗及去除廢水中較難降解的有機污染物, 近年來國內(nèi)外都開展了一些研究工作, 提出了各種針對印染廢水的處理技術和方案。

印染廢水治理要素

印染廢水排放量占紡織工業(yè)廢水排放量的80%，是我國排放廢水和污染物量較大的行業(yè)之一。5mg/L，日常運行因此也常出現(xiàn)一些問題：生物反應池內(nèi)空氣曝氣量長期過量，污泥變得細碎，沉淀性能差，剩余污泥產(chǎn)量少，反應池內(nèi)污泥濃度保持困難，需要通過不定期投加糞水來保持生物反應池內(nèi)污泥濃度。印染廢水應根據(jù)棉紡、毛紡、絲綢、麻紡等印染產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和水質(zhì)特點，采用不同的治理技術路線，實現(xiàn)達標排放。印染廢水治理工程的經(jīng)濟規(guī)模為廢水處理量Q≥1000噸/日。印染廢水治理宜采用生物處理技術和物理化學處理技術相結合的綜合治理路線，不宜采用單一的物理化學處理單元作為穩(wěn)定達標排放治理流程。棉機織、毛粗紡、化纖仿z絲綢等印染產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的廢水，宜采用厭氧水解酸化、常規(guī)活性污泥法或生物接觸氧化法等生物處理方法和化學投藥(混凝沉淀、混凝氣浮)、光化學氧化法或生物炭法等物化處理方法相結合的治理技術路線。印染產(chǎn)品生產(chǎn)和廢水治理的機械設備，應采取有效的噪聲防治措施，并符合有關噪聲控制要求。在環(huán)境衛(wèi)生條件有特殊要求地區(qū)，還應采取防治惡臭污染的措施。