印染行業(yè)難降解有機廢水處理技術(shù)探討

印染廢水是一種有機物含量高、色度高、難生化降解的廢水，是廢水處理難題之一。近年來(lái)，隨著(zhù)化學(xué)纖維織物的發(fā)展、仿真技術(shù)的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，PVA漿料、人造絲堿解物、新型助劑等難生化降解的有機物大量進(jìn)入印染廢水，其COD濃度達到2000—3000mg/L，使原有的生物處理系統去除率從70%下降到50%左右。甚至更低。

1 印染廢水處理方法綜述

印染廢水處理方法主要有物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)方法中，常用的有吸附法，它是利用多孑L性的固體物質(zhì)使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。工業(yè)上常用的吸附劑有活性炭等，對去除水中溶解性有機物非常有效，但不能去除水中的膠體疏水性染料�；炷�沉淀法可降低印染廢水的色度，去除呈膠體狀態(tài)的染料。常用的混凝劑分無(wú)機鹽類(lèi)(如硫酸鋁、明礬、三氯化鐵等)和高分子混凝劑(如堿式氯化鋁、聚丙烯酸鞍PAM)兩種；氣浮法針對印染廢水中含有機的膠體顆粒、呈乳濁狀的各種油脂類(lèi)雜質(zhì)、細小纖維和疏水性合成纖維的纖毛等，預先使用混凝劑進(jìn)行混凝，則分離效果更佳；電解法以往多用于處理含氰、含鉻電鍍廢水，近年來(lái)開(kāi)始用于處理印染廢水，該法的脫色效果顯著(zhù)，產(chǎn)泥量少，處理時(shí)間短，但電耗和電極材料消耗較大，宜用于小水量廢水處理；氧化脫色法可用于經(jīng)生物法、混凝法處理后仍有較深顏色的出水的進(jìn)一步脫色處理，主要有氯氧化法、臭氧化法和光氧化法。生物處理法中，厭氧法的優(yōu)點(diǎn)是應有范圍廣，能耗低，剩余污泥少，耐沖擊負荷能力強，缺點(diǎn)是設備的啟動(dòng)時(shí)間長(cháng)，出水水質(zhì)無(wú)法達標，需進(jìn)一步處理�；钚晕勰喾ㄊ呛醚跎�物處理的一種主要方法，利用好活性污泥的吸附和氧化作用，去除廢水中的有機污染物質(zhì)。生物膜法是與活性污泥法并列的另一種好氧生物處理法，該法通過(guò)生長(cháng)在填料，如濾料、盤(pán)面等表面的生物膜來(lái)處理廢水，主要有生物接觸氧化法、生物轉盤(pán)和生物炭法等。

2 工程實(shí)例

2.1 水質(zhì)和水量

珠江三角洲某印染廠(chǎng)印染廢水，處理規模：3．6萬(wàn)m/d。設計進(jìn)水水質(zhì)和出水見(jiàn)表1，出水要求達到《廣東省地方標準水污染物排放限值》(DB44/26—2001)中第二時(shí)段的一級標準。

2.2工藝流程

印染廢水的常規處理方法一般分為生化+物化和物化+生化兩大類(lèi)處理工藝，但由于缺少水解酸化單元，實(shí)際運行中存在好氧生化單元反應不夠徹底，導致后續物化處理費用偏高的問(wèn)題。在傳統的好氧生物處理裝置前增加水解酸化處理的“水解+好氧” 串連工藝，可以使印染廢水中難以降解的有機物進(jìn)行水解，生成為較易生物降解的物質(zhì)，改善廢水的可生物降解性，從而提高傳統流程的COD去除率。目前國內許多新建的印染廢水處理裝置(包括生活污水和印染廢水集中處理)均采用由這一工藝開(kāi)發(fā)的“水解一好氧” 生物處理工藝，已取得了明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

根據上述分析，并結合實(shí)際情況，提出綜合污水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

2.2.1厭氧水解

染料是一種難降解的合成有機物，其分子結構中主要含有難以生物降解的吸引電子基團——偶氮基等。如果能夠脫除分子結構上的吸引電子取代基，使電子雙鏈等斷開(kāi)，則后續的生物降解會(huì )很容易，且染料分子也失去了發(fā)色基團。水解酸化降解染料有機物和脫色的機理在于：利用水解酸化微生物的酶促作用打斷偶氮基的電子雙鏈。這種生物降解過(guò)程需要多種酶的共同參與。水解過(guò)程中，水解污泥中生長(cháng)的假單胞菌屬、氣單胞菌屬、紅螺菌屬的細菌具有較好的脫色能力�；旌暇�群的脫色能力高于各單株菌，混合菌群依靠協(xié)同作用，使染料的降解更完全、脫色更徹底。

采用水解酸化處理，可以緩沖、降低原污水的pH值，增加污水中可溶性COD的比重，從而提高后續好氧處理的COD去除率，同時(shí)還可以緩沖、調節可能發(fā)生的沖擊負荷影響，預防和克服后續活性污泥法處理過(guò)程中可能出現的污泥膨脹或絲狀菌過(guò)量生長(cháng)，增強處理系統運行穩定性和可靠性。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2.2.2射流曝氣

好氧生化系統的關(guān)鍵設備為充氧系統，射流曝氣克服了傳統射流曝氣器能耗高、動(dòng)力效率低的缺點(diǎn)，極大地提高了充氧能力，同時(shí)降低了動(dòng)力消耗；避免了高壓鼓風(fēng)機所造成的噪聲污染；消除了污水中表面活性物質(zhì)對傳氧速率的影響，傳氧速率大大提高；向下噴射的行程范圍可達10m以上，故水池深度最大可達10～14m，不僅節省了占地面積，而且可使水泵和風(fēng)機所提供的能量得到充分的利用；凋整靈活方便。

2.2.3 氣浮分離

氣浮凈水技術(shù)是水處理領(lǐng)域內一種快速、高效的同液分離新方法。它是依靠在水中介入眾多的微氣泡，去粘附水中的雜質(zhì)，造成其總體比重小于水而上浮至水面，從而實(shí)現同液分離的。

壓力溶氣氣浮是使空氣在一定壓力的作用下，溶解于水中并達到過(guò)飽和的狀態(tài)，然后再突然使水減到常壓，這時(shí)溶解在水中的空氣，便以微小氣泡的形式從水中逸出，以完成氣浮過(guò)程的方法。溶氣氣浮形成的氣泡，粒度很小，其初粒度約在1一01．~m左右。氣泡與水的接觸時(shí)間，可根據需要加以控制。因此，溶氣浮的凈化效率較高。

2.2.4混凝氣浮

印染廢水可生化性較差，僅僅依靠生化處理一般難以達到排放要求。為確保最終出水穩定達標排放，同時(shí)為了防止生化系統意外情況的發(fā)生，在生化系統之后增加一段物化工藝。通過(guò)投加混凝劑或脫色劑，去除廢水中殘留的色度，另外還可將膠體物質(zhì)轉化為懸浮物，并連同廢水中殘余的較小和較輕的懸浮物一道從水中分離除去，此外還可去除部分菌體的代謝產(chǎn)物，保證最佳的處理效果。加藥混凝之后的分離有沉淀和氣浮兩種，其中加壓溶氣氣浮法對染色廢水的處理有較好的脫色效果。此外，因氣浮分離能力約為沉淀分離能力的4～5倍，可大大減小分離區的面積，節省大量投資，且分離效果穩定，不受外界環(huán)境的影響，故選擇加壓溶氣氣浮法做為物化處理的措施。

2.3主要構筑物

主要構筑物見(jiàn)表2。

厭氧水解反應器可分為3類(lèi)：厭氧活性污泥法、厭氧生物膜法、綜合法。由于水量較大，采用厭氧生物膜法需大量填料，使投資費用大大增加；因水質(zhì)濃度不高，單單采用厭氧活性污泥法使調試時(shí)間很長(cháng)，同時(shí)也無(wú)法避免突然翻泥等現象，綜合考慮上述因素，采用結合厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法的復合(UBF)反應器，可發(fā)揮厭氧濾池(AF)和厭氧污泥床(UASB)的優(yōu)點(diǎn)，改善運行效果。水力停留時(shí)間控制在10h以?xún)葹橐恕?/P>

好氧反應器為兩個(gè)qb37．4×11．0m的曝氣生化池，水深10．5m，總有效容積20000m3，按照日處理3.6萬(wàn)m3的要求，水力停留時(shí)間為13h，能夠滿(mǎn)足處理要求。

氣浮分為活性污泥氣浮回流和混凝氣浮兩個(gè)單元，前者的運行效果決定了曝氣池的污泥濃度，后者的運行效果決定了最終出水的水質(zhì)。目前加壓溶氣氣浮是國內外最常用的氣浮方法。壓力溶氣氣浮法工藝主要由壓力溶氣系統、溶氣釋放系統和氣浮分離系統三部分組成。

壓力溶氣系統包括水泵、空壓機、壓力溶氣罐和其它附屬設備。其中壓力溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設備。目前應用最廣泛是采用空壓機供氣。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機，開(kāi)采取間歇運行方式。此外空壓機供氣還可以保證水泵的壓力不致有大的損失。一般水泵至溶氣罐的壓力約0．5MPa，因此可以節省能耗。為提高溶氣效率，大都采用噴淋填料壓力溶氣罐。

溶氣釋放系統一般是由釋放器(或穿孔管、減壓閥)和溶氣水管路所組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過(guò)消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來(lái)，并能迅速而均勻地與水中雜質(zhì)相粘附。

溶氣釋放器的主要工藝參數為：釋放器前管道流速：1m/s以下，釋放器的出口流速以0.4—0.5m/s為宜：沖洗時(shí)狹窄縫隙的張開(kāi)度為5mm；每個(gè)釋放器的作用范圍30—100em。氣浮分離系統。一般可分為平流式、豎流式和綜合式。其功能是確保一定的容積與池的表面積，使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、接觸、粘附，以保證帶氣絮凝體與清水分離。

2.4 運行技術(shù)要求和結果

運行3個(gè)月時(shí)水質(zhì)監測結果見(jiàn)表3(平均值)。從監測結果可知，出水水質(zhì)優(yōu)于《廣東省地方標準水污染物排放限值》(DB44/26-2001)中第二時(shí)段的一級標準。

3 結論和建議

(1)實(shí)踐證明，厭氧水解+射流曝氣+氣浮回流+混凝氣浮工藝對印染廢水的治理有較好的效果。

(2)溫度是影響廢水可生化性的重要因素，經(jīng)過(guò)對廢水水溫變化的分析，進(jìn)調池平均水溫為40~C，該溫度仍會(huì )影響生化系統的處理效果，因此，廢水需降至38℃才可進(jìn)入水解酸化池。

(3)印染廢水由于某些染料的難生物降解性，致使其B/C比不是很高，一般為0．3左右，在厭氧水解池中使廢水進(jìn)行水解酸化反應，該類(lèi)廢水B/C比可提高到0．35左右。

(4)在印染廢水中，硫化物濃度、硫酸根濃度會(huì )影響廢水可生化性，當硫化物濃度低于20mg/L時(shí)，將不會(huì )對酸化菌和好氧菌的生化反應產(chǎn)生抑制作用。硫酸根對生化系統的影響主要在于其在厭氧菌的作用下會(huì )還原為抑制性的硫化氫，但其濃度在lg/L以?xún)染�不�?huì )對生化系統造成很大影響，另外，水解酸化池的停留時(shí)間應較短，則厭氧菌將不會(huì )成為主導性微生物，才能保證硫酸根濃度將不會(huì )對生化系統造成影響。（谷騰水網(wǎng)）