印染廢水組合處理技術(shù)

 印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶(hù)，據不完全統計，每天全國印染廢水的排放量為3×106～4×106 m3。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、pH變化大、可生化性差等特點(diǎn)，屬于難處理的工業(yè)廢水〔1〕。近年來(lái)隨著(zhù)化學(xué)纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起及印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，PVA 漿料、人造絲堿解物（主要是鄰苯二甲酸類(lèi)物質(zhì)）、新型助劑等難生化降解的有機物大量進(jìn)入印染廢水中〔2〕，其CODCr也由原來(lái)的數百mg/L 上升到2 000～3 000 mg/L，從而使原有生物處理系統的CODCr去除率由70%下降到50%左右，甚至更低。傳統的生物處理工藝已受到嚴重挑戰，而傳統的化學(xué)沉淀法和氣浮法對這類(lèi)印染廢水的CODCr去除率也僅為30%左右。因此，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟有效的印染廢水處理技術(shù)已成為當今環(huán)保行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。

福建省某印染有限公司主要承接化纖、純棉類(lèi)紡織面料的染整加工，所使用染料以分散染料、活性染料為主，排放的廢水濃度高、水質(zhì)波動(dòng)大、有機污染嚴重，同時(shí)由于染料品種的變化以及化學(xué)漿料的大量使用，使得該廢水含有大量難生物降解有機物，處理難度較大。實(shí)踐證明〔3〕，水解酸化—接觸氧化—混凝氣浮工藝具有處理效果好、出水水質(zhì)穩定、操作管理方便、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，是處理印染廢水的有效方法。筆者采用水解酸化—接觸氧化—混凝氣浮工藝處理該公司排放的印染廢水。目前工程已投入使用，各項出水指標良好，運行成本低，可供類(lèi)似廢水處理工程借鑒。

1 水質(zhì)與水量

該企業(yè)車(chē)間排放的污水具有以下特點(diǎn)：（1）受訂單影響水質(zhì)、水量波動(dòng)大，設計水量為5 000 m3/d；（2）色度深；（3）廢水的BOD5/CODCr偏低，可生化性差。設計進(jìn)水水質(zhì)及排放標準如表1 所示。

表1  設計進(jìn)水水質(zhì)及排放標準

2 處理工藝流程的確定

目前國內外對印染廢水的處理方法主要有物理化學(xué)法、化學(xué)法和生化法等。物理化學(xué)法包括吸附法、膜分離法和混凝沉淀法；化學(xué)法包括氧化法、還原法和電化學(xué)法等，這些處理方法均存在運行費用高、易造成環(huán)境二次污染的缺點(diǎn)，且難以在工程中廣泛應用〔4〕。而生物處理法操作簡(jiǎn)單、運行費用低、無(wú)二次污染、對環(huán)境友好等，在印染廢水的處理中越來(lái)越受到重視。然而好氧生物法存在色度和CODCr去除率不高且反應時(shí)間長(cháng)的缺點(diǎn)〔5〕，因此僅依靠簡(jiǎn)單的好氧處理難以達到處理要求，需要開(kāi)發(fā)以厭氧—好氧聯(lián)合為核心，與物化法或化學(xué)法相結合的混合多級處理工藝。

從表1 水質(zhì)指標可以看出，該廢水的可生化性較差、堿性強，有些染料沉降性差，且含有較多有毒有害的有機物質(zhì)，如采用常規的接觸氧化+混凝沉淀工藝處理效果不理想，而若在接觸氧化前進(jìn)行水解酸化處理，則可將大分子有機物、難降解有機物降解為小分子有機物，提高廢水的可生化性；將后續沉淀池改成氣浮池，則可把沉降性差的染料顆粒從廢水中有效分離出來(lái)。因此，該廢水可采用水解酸化—接觸氧化—混凝氣浮相結合的工藝進(jìn)行處理，處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1  廢水處理工藝流程

采用該工藝處理印染廢水需選擇性能優(yōu)良的混凝劑，以降低廢水的色度及懸浮性有機物含量，保證出水的各項指標達到排放標準要求。

3 主要構筑物

（1）調節池。鋼砼結構，地埋式，共1 座，尺寸為16.0 m×30.0 m×3.8 m，有效容積1 680 m3，停留時(shí)間8 h，廢水經(jīng)格柵井進(jìn)入調節池。配2 臺18.5 kW 離心泵（1 用1 備），2 臺75 kW SSR200 羅茨鼓風(fēng)機（1用1 備，變頻控制）。通過(guò)調節池底的穿孔管預曝氣攪拌，達到調質(zhì)、調勻、降低水溫的作用。該企業(yè)所排污水呈堿性，需在調節池進(jìn)水口處加硫酸調節。

（2）水解酸化池。鋼砼結構，半地埋式，共2 座，尺寸為17.0 m×6.0 m×6.3 m，有效容積1 224 m3，停留時(shí)間6 h，池底設有大阻力布水管，采用組合填料，尺寸為150 m×80 mm，L=4.0 m，單層設置。

（3）接觸氧化池。鋼砼結構，半地埋式，共4 座，尺寸為17.0 m×6.5 m×6.0 m，有效容積2 500 m3，停留時(shí)間12 h，采用組合填料，尺寸為150 m×80 mm，L=3.5 m，單層設置。池中安裝可提升式微孔曝氣管，氣泡小、均勻，溶氣效率高，采用2 臺75 kW SSR200羅茨鼓風(fēng)機（1 用1 備，變頻控制）曝氣。廢水在接觸氧化池中與填料上的生物膜充分接觸，在適宜的溶解氧、溫度和營(yíng)養源下，大量繁殖好氧菌。

（4）氣浮池。淺層零速高效氣浮，Q=300 m3/h，池直徑7.5 m，主要設備為：主機，碳鋼防腐，尺寸為7.5 m×0.95 m，設1 座；行走減速機，P=1.5 kW，1 臺；排渣減速機，P=1.1 kW；溶氣水泵，P=22 kW，設2 臺（1用1 備）；空壓機，P=11 kW；溢流調節器，尺寸為1.8 m×0.95 m，設1 座；溶氣管，尺寸為D 0.48 m×2.75 m，鋼制防腐，1 件。淺層氣浮的表面負荷高、占地面積小、單位負荷輕、處理效果好，懸浮物去除率達80%以上，溶氣效率高達90%。

（5）反應槽。鋼制防腐，共2 格，尺寸為2.5 m×5.0 m×1.8 m。第1 格為混凝槽，配雙槳式不銹鋼攪拌器，轉速為52 r/min，投加PAC、脫色劑；第2 格為絮凝槽，配框式不銹鋼攪拌器，轉速為5.2 r/min，投加PAM。

（6）清水池。鋼砼結構，半地埋式，設1 座，共2格，底部串聯(lián)，尺寸為17.0 m×5.2 m×5.0 m，有效容積417 m3，停留時(shí)間2 h。

4 工藝調試運行

4.1 生化工藝調試

生化部分調試從投加接種污泥開(kāi)始，投加約30 t 活性污泥。污泥取自城市污水處理廠(chǎng)的脫水污泥，同時(shí)投加2 t 工業(yè)葡萄糖、200 kg尿素，補充水中的碳、氮等營(yíng)養源。由于城市污水與印染廢水的水質(zhì)差別大，因此前期采用間歇進(jìn)水方式調試，待菌種適應印染廢水的環(huán)境后，改用連續進(jìn)水方式調試。調試接觸氧化池時(shí)要注意，開(kāi)始階段曝氣量要小，待污泥黏附在組合填料上后，逐漸加大曝氣量，直至菌種穩定生長(cháng)。觀(guān)察填料的掛膜情況，水解酸化池的污泥負荷高，泥呈深色，接觸氧化池的污泥呈茶褐色為宜。水解酸化—接觸氧化的成功啟動(dòng)是后續混凝氣浮運行的基礎。

4.2 物化工藝調試

混凝氣浮調試選擇在生化出水水質(zhì)穩定、良好后進(jìn)行。本工程選用的混凝劑為PAC、脫色劑，絮凝劑為PAM。脫色劑對普通藥劑難處理的玫瑰紅、深紫等顏色的印染廢水色度去除率高達80%以上，其特有的陽(yáng)離子基團可與廢水中顯色物質(zhì)的陰離子基團相結合形成疏水性難溶鹽而從水中分離，此外脫色劑分子鏈上的各種活性基團可與染料分子的磺酸基、羧酸基等陰離子基團發(fā)生化學(xué)反應生成不溶物質(zhì)得以去除，從而脫去廢水的顏色，還具有良好的混凝沉降作用。氣浮調試時(shí)要注意加藥量要適度，太小礬花不夠大，與溶氣結合效果差，上浮速度慢；加藥量太大會(huì )出現礬花下沉，甚至水體混濁等情況。

5 處理效果

本工程于2010 年3 月進(jìn)行調試，調試期約5 個(gè)月，結果發(fā)現該工藝對CODCr、BOD5、SS 等的去除率達到了預期效果，并通過(guò)了環(huán)境監測部門(mén)的驗收，連續24 h 滿(mǎn)負荷運行后的取樣監測結果見(jiàn)表2。

表2  監測結果

從表2 數據可以看出，該處理系統對廢水的CODCr、BOD5、SS 及色度的去除率分別達到92.1%、88.2%、86.5%、92.0%，出水CODCr、BOD5和SS 的質(zhì)量濃度分別為50、19、30 mg/L，色度為16，pH 為7.1，各項指標均達到了《紡織工業(yè)水污染排放標準》（GB 4287—1992）中的一級排放標準要求。

6 主要經(jīng)濟技術(shù)指標

（1）占地面積。該廢水處理工程總占地約1 600 m2，處理1 t 廢水占地0.32 m2。

（2）工作制度及人員編制。廢水處理站實(shí)行3 班運轉，每班2 人，化驗員1 人，共7 人。

（3）運行費用。運行費用包括水費、電費、人工費、管理費、藥劑費等，總運行費用合計1.8 元/m3。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

7 結論

（1）本工程最大的特點(diǎn)是占地面積小。水解酸化池不僅能提高廢水的可生化性，脫色率也較好；接觸氧化工藝選用可提升式微孔曝氣器，不但轉化率高而且檢修方便；由于脫色劑有很好的絮凝效果，后期將PAC 改為硫酸鋁，在保證處理效果的前提下，極大地降低了運行成本。

（2）處理后的廢水從清水池排出時(shí)已優(yōu)于國家排放標準；出水再經(jīng)深度處理后可以滿(mǎn)足生產(chǎn)回用的要求，綜合運行成本在2.2 元/m3，低于當地的自來(lái)水價(jià)格。

總體來(lái)看，該工藝針對性強，半年多來(lái)工程設施運行穩定，取得了較大的環(huán)境和經(jīng)濟效益，值得推廣。