印染废水处理工艺 13页

'印染废水处理方案XXX（XX大学XXX学院XX班）摘要：印染废水是我国工业废水的重要组成部分。本文简单介绍了印染废水的一般特征,以及目前国内外常采用的处理办法，并指明了各种方法的优缺点。最后以工程实例说明了如何用生物-化学相结合的方法处理印染废水，使之满足排放标准。关键词：印染废水处理技术可行性分析一、研究背景与意义印染废水是纺织工业产生的污染最为严重的废水[1],其排放量占工业废水总排放量的10%以上,是当前最主要的水体污染源之一,印染废水的综合治理是一个迫切需要解决的问题[2-3]。废水成分复杂,色度在100~500倍,化学需氧量(COD)根据废水品质的不同从400mg/L到2500mg/L不等,五日生化需氧量(BOD5)相对较小,可生化性(BOD5/COD)差,悬浮物达到100~400mg/L[4],印染废水水质随着原材料、生产品种、生产工艺的不同而差异较大,且废水的排放具有间歇性[5]，是较难处理的工业废水之一。目前印染废水处理已形成一套典型的处理流程可归纳为三级处理[6]：一级处理主要是去除较大的纤维和颗粒物及其他易沉杂质为后续处理作准备处理设备为格栅调节池等；二级处理去除印染废水中的大部分污染物典型工艺是物化法生物法厌氧生物处理好氧生物处理；三级处理高级处理主要处理对象是难生物降解的有机物微生物及其他溶解物质现状。 为了解决有机染料对环境的污染,人们采用了不同方法与技术对含有染料的废水进行了各种处理途径的尝试,并取得了一定进展。为了使这些方法更为有效地得到实际应用,我们首先进行了较为系统地归纳、总结与评论,然后以某印染厂为例详细说明了印染污水的处理办法。二、国内外研究现状按照废水净化的原理，可以将当今印染废水净化技术分成生物法、化学法及物理法[4,7-9]三类。三大类净化技术的主要特征如表1[10-13]。表1.印染废水净化技术分类及主要特征技术分类主要技术技术优点技术缺点物理法吸附法；膜分离法；离子交换法；磁分离法；超声法等工程投资费用低，运行管理简单；设备占地面积小，处理量大处理成本较高；适应范围较窄；易产生大量难处理污泥化学法化学混凝法；氧化法；还原法；处理效果较好；设备占地少，初期投资少，运行稳定运行成本较高；可能因有机物处理不完全而产生有毒产物；产生污泥量大生物法好氧法；厌氧法；厌氧-厌氧联用法工艺稳定；处理费用低；对有机物的去除效率高；二次性污染物排放少运行稳定性较差；耗时长由于废水成分复杂,单一处理方法往往不能达到理想的处理效果,因此采用几种方法的组合来完成对印染废水的彻底处理[14-19]。其中，由于厌氧-好氧生物处理技术充分利用了厌氧和好氧生物处理技术的优点，已成为国内外研究和应用的热点[20]，是重要的印染废水净化技术 开发方向。三、工程实例1实例说明某染织厂使用的染料主要是靛蓝和硫化黑，还使用表面活性剂及烧碱、保险粉、硫化碱等助剂，所排废水具有有机物浓度高、色度深、碱性强等特点，CODCr高达2000mg／L，色度高达2000稀释倍数，PH值高达13，且废水中还含有硫化染料和淀蓝染料，废水的B0D5／C0Dcr=0．2～0．3．废水的可生化性差。2处理方案1）工艺流程图图1印染废水处理流程简图 2）流程说明生产废水靠重力自流入冲灰池。冲灰池为平流式．冲灰水偏酸性，废水中含有大量悬浮物在沉淀过程中通过吸附、网捕等作用将污水中的部分染料(特别是对生化处理有抑制作用的硫化染料)及大颗粒物质去除，所以，高浓度高碱度的染色废水经锅炉冲灰处理后，既可适当降低染色废水碱度、色度，又能去除废水中部分高分子有机物、染料等，提高废水可生化性能，达到以废治废的目的。冲灰池出水自流入调节池。调节池容积很大。可以容纳1天的水量，由多格小池组成，通过简单改造，在池中造流。调节水质、水量及水温，稳定水质。调节池水由水泵提升至水解酸化池。池内安装有填料。污水从底部进入，流经填料，从顶部集水槽出水。水解酸化是通过时间的控制．将消化反应控制在第二阶段完成之前，将复杂大分子有机物转变为小分子．不溶性有机物转变为溶解性有机物，从而提高废水的可生化性，同时破坏染料分子的发色基团达到去除部分色度的目的，反应过程中产生的有机酸还可以中和部分碱度，进一步降低PH值。 水解酸化池出水自流至接触氧化池。池内安装有组合填料，污水从底部进入，在此与空气混合，气水混合液流经填料，净化水从顶部集水槽出水。接触氧化池采用鼓风机提供氧气，利用微孔曝气器来均匀布气。空气中的氧溶解于水中，通过附着于生物膜外层的水层传递给生物膜，供微生物用于呼吸；污水中有机物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动被降解。这样就使污水在流动过程中逐步得到净化。微生物的代谢产物如H等则通过附着水层进入流动水层随其排走，而CO，及其他气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。接触氧化池出水自流进入斜管沉淀池。根据来水水质，确定是否加药后进行沉淀，达到泥水分离的目的，污水中剩余的部分有机物及色度得以去除。沉淀下来的污泥自流至污泥浓缩池．经螺杆泵提升至板框压滤机进行脱水处理。斜管沉淀池出水自流进入砂滤池，可进一步去除废水中的悬浮物。消除悬浮物在光化处理系统中散光作用，以提高光化处理系统光源的利用效率。砂滤池出水自流进入缓冲池，在此暂时得以储存。缓冲池水由提升泵打入光化学处理系统。光化学反应器对有色有机物能迅速降解。达到去除色度和CODCr的目的，使废水经处理后达标排放。光化学氧化法是一种高效的印染废水脱色处理方法。它是利用光和氧化剂产生很强的氧化作用来氧化分解废水中的有机物和无机物，能使难生化或不可生化降解的有色有机污染物迅速氧化分解。氧化剂有臭氧、氯、次氯酸盐、过氧化氢及空气加催化剂等。其中常用的为氯气。实践证明[21-22]，光化学氧化的氧化能力比只用氯氧化高1O 倍以上。处理过程一般不产生沉淀物。光化学氧化法除对分散染料的小部分外，其脱色率可达90％以上，对表面活性剂具有很强的分解能力。污泥浓缩池：储存并浓缩生物剩余污泥；污泥处理设备：污泥脱水机可将污泥的含水率从99．5％。3可行性分析传统的处理这类废水手段以生化法为主。有的还将化学法与之串联。其COD浓度高达2000mg／L，废水的BOD5／CODer，只有O．2～0．3。使原有的生物处理系统COD去除率降到50％左右。甚至更低。传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30％左右。色度的去除也是一大难题，常用的处理途径[23]是“絮凝再絮凝”，“生化再生化”的消极处理方法，工程占地面积大、流程长、基建和运行费用高、处理效果不稳定。因此．必须寻求一种高效去除难生化降解有机物和对脱色经济有效的工艺组合技术。根据该废水的水质情况．可以确定以下几点内容：1）调节均质。印染行业的生产工艺决定了其废水的特征：生产废水的种类多．水质、水温、PH值及水量的变化大。并且，染色方法多，生产中所用原料及染料品种多，更换频繁，水质波动较大，冲击负荷大。如退浆废水排放量较少，但污染严重，污染物含量约占总量的近一半，煮炼废水CODCr，BOD5 值较高，因水量大，污染严重，漂白废水水量大、污染轻等．要保证整个污水处理系统能长期稳定运行．有较强的抗冲击负荷能力，就必须对其废水进行调节均质。所以，该废水处理工艺中必须设置调节池。2）降低PH值。废水经调节池均质后PH值仍有10—12，所以必须降低废水的PH值。降低PH值的方法有几种一是加酸或废酸进行调节．需要运行费用；二是利用水解酸化进行调节；三是利用废弃冲灰水．该厂设有锅炉房。水膜除尘的冲灰水偏酸性，可以中和部分碱度。后述两种方法不需要运行费用，较经济可行。因此，考虑将废水先通过原有冲灰池．可以中和部分碱度，同时利用冲灰水中大量悬浮物的吸附、网捕等作用将污水中的部分染料(特别是对生化处理有抑制作用的硫化染料)及大颗粒物质去除。3）提高废水的可生化性。废水的BOD5／CODcr=0．2～0．3，要达到较好的处理效果．必须提高废水的可生化性。因为废水中含有不溶性大分子有机物．是影响污水的可生化性的主要原因。根据以上对生化处理工艺的分析可知．水解酸化能将大分子有机物变为小分子。不溶性有机物变为溶解性有机物，从而提高废水的可生化性，同时破坏染料分子的发色基团达到去除部分色度的目的，反应过程中产生的有机酸还可以中和部分碱度，进一步降低PH值，因此，采用水解酸化来提高废水的可生化性，同时可调节部分碱度。4 ）降解有机物。由上述对生化处理工艺的分析可知，水解酸化一好氧工艺比较适合用于有机物浓度高、偏碱性难降解印染废水处理，该工艺的投资、能耗及运行费用都比活性污泥法省；而接触氧化则是处理印染废水的一种高效好氧生物处理器．具有处理效果好、运行稳定、操作管理简便等特点。将二者相结合，采用水解酸化一生物接触氧化工艺来降解废水中的有机物，研究其最佳工艺条件及处理效果。水解酸化一生物接触氧化工艺实质上是一种A／O生物滤池组合工艺。从理论上讲，采用水解酸化一生物接触氧化组合工艺处理印染废水，具有自控要求不高，运行管理简单，能耗低，产泥量少，处理效果稳定等特点。5）脱色。由上述工艺的分析可知，对于高浓度、高色度的印染废水，生化法脱色差，采用混凝沉淀，即可去除COD、SS[24]，又能达到一定的脱色效果；光化学氧化法能使废水中许多难生化或不可生化降解有机物和有色有机污染物迅速氧化分解，达到脱色和降低CODCr的目的．是一种高效的印染废水脱色处理方法。根据排放标准的提高。要求出水有机物浓度很低。因此通过在生化之后用絮凝沉淀来去除废水中剩余有机物及色度的效果。由于经过生化和絮凝沉淀处理后，PH、BOD5、SS一般能达到排放标准，但色度、CODCr常有超标现象。因此采用光化学氧化作为最后一道处理工序，其NaCIO对硫化染料和靛蓝染料均有较好的脱色效果，能确保色度降至40倍以下．CODCr降至100mg／L以下。通过以上分析．可以确定以下工艺组合：采用冲灰水来调节PH值．采用调节池进行均质，采用水解酸化一生物接触氧化去除有机物．同时，水解酸化可以提高废水的可生化性及调节废水的PH 值，采用絮凝沉淀来去除剩余有机物及去除部分色度，然后用光化学氧化法对废水进行脱色。同时氧化废水中剩余难降解物质。主工艺路线为：“沉灰池十调节+水解酸化+接触氧化+絮凝沉淀+光化学氧化”．即“生化+理化”的组合工艺路线。4经济性评估分析以上流程可知。组合技术处理工艺具有以下优点：(1)生化与光化学氧化相结合处理印染废水，是一种新工艺，其在印染废水处理中的工程实施具有新颖性。(2)工艺流程具有鲜明的针对性，对每一种污染物都有得力的处理设施。(3)合理利用原有设施，以废治废，降低了工程造价和运行费用。(4)利用水解酸化提高废水的可生化性，同时降低PH值，节能又经济。(5)采用高效的生物组合工艺：水解酸化+接触氧化工艺，能有效地去除废水中污染物，操作管理简单，处理效果稳定，产泥少。(6)光化学氧化是一种刚刚兴起的新型现代水处理技术，其特点是：光化学方法对难降解的有机物有极强的氧化作用．脱色和降低CODCr效果极佳，不产生二次污染，工艺简单，操作方便。(7)将生化污泥和物化污泥分步沉淀，有利于生化污泥的回流和物化污泥的浓缩脱水。 (8)整个系统设备机电一体化程度高，操作方便，人力资源省。(9)运行成本低、产生的生物剩余污泥量很少。(10)全系统抗冲击和适应能力强，视水质变化．在保证达到排放标准的前提下可调整工艺环节，降低运行成本。5常见问题印染废水中纤维较多，污染物成分复杂，水质波动大，处理难度较大，而且随着园区的发展，水质和水量发生变化，在运行过程中可能会发生一系列问题，主要有：1）加酸系统设计容量偏小，加酸量不够；加酸泵容易被腐蚀。2）预处理系统容易发生堵塞现象，例如进厂污水管道容易淤积泥沙，清淤工作量大；粗细格栅捞渣效果差且易被棉纱、纤维等缠绕和堵塞；平流沉砂池吸砂泵经常发生堵塞；砂水分离器出啥效果差；调节沉淀池吸泥泵与排泥泵易堵塞等。3）水量波动大，导致曝气池易受到负荷冲击，活性污泥活性变差，出水水质易发生波动。4）氧化沟曝气量不足，表面曝气机容易跳闸，且水量大时易超电流。5）鼓风机曝气系统故障多，例如鼓风机基础下沉，导致鼓风机机身倾斜；鼓风机滤网易堵塞，经常发生喘振现象。 6）水解酸化池潜水搅拌机功率偏小，发生污泥沉积。7）SVI值偏高，二沉池时有细小污泥外漂现象。8）污泥脱水机滤带经常破损，污泥脱水机效率低。四、总结传统的印染行业废水治理侧重于单纯末端治理,存在很多难以克服的弊病——费用高、治理效果不明显且造成很大的资源浪费。事实上,印染行业废水治理是一项系统工程。首先应将清洁生产理念贯穿于整个生产过程,从源头抓起,降低后续治理污染负荷;其次应通过改善工艺、更新设备促进资源的综合利用,尽可能的降低能耗、物耗,从而消减污染产生量;对于后期的治理,应本着以废治废、资源化治理的原则。同时,加强内部管理也是控制污染的一种有效方式。参考文献：[1]SolpanD.,GuvenO.Decolorationanddegradationofsometextiledyesbygammairradiation.RadiationPhysicsandChemistry,2002,65(4):549—558.[2]国家环境保护总局科学技术标准司.印染废水防治技术指南[Z].北京:科学标准司,2002.[3]王绍温,陈胜,孙德智.物化法处理印染废水的研究进展[J].水处理技术,2010,30(1):8-12.[4]于清跃.印染废水处理研究进展[J].工业安全与环保,2011,37(8):41-43.[5]张宇峰,滕洁,张雪英,王晓军,徐炎华.印染废水处理技术的研究进展[J].工业水处理,2003,23(4):23-27. 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