淺談印染廢水處理技術的選擇與應用

馬海珍

1 印染廢水的污染特性

紡織印染工業作為中國具有優勢的傳統支柱行業之一,自20世紀90年代以來獲得迅猛發展,其用水量和排水量也大幅度增長。印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產品在預處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水,主要來自漂煉、軋染、退漿、整理等工序。據不完全統計,中國每天排放的印染廢水約為3.0×106t～4.0×106t,年排放量約為6.5×108t。同發達國家相比,中國紡織印染業的單位耗水量是發達國家的1.5倍～2.0倍,單位排污總量是發達國家的1.2倍～1.8倍,并且隨著科技迅速地發展,印染行業使用的材料品種日益增多,化學原料逐漸代替了原有的天然原料,使處理印染廢水的難度大幅度增加。印染廢水的水質變化復雜而劇烈,含有大量的有機污染物,并且其色度深、pH值變化大、可生化性能差。目前印染行業一般染料的上染率超過70%,所以印染廢水主要污染源不是染料,而是助劑和整理工藝,廢水中除含有大量的漿料和助劑外,還含有各種有毒污染物,如苯環、胺基、偶氮等基團的苯胺、硝基苯、鄰苯二甲酸類等。這些物質難以生物降解,而且多為致癌物質,造成嚴重的環境危害,危及人的身體健康。

2 印染廢水的處理工藝及比較

目前處理印染廢水的常用方法大致分為：化學法、物理化學法和生化法。化學法包括混凝法、化學氧化法、電化學法等,其技術優點為：對COD的去除效果好,對疏水性染料的脫色率高;技術缺點為：對親水性染料的脫色效果差,處理成本高,泥渣難處理,另外本方法不適合大流量的處理,混凝法對COD的去除效果較差;物理化學法包括吸附脫色、混凝沉淀、臭氧、氯漂白等化學氧化法、離子交換、超濾膜脫色光催化、高壓脈沖電解法等,其處理效果顯著,技術缺點為：處理費用高,適應范圍窄,易產生大量難處理污泥;生化法是利用微生物的代謝作用分解廢水中有機物的處理方法,是目前印染廢水處理的主導工藝,可處理印染工業廢水所含有的大量能被生物氧化可溶性物質,主要包括好氧法和厭氧法。生化法中生物接觸氧化法是近幾年發展起來的新型廢水處理方法,它在印染工業廢水處理中得到了廣泛的重視,并已出現工業化的生產裝置,該裝置的主要特點是處理效率高,容積負荷可達1.5 kg/(m?d)～3 kg/(m?d),停留時間短,占地面積小,生物量多(種類也多),對生物難降解的物質也能除去,同時可用于三級處理脫氮,但它目前存在的主要問題是：填料容易堵塞,需經常進行沖洗,在處理印染廢水時,氣水的比值較高,約1.15～1.25,動力消耗較大,在一般情況下,每處理1 t廢水約需0.4度～0.5度電,較活性污泥法偏高。由于印染廢水成分非常復雜,有時采用單一的處理工藝往往很難獲得良好的效果。因此,可以根據實際情況采用復合工藝,將多種處理工藝聯合起來對其進行綜合處理。

3 印染廢水污染實例分析

邯鄲市成安縣某印染公司年產高檔印染面料1 000萬m,項目采用的工藝主要為：前處理工序包括的退漿、漂白、煮煉在設備內一步完成,印染工序包括印染、固色、烘干,最后采用定型機進行定型。

該項目產生的廢水主要為印染前處理工序、印染工序、軟化水反沖洗工序以及車間地面沖洗產生的廢水和生活污水等。根據國內大量已建成印染廢水統計資料和該項目的工藝情況,本項目確定廢水水質為：pH：7～11,色度：335倍,SS：426 mg/L,COD：224 mg/L～ 828 mg/L,BOD5：72 mg/L～ 262 mg/L,S2-：2.9 mg/L。

4 項目廢水處理方案選擇

邯鄲市成安縣某印染公司項目印染廢水包括前處理、染色等工序排放的混合廢水,其主要污染物是織物加工、染色后脫下的漿料、剩余染料、涂料、助劑、纖維等,大多為有機污染物,廢水成分復雜,色度深,pH較高,合成漿料PVA(聚乙烯醇)及合成染料的使用,廢水的可生化性變差,B/C比較小,治理難度加大,從而使原有的生物處理系統COD去除率從70%下降到50%左右,甚至更低,傳統的生物處理工藝受到嚴重挑戰;傳統的化學沉淀和氣浮法對這類廢水COD去除率也僅為30%左右,因此,該項目印染廢水處理技術路線確定為：以生化法為主,尤其是厭氧部分(水解酸化)要充分,另外為了降低色度和去除一些高分子、膠狀物質以及重金屬,還需將物化法與之串聯使用才能取得滿意的效果。

根據項目環保要求以及廢水特點,該工程印染廢水處理方案為“絮凝沉淀+水解酸化+生物接觸氧化”處理工藝,廢水處理工藝說明為：1)過濾格柵。印染廢水中含有一些棉絨、布條、不溶性化學物質等漂浮物、懸浮物,經過濾格柵去除,以防堵塞水泵、管道,影響后續處理設施的運行。2)調節池。印染廢水通過調節池對水質和水量進行調節才能保證后續處理設備的進水水質均勻,并起到預沉淀、預曝氣、降溫和儲存臨時事故排水的功能,為加藥混凝沉淀創造有利條件。3)絮凝沉淀。紡織印染廢水中含有大量染料、助劑和漿料、洗滌劑和其他化學藥劑,其中染料多數呈膠體狀態,采用混凝沉淀法處理效果顯著。印染廢水采用混凝沉淀后,可以去除大部分懸浮及膠狀物,有機污染物濃度COD大大降低,同時色度也得以降低。4)水解酸化。廢水經過物化處理后,其可生化性仍較差,B/C比較小,一般小于0.3,水解酸化池主要是利用厭氧過程的水解酸化階段將廢水中結構復雜的大分子有機物在產酸性厭氧兼氧微生物的作用下分解成結構簡單的小分子有機物,將不溶性有機物水解成可溶性物質,提高廢水的可生化性,因此,水解酸化過程要充分,不應少于16 h。5)生物接觸氧化。生物接觸氧化池為普通推流式結構,池內裝有高效填料和曝氣裝置,填料是生物膜的載體,污水在曝氣裝置作用下,與填料上附著的生物膜充分接觸,使有機物充分降解,水質得到凈化,主要特點是處理效率高,容積負荷可達1.5 kg/(m?d)～3 kg/(m?d),停留時間短,占地面積小,生物量多(種類也多),對生物難降解的物質也能除去。6)污泥處理。加藥混凝沉淀池排出的污泥以及二次沉淀剩余污泥,進入污泥濃縮池,由泵提升到帶式壓濾機,濾下來的液體流入調節池,濾出的泥餅自然干化后外運。

表1 項目排水水質表

5 處理效果分析

“絮凝沉淀+水解酸化+生物接觸氧化”處理工藝目前已在多家印染企業的廢水治理中得到應用。該項目實際運行后,廢水處理效果良好,排水水質穩定達標,項目排水水質見表1。

6 結語

通過以上成功運行實例說明,采用何種方法和方法組合,應根據廢水性質、環保部門批準的排放標準等予以確定,一般規律為：使用分散、硫化、靛蘭等染料可以先采用混凝沉淀,去除大部分污染物,而酸性、陽離子、活性等溶解性很好的染料,應先采用生化法,進行多方面比較,爭取獲得最佳處理方案。

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