超纖非織布印染廢水處理工藝設計

陳偉平，邱凌峰

（福州大學環境與資源學院，福州 350108）

超纖非織布印染廢水處理工藝設計

陳偉平，邱凌峰

（福州大學環境與資源學院，福州 350108）

針對含堿減量工藝的超纖非織布印染生產廢水的治理工程，分質分治，采用了微電解/UASB/生物接觸氧化為主體的組合處理工藝。通過試驗和工程實踐證明，該組合工藝有效、合理、穩定、經濟。

堿減量廢水;鐵碳微電解;UASB;生物接觸氧化;印染廢水

隨著科技的發展，印染行業普遍采用堿減量技術，使滌綸織物獲得光滑柔軟的手感、懸垂感和飄逸感等絲綢織物的性能，并使織物在其他品質，諸如染色性等方面甚至超過了天然纖維。但是由此而產生的堿減量廢水COD高，可生化性較差，污染嚴重，已成為難處理的工業廢水之一。

1 項目概況

廈門某纖維材料有限公司是一家從事超細纖維非織造布的生產，并制成高檔聚氨酯合成革的公司。該公司在生產過程中排放的廢水主要有四種類型，其中，堿減量廢水800m3/d，COD為2000～80,000mg/L；染色廢水480m3/d，COD含量為800～1400mg/L；生活污水150m3/d，COD含量為300～500mg/L；其它廢水100m3/d，COD含量為2000～3000mg/L。該項目廢水處理執行《廈門市水污染排放控制標準》（DB35/322-1999）中的一級排放標準，各項指標要求見表1。

表1 該項目廢水的排放標準

2 廢水處理工藝流程

由于生產工藝各工段產生的廢水具有不同性質，應采取分質分治的工藝對其進行處理。

2.1 分質分治工藝路線

2.1.1 濃堿減量廢水處理

濃堿減量廢水源自生產工藝前段堿液池，NaOH含量可達到1%～2%，COD濃度達到5×104～8×104mg/L。水中的對苯二甲酸鹽含量高，有較大的回收價值。為提高回收的對苯二甲酸（TA）純度，設計中采用多介質過濾器進行預處理，去除水中雜質，再進行后續酸析處理。

采用硫酸對堿減量廢水進行酸析以回收TA，pH值越低則析出的TA量越大。通過試驗分析比較，酸析應控制pH在3.5，TA析出量和硫酸投加量可達到最佳平衡點。酸析反應時間應保證20min，再進入濃縮池，濃縮液用防腐聚丙烯廂式壓濾機進行脫水回收TA。該廢水經過酸析處理后可使COD去除率大于65%，BOD5/COD提升到0.3以上。濃縮澄清液和濾液到集水池進行再處理。

2.1.2 稀堿減量廢水處理

該廢水pH值為13～14，COD為2×104～4×104mg/L，主要為生產工藝后段清洗水。由于TA濃度較低且量大，若直接加硫酸進行酸析，則達到酸析點的投酸量大，而TA析出量少，使得單位處理成本上升。為此，擬先將稀堿減量廢水用于脫硫除塵，由于廢水中的NaOH能和煙氣中SO2快速反應，在有效去除SO2的同時，廢水pH降低，減少后續酸析的硫酸投加量。考慮到TA回收需要，通過調節脫硫水回流量，控制pH在6.5以上，防止TA析出。試驗證明，該控制點的脫硫效率達到95%以上，可使煙氣達標排放，為企業解決了另一環保難題。

脫硫廢水經過沉淀后，澄清液再投加硫酸進行酸析處理，同樣控制pH在3.5，后續處理與上述濃堿減量廢水處理工藝一致。

2.1.3 鐵碳微電解

酸析后廢液pH低，若直接采用堿回調，則投堿量大，增加處理成本。可利用原電池原理，在酸性條件下，反應池中形成無數以鐵為陽極、碳為陰極的微型原電池，電極反應如下：

陽極：Fe-2e→Fe2+E0（Fe2+/Fe）= -0.44V

陰極：2H++2e→ 2[H]→H2↑ E0（H+/H2）＝0V

電極反應產生的Fe2+在后續處理中將被作為混凝劑使用，且在曝氣條件下多形成Fe3+，有利于后續的混凝反應，減少混凝劑投加量。而電極反應產生的羥基自由基（OH?）可氧化多種有機物。在充氧曝氣條件下，經過30min鐵碳微電解反應后，廢水的COD去除率可達到50%～60%。

pH影響微電解的電極反應速率和產物生成，而反應最終水中導致OH-濃度增加，pH上升。試驗表明，當pH升高了1.5左右之后趨緩，即出水pH一般在4.5～5.0。

2.1.4 綜合廢水處理

其它廢水主要有實驗室廢水、織機含油廢水、差別化纖工藝廢水等。這部分水經過隔油預處理后與錦綸印染廢水混合后，再進入曝氣混合池與鐵碳微電解池出水進行曝氣混合，同時投加石灰，調節pH至8.0。

由于鐵碳微電解池出水pH值較低，且水中含有大量Fe2+、Fe3+、硫酸根等，選擇投加石灰，可同時形成CaSO4和Fe(OH)2、Fe(OH)3等沉淀物，并形成混凝效果，通過吸附架橋作用去除水中污染物質。在后續的混凝反應池中再投加助凝劑，以增強沉淀去除效果。

中試數據表明，印染廢水與鐵碳反應后的堿減量廢水混合處理的加藥量和處理效果，與各自單獨處理相比較，可節省加藥量約30%，并且出水水質更佳。經過混凝反應和斜管沉淀后，混合廢水COD可控制在3000mg/L左右，BOD5為1000～1600mg/L。這時再與生活污水混合進行后續生化處理。

生化處理工藝采用UASB+接觸氧化工藝。針對水中殘留的一定量的生物難降解物質，采用UASB工藝。UASB工藝出水COD為500～1200mg/L，BOD5約為300～700mg/L。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，并通過二沉池的污泥回流，提高生化系統污泥活性。

由于該項目的廢水污染物濃度高，水質變化大，因此在后段增加混凝沉淀池、生物濾池和砂濾池，可確保出水色度和有機物達標排放。

工藝產生的污泥主要為混凝沉淀污泥和生化剩余污泥，通過濃縮、壓濾脫水，干污泥外運妥善處置。

2.2 工藝流程

綜合上述分析，確定廢水處理工藝流程如下圖。

廢水處理工藝流程圖

2.3 處理效果

根據中試試驗數據，該處理系統各工段處理效果如表2所示。

3 經濟效益分析

本設計總裝機容量為193kW。崗位定員10人。通過分析核算，該項目所有廢水經過處理至達標排放，平均噸水直接處理成本為0.89元，其中包含人工、藥劑、動力、維修耗材等各項直接費用。工藝回收的TA含量可達到95%以上，可作為較初級的化工原料應用，為企業創造了可觀的經濟效益。

4 結論

（1）印染廠堿減量廢水經廢酸酸析，控制酸析點pH在3～4范圍，可有效回收TA，COD去除率大于60%，并使得廢水的B/C比提升到0.3以上，適合生物處理。

（2）經過酸析處理的堿減量廢水經鐵碳微電解反應池，既提高了pH值，又去除了50%～60%的COD。還可使得出水富含混凝成分，用于其他印染廢水的混凝處理，可節省藥劑量30%。

（3）UASB-接觸氧化處理工藝，可實現堿減量廢水、印染廢水、生活污水等混合廢水的達標處理。

[1] 王淦.印染廠堿減量廢水處理工藝探討[J].中國給水排水，2000，16（8）：21-22.

[2] 郭茂新，周慧華.堿減量廢水處理技術試驗研究[J].工業用水與廢水，2000，31（2）：23-25.

[3] 余經海.工業水處理技術[M].北京：化學工業出版社，1998

Technology Design for Wastewater Treatment of Printing and Dyeing of Super-fibre and Non-weaving

CHEN Wei-ping, QIU Ling-feng
(Institute of Environment and Resources of Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)

Based on the control engineering of wastewater generated from printing and dyeing of super-fibre and nonweaving and control according to the quality, the paper adopts the combined treatment technology that takes micro-electrolysis/ UASB/bio-contact oxidation as a principal part. The test and engineering practice show that the combined treatment technology sees availability, reasonableness, stability and economy.

wastewater of alkali minimization; iron carbon micro-electrolysis; UASB; bio-contact oxidation; printing and dyeing wastewater

表2 處理系統各工段處理效果

X703

A

1006-5377（2012）07-0051-03