靈捷微電解技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用

張海峰+張硯軍

摘 要：印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、pH值變化大、生化性差、水質(zhì)變化劇烈等特點(diǎn)，隨化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、新型助劑等難以生化降解的有機(jī)物大量進(jìn)入廢水中，增加了處理難度，是污水處理行業(yè)公認(rèn)的難題。必須采取針對(duì)性預(yù)處理技術(shù)有效去除廢水毒性物質(zhì)對(duì)生物的抑制作用，將難生化廢水轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨瘡U水，方可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。無(wú)錫后墅污水廠改進(jìn)工藝采用靈捷微電解技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)紅豆集團(tuán)印染廢水的達(dá)標(biāo)處理要求。

關(guān)鍵詞：印染廢水 靈捷微電解技術(shù) 廢水處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ028.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（b）-0111-02

印染廢水具有水量大、水質(zhì)復(fù)雜、色度高、難降解有機(jī)物濃度高等特性，目前普遍采用的生物法處理難度大[1]，脫色及CODCr去除效果較差，往往附加化學(xué)氧化、活性碳吸附[2]、投加大量混凝劑等脫色除臭工藝，工藝流程復(fù)雜，基建投資大，運(yùn)行管理費(fèi)用高，還可能造成二次污染，同時(shí)難以保持出水水質(zhì)的穩(wěn)定。特別是隨著印染技術(shù)的進(jìn)步，更多有機(jī)染料和化工組分的使用，更是增加其治理難度。傳統(tǒng)工藝處理此類(lèi)廢水要想達(dá)到更嚴(yán)格的環(huán)保要求勢(shì)必要改進(jìn)原有處理工藝，而靈捷微電解技術(shù)將此難題迎刃而解。

后墅污水廠采用靈捷微電解技術(shù)+UASB+好氧+接觸氧化的工藝后，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，噸水運(yùn)行成本略微增加，靈捷微電堿性材料[3]在印染廢水的預(yù)處理過(guò)程中能夠有效去除部分CODCr，降低色度，并且顯著提高廢水的可生化性，再配合原有生化工藝，最終實(shí)現(xiàn)出水排放要求。污水廠改造后至今穩(wěn)定運(yùn)行一年，微電材料不鈍化、不板結(jié)沒(méi)有出現(xiàn)傳統(tǒng)鐵碳微電材料[4]的弊端。

1 項(xiàng)目概況

后墅污水廠處理能力為8 000 m3/d，主要處理紅豆集團(tuán)的印染廢水。原工藝為：調(diào)節(jié)池+厭氧池+好氧池+生化沉淀池+接觸氧化+物化沉淀池+砂濾池。

在原調(diào)節(jié)池（原調(diào)節(jié)池分前后兩座）第一座末端設(shè)置提升泵；將原接觸氧化池（原接觸氧化池分6格）其中兩格改造為靈捷微電反應(yīng)池，靈捷微電反應(yīng)池共計(jì)四座（三用一備）內(nèi)設(shè)布水及曝氣管線，按照靈捷微電堿性材料的安放要求每座反應(yīng)池內(nèi)擺放40組，共計(jì)160組。調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水經(jīng)泵提升至靈捷微電反應(yīng)池，按照進(jìn)水、反應(yīng)、排水的順序三座反應(yīng)池交替進(jìn)行，反應(yīng)后的出水排入第二座調(diào)節(jié)池內(nèi)，然后進(jìn)入后續(xù)原有生化系統(tǒng)。反應(yīng)池內(nèi)均設(shè)有在線pH計(jì)，與系統(tǒng)PLC連接。其中，進(jìn)水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、排水時(shí)間、pH值均由PLC及電動(dòng)閥門(mén)控制，可根據(jù)處理效果調(diào)節(jié)。

靈捷微電堿性材料呈粉末狀，粒徑小于100目，與傳統(tǒng)鐵碳微電材料相比具有更大的比表面積。靈捷微電堿性材料的作用主要有以下兩點(diǎn)。

1.1 氧化還原作用

負(fù)極（陽(yáng)極）：Zn+2OH--2e→ZnO+H2O EO（Zn/Zn2+）=0.40 V

正極（陰極）：2MnO2+2H2O+2e→2MnOOH+2OH-EO（Mn4+/Mn3+）=1.00 V

在堿性條件下微電材料中的Zn和MnO2存在一定的電位差，會(huì)產(chǎn)生大量具有較強(qiáng)的氧化能力的-OH，破壞長(zhǎng)鏈有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)使其變?yōu)槎替溣袡C(jī)物從而降低某些有機(jī)物對(duì)后續(xù)生化菌的抑制作用、增加可生化性、降低后續(xù)生化難度，甚至直接氧化某些短鏈有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)CODCr的去除；同時(shí)也能破壞印染廢水中有機(jī)物的顯色基團(tuán)，達(dá)到去除色度的目的；并且NH4+存在時(shí)：NH4++e+MnO2→MnOOH+NH3↑經(jīng)曝氣從而去除部分氨氮。足量的粉狀微電解材料表面形成無(wú)數(shù)的微電池回路，因而兩極發(fā)生一系列超強(qiáng)的鏈?zhǔn)竭B鎖反應(yīng)，通過(guò)分子催進(jìn)劑的作用，使反應(yīng)進(jìn)入自催化循環(huán)過(guò)程。

1.2 曝氣反應(yīng)

針對(duì)該廢水特點(diǎn)，采取了曝氣的混合攪拌方式強(qiáng)化了靈捷微電解氧化還原的關(guān)鍵作用機(jī)理，使微電極、廢水及氧氣各項(xiàng)物質(zhì)充分接觸，極大的提高了微電解的反應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)曝氣使空氣和水強(qiáng)烈碰撞，將空氣中的氧充分溶解于水中，將廢水中以氣體氨為主的揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中，因此產(chǎn)生的氣、液、固三相物質(zhì)充分地接觸、混合和碰撞，在短時(shí)間內(nèi)將靈捷微電解反應(yīng)作用發(fā)揮極致。

2 成本效益分析

靈捷微電解技術(shù)的使用增加電費(fèi)成本E1=25kW×0.7元/ kW·h÷333m3/h =0.05元/m3。

靈捷微電堿性材料增加成本E2=0.027元/m3。

由于廢水本身pH值符合靈捷微電解技術(shù)要求，故省去加堿費(fèi)用。總計(jì)噸水運(yùn)行成本與原有工藝相比增加0.077元。

靈捷微電解技術(shù)對(duì)現(xiàn)有廢水CODCr的去除率按照20%計(jì)算，進(jìn)水CODCr 900 mg/L，日進(jìn)水量按照8 000 m3計(jì)算，即每天有1 440 kg CODCr不經(jīng)過(guò)現(xiàn)有工藝而得到處理。

（1） 如果用現(xiàn)有生化法處理同等量的CODCr將產(chǎn)生504 kg（含水率70%）的干污泥，現(xiàn)污水廠污泥噸處理費(fèi)用為400元，每天節(jié)省201.6元。

（2） 按照污水廠提供的數(shù)據(jù)，使用靈捷微電解技術(shù)以后系統(tǒng)每天減少大約2.5 t污泥，污泥噸處理費(fèi)用400元，每天節(jié)省1 000元。

后墅污水廠使用靈捷微電解技術(shù)改進(jìn)處理工藝后噸水運(yùn)行成本增加0.077元，但每年節(jié)省污泥處置費(fèi)用約43.2萬(wàn)元。

3 結(jié)論

通過(guò)無(wú)錫后墅污水廠改造前后原水與厭氧池進(jìn)水水質(zhì)的對(duì)比分析可以得出以下結(jié)論。

（1）改造前原水BOD5/CODCr平均值為26.7%，使用靈捷微電解技術(shù)后BOD5/CODCr平均值為32.5%，或提高5.8%。

（2）改造后經(jīng)過(guò)靈捷微電解技術(shù)處理，廢水色度去除明顯。

（3）經(jīng)靈捷微電解技術(shù)處理后CODCr得以去除，平均去除率為21.2%。

（4）增加靈捷微電解技術(shù)后噸水運(yùn)行成本增加0.077元，每年節(jié)省污泥處置費(fèi)用43.2萬(wàn)元。

使用靈捷微電解技術(shù)后能去除部分CODCr，提高印染廢水BOD5/CODCr，降低色度，降低后續(xù)生化負(fù)荷，最終確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙建夫，顧國(guó)維.染料工業(yè)廢水的內(nèi)電解混凝處理研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，21（3）：339-342.

[2] Slokar YM，Marechal AML.Methods of decoloration of textile wastewateIs[J].Dyes and Pigments，1998，37（4）：335-356.

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