1、印染廢水處理技術
印染廢水處理方法可分為物理法、化學法和生物法三大類。物理法主要包括格柵篩分、調理、沈澱、氣浮、過濾、膜技術等。化學方法包括中和、混凝、電解、氧化、吸附、消毒等。生物法包括厭氧生物法、好氧生物法和部分好氧生物法。
2、印染廢水處理單元選型系列
(1)調節:廢水水質水量變化較大,調節池應考慮較長的停留時間。壹般情況下後續處理單元為水解酸化或厭氧處理,調節池不宜采用曝氣攪拌。
(2)混凝:當廢水中含有較多疏水性染料時,將混凝工藝置於生化之前,以去除不溶性染料,減輕後續生物處理的負荷。混凝藥劑可根據染料性質選擇堿式氯化鋁(PAC)、硫酸亞鐵(FeSO4)等,混凝反應采用機械攪拌易於調節水力條件,保證反應充分,反應時間應在 25~30min 之間。考慮到脫色效果,反應時間應適當延長。
(3)中和:原水pH值較高時,壹般用H2S04或HCl中和,以節省藥劑用量,後期可調整。如果采用煙氣中和,則應考慮脫硫和除灰。
(4)沈澱(氣浮):因物化加藥反應分離產生大量汙泥時,應優先考慮沈澱[不宜采用易堵塞的斜管沈澱],通常輻流式沈澱池適用於水量大的情況,豎流式沈澱池適用於水量小的情況,當有地塊可利用時,可采用帶吸泥器的平流式沈澱池。當加藥量大時,泥漿量也大,輻流式沈澱池可能會造成異質重流,而新穎的周邊進出水沈澱池可以克服這壹缺點。如果廢水中表面活性劑含量較高,應選擇氣浮法,氣浮法中壓力溶氣氣浮技術比較成熟,可考慮選用。
(5)過濾:當出水需要澄清或回用時,應采用砂濾或煤砂二層過濾。
(6)電解:鍍鈦釕惰性電極電解處理酸性染料印染廢水脫色效果好,對COD、硫化染料、還原染料、酸性染料、活性染料等均有較高的去除率。金屬陽極電解法由於泥漿量大,應用較少。
(7)厭氧水解法:印染廢水有機物含量COD較高,而B/C較低時,應考慮水解酸化,並增加填料掛膜,池底應設水力攪拌器,以保證懸浮活性汙泥在水中與有機物廣泛接觸。池子較大時,應設置串聯系統,避免短路。印染廢水少采用純厭氧技術,只有在退漿廢水等高濃度廢水單獨處理時才可考慮采用純厭氧處理。
(8)好氧生物降解:水量大、濃度高的印染廢水優先采用活性汙泥法,如氧化溝法、間歇活性汙泥法(SBR)、循環活性汙泥法(CSTR)等。對於小水量、低濃度廢水可考慮生物接觸氧化法,但填料要保證密度和容積率,宜采用多級串聯法。曝氣方式如鼓風曝氣,應選用隔膜式微孔曝氣頭或微孔曝氣管等,以保證充氧效率。
(9)脫色:使用Cl2需保證脫色氧化時間不少於1h,Cl2脫色還有回調pH值的功能。小規模可選用 ClO2、NaClO 漂白粉 Ca(ClO)2、紫外光。脫色反應池可采用旋轉隔板或折疊板,不宜采用機械攪拌或壓縮空氣反應。
(10)活性炭吸附:活性炭對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料廢水具有良好的吸附性能(對硫化染料、還原染料等不溶性染料廢水效果較差)。生物活性炭(BAC)法是活性炭吸附的衍生技術,它利用添加的微生物分泌的外酶滲透到炭的微孔結構中,使活性炭吸附的有機物不斷分解成 CO2、H2O 或合成新的細胞,最後從炭的結構中滲出被去除。BAC 技術需要保證進水中有壹定量的溶解氧,炭床微生物需要接種培養,因此 BAC 的運行周期遠遠高於活性炭吸附。
(11)矽藻土吸附:矽藻土在印染廢水中既有混凝作用又有吸附作用,起到良好的脫色效果。通常情況下,活性矽藻土對親水性染料的脫色效果不同,對疏水性染料的脫色效果較好。當廢水中表面活性劑和勻染劑較多時,效果會明顯降低。
(12) 氧化:臭氧氧化對直接染料、酸性染料、堿性染料、活性染料等親水性染料脫色速度快、效果好;對還原性染料、冰染料(萘酞)、氧化性染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料,脫色效果較差,臭氧用量也大。臭氧脫色不會產生 "三色",可以保證廢水出水的安全指標。Fenton催化氧化法去除殘余COD的效率顯著,可用於較小水量。TiO2催化氧化法可以去除出水的殘余色度,是壹種很有前途的光催化氧化技術。
(13)膜分離技術
①超濾:超濾膜具有精密的細孔,能截留水中的大分子等微粒,且操作壓力低,設備簡單,可用於染料的回收或水的深度處理。利用醋酸纖維半透膜超濾法回收染料已經實現。
②納濾:用納濾膜截留汙染物的壹種新技術,分離壓力壹般為0.5~2.0MPa,處理水溶性(親水性)染料廢水,可回收有用染料。利用納濾膜回收直接黑、活性艷紅、酸性橙Ⅱ和酸性大紅等染料廢水已取得成效。
廈門威士邦壹直專註於印染廢水冶煉及回用相關技術的研發和應用。2008年4月,基於 "Flow Split?SMFTM + HAP ROTM "雙膜技術,盛虹集團萬噸級印染廢水回用系統率先建成並通過環太湖流域相關部分驗收。通過了相關部分的驗收。該項目的建成,改變了印染企業 "耗水大戶、排水大戶、汙染大戶 "的負面名聲,為環太湖乃至全國其他印染企業起到了至關重要的示範作用,正式宣告印染行業進入了節水減排、資源再利用的新時代。
三、印染廢水處理工藝
總結印染廢水的處理工藝,充分的調理時間是必要的,物化、生化相結合的處理工藝是目前采用的合理工藝。物化法主要用於去除懸浮物、色度和部分 COD,加藥混凝反應是物化處理的重要環節,氣浮分離工藝優勢突出,生化法主要采用厭氧水解-好氧氧化串聯工藝,厭氧水解工藝是解決印染廢水 COD 值高的問題、可生化性差、色度低等問題的有效前置技術,大部分難降解有機物經過厭氧水解後已被厭氧水解,大部分難降解有機物已被分解成易生物降解的小分子有機物,可改善廢水的可生化性,保證好氧生物處理廢水的效率和出水水質。好氧氧化工藝有多種方式,如氧化溝法、間歇式活性汙泥法、生物接觸氧化法等,後者由於易於管理、汙泥產生量少、汙泥不易出現膨脹現象和運行費用低等優點,是目前小規模印染廢水常用的好氧生物處理方法之壹,但各印染企業在選擇好氧法時應根據自身廢水特點進行優選,必要時盡可能采取綜合處理技術。綜合處理技術。以下是幾種典型工藝。
3.1水解酸化-生物接觸氧化-生物炭印染廢水處理工藝
印染廢水的處理通常采用水解酸化-生物接觸氧化-生物炭為主的處理工藝,見圖3-1。這種處理工藝近年來在印染廢水處理中應用較多,工藝較為成熟。水解酸化的目的是通過水解酸化將印染廢水中某些生化性較差的大分子物質和難溶性物質降解為小分子物質和可溶性物質,從而達到改善生化性和B/C的目的。水解酸化的價值為後續的好氧生化處理創造了條件。同時,好氧生化處理產生的剩余汙泥通過沈澱池回流到厭氧生化段進行厭氧消化,減少了整個系統的剩余汙泥排放量,即實現了自身的汙泥平衡。厭氧水解酸化池和生物接觸氧化池均安裝填料,屬於生物膜法處理;生物炭池安裝活性炭和供氧,兼具懸浮生長法和附著生長法的特點;脈沖進水的作用是對厭氧水解酸化池進行攪拌。
各部分的水力停留時間壹般如下。調節池:8~12h;厭氧水解酸化池:8~10h;生物接觸氧化池:6~8h;生物炭罐:1~2h;脈沖發生器間隔時間:5~10min:
該處理工藝系統,對於CODcr≤1000mg/L的印染廢水,處理後出水可達到國家排放標準,如進壹步深度處理可重復利用。如進壹步深度處理可重復使用。
3.2缺氧水解-生物好氧-混凝組合工藝處理印染廢水
廢水量26000m3/d。廢水水質為BOD 200~250mg/L,COD 750~850mg/L,pH 9~11,色度 850 倍。廢水水質要求為BOD≤30mg/L,COD≤100mg/L,pH值6~9,色度≤100倍。
節日染色廢水聯合處理工藝流程如圖 3-2 所示。
組合工藝流程的特點是:①在好氧生物處理構築物前采用缺氧水解池,以提高廢水的可生化性(如以機織混紡織物或化纖織物為主的降解性較差的印染廢水);②在沈澱池後設置混凝氧化池作為三級處理,可獲得較好的出水水質。出水水質較好,滿足處理要求;③廢水 SS 較低,不設初沈池;④缺氧水解池設於填料處。
該組合工藝的運行數據見表 3-6。
3.3 電化學+氣浮+水解酸化+兩級接觸氧化+兩級生物炭塔+過濾處理印染廢水
該工藝是生化、化學和深度處理相結合的工藝,工藝流程如圖 3-3 所示。
該工藝設計規模為 5000m3/d。主要水質指標如下 主要水質指標如下COD 1000~1500mg/L,BOD 300~500mg/L,S2-≤35mg/L,色度≤1000 倍。對處理後出水的要求:
主要參數為:酸中和至pH=6~9;水解酸化池水力停留時間4.3h,表面負荷率1m3/(m2.h),采用YDT彈性立體填料;-、二級生物接觸氧化池水力停留時間分別為4.8h和2.3h,表面負荷率1m3/(m2.h),采用YDT彈性立體填料;-、二級生物接觸氧化池水力停留時間分別為4.8h和2.3h,表面負荷率1m3/(m2.h),采用YDT彈性立體填料。8h和2.3h,氣水比分別為20:1和15:1,中間沈澱池上清液按1:1回流至始沈生物接觸氧化池;中間沈澱池表面負荷率為4m3/(m2.h),二沈池表面負荷率為3m3/(m2.h);普濾池(清水池位於濾池下方,有效容積 95m3),流速 10m/h,反沖洗強度 15L,(m2.s),沖洗時間 5min;生物炭池為兩級串聯,前級為升流式,後級為降流式,濾速 3m/h,氣水比 5:1,反沖洗強度 9L/(m2.s),反沖洗時間5min,3~5d沖洗壹次;總調節池水力停留時間11.5h,池底設置7條汙泥排放溝,每條溝設置1根DN300mm穿孔汙泥管'汙泥排入汙泥收集井後用潛水泵抽至汙泥濃縮池。