印染废水处理工艺及浅析(一).doc
印染废水处理工艺及浅析一0概述 印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面。 1水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的开展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。 2 由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些，以利于进行生化处理。 3 印染废水中的碱减量废水，其CODCr值有的可达10万mg/L以上，pH值12 ，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH值，经预处理到达一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。 4印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4 000倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。 5 印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA浆料造成的CODCr含量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这局部CODCr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物。 此外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用复原染料、硫化染料、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力。 1印染废水处理工艺方案及流程 根据BOD5/CODCr值低的特点，有关科技人员，对如何提高BOD5/CODCr值进行了多种方法的研究，目的是提高可生化性，以利后续的生化处理；采用厌氧水解酸化池是提高BOD5/CODCr值的方法之一。处理工艺一 厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺，见图1。 图1处理工艺一流程处理工艺二 以生化处理为主体，由厌氧水解酸化、接触氧化、合建式氧化沟组成，处理工艺流程见图 2。 图2处理工艺二流程图2是二级生化处理串联的工艺，合建式氧化沟内设沉淀池，内沉池中污泥回流到厌氧水解酸化池，既提高生物量，又使污泥硝化。此处理工艺用于有机物浓度高，以印染废水为主的综合工业废水处理。如某市工业区，把2个印染厂、各1个织染厂、针织厂、地毯总厂、塑料厂、日化厂和啤酒厂的废水集中起来，用此工艺进行处理，既节省了投资，减少占地面积，又便于管理，降低了运行费用。这8个厂的混合废水水质见表1。 由表1可见，混合废水浓度较高，水质波动幅度大，还承受强碱性废水的冲击，处理难度是较大的，这里的调节池起了很大的作用，使水均量均质化，减少了后处理的冲击负荷。第一期工程设计处理水量为1.2万m3/d，经运行后测定，整个系统的出水水质和去除率见表2。 从表2可见，接触氧化池的出水，经合建式氧化沟处理，其去除率分别为：CODCr87.3%； BOD590.5%；SS 81.6%；色度63.4%。可见合建式氧化沟起到了重要的把关作用。 氧化沟在污水处理中本身就是一个独立的自成系统的工艺，在城市污水和工业废水处理中都有应用，有资料报道，采用单一的氧化沟系统处理印染废水Q=2500m3/d，BOD51200mg/L，CODCr1500mg/L，pH=11处理工艺三 为生化、物化相结合的工艺，其流程见图3。 图3处理工艺三流程 主要染料为硫化、涂料、凡士林、活性及化学助剂。处理水量为100m3/d漂炼60m3/d，染色40m3/d，水质为：pH=1012，CODCr=1000mg/ L,BOD5=200mg/L300mg/L，色度为200倍300倍。厌氧水解酸化池内设半软性填料、生物接触氧化池内设SNP型新型填料。后续物化处理采用加药反响气浮池，采用加药反响气浮池的特点为：一是脱落的生物膜、悬浮物等去除率高，可到达80%90%；二是色度去除高，可到达95%；三是气浮池水力停留时间短，约30min左右，而沉淀池水力停留时间1 .5h2h，故气浮池体积小，占地面积少；四是污泥含水率低，约97%98%，气浮排渣可直接进行脱水处理。因此，采用气浮池后工艺流程中出现了二个明显的特点：一是只设污泥池，不设污泥浓缩池和污泥反响池，污泥直接进脱水机脱水处理；二是本来应采用活性污泥回流到厌氧水解酸化池，因加药反响后的污泥失去了活性，不能回流，故工艺中采取生物接触氧化池中以1：1回流至厌氧水解酸化池，以加强水解和酸化。但采用气浮需要增设一套空压机、压力溶气罐、回流水泵等辅助系统，操作管理相对较复杂。 经该工艺处理后，CODCr的去除率达95%以上，实际出水水质为pH=69，色度<100倍，SS<100mg/L，BOD5<50mg/L，CODCr<150mg/L。因原水pH=1012，故应首先加酸中和，工艺流程中未绘出。处理工艺四 以生化、物化、深度处理相结合，见图4、图5高浓度废水预处理。 该工艺用于某市整染厂印染废水处理，设计水量5000m3/d。主要水质指标浓度为：CODCr=1000mg/L1500mg/L，BOD5=300mg/L500mg/L，S2-35mg/L，色度1000倍。要求处理后出水为：CODCr100mg/L，BOD530mg/L，色度50倍，S2-0.5mg/L。 工艺四发表在1997年2月的某刊物上，文中无预处理工艺流程图图5，混合废水处理工艺流程也很简单，图4、图5是完全按文中表达绘出来的工艺流程全过程。其有关的几个主要参数为：加酸中和至pH=69；水解酸化池水力停留时间4.3h,外表负荷率1m3/m2·h ，设YDT弹性立体填料；一、二级生物接触氧化池水力停留时间分别为4.8h和2.3h，气水比分别为201和151，中间沉淀池上清液按11回流到一级生物接触氧化池始端；中间沉淀池外表负荷率4m3/m2·h，二沉池外表负荷率/m2·h；普通快滤 清水池设在滤地下面，有效容积95m3流速10m/h，反冲洗强度15L/m2·s，冲洗时间5min；生物炭池为二级串联，前级为升流式，后级为降流式，过滤速度为3m/h，气水比为51，反冲洗强度9L/m2·s，反冲洗时间5min，3d5d冲洗一次；总调节池兼初沉池，水力停留时间11.5h，底部设7条排泥沟，每条沟内设1根DN300mm的穿孔排泥管，污泥排入集泥井后用AS75-4CB潜污泵抽至污泥浓缩池。 图4处理工艺四流程图5处理工艺五见图6 图6浙江省某印染厂处理工艺流程示意 图6为浙江省某印染厂废水处理工艺方案，处理水量250m3/d，原水水质为：CODCr2 300mg/L，BOD5450mg/L，色度160倍， pH7，水温：70左右，SS200mg/L。 处理后的排放要求为：pH：69，色度80倍，CODCr150mg/L，BOD560mg/L，SS200mg/L。 本印染废水有以下特点： 1BOD5/CODCr值很低，不到20%，因此生化处理难度大，首先要设法提高BOD5/CODCr值； 2水温很高70，不利于物化、生化处理。因此要采取措施把水温从70降到40以下； 3目前为一班制生产，废水量集中在8h之内产生，而废水处理设备为24h运行，故调节池要大； 4原有地下集水池和大、小两组调节池及煤渣过滤的土法处理设备，要求在新的工艺处理设计中尽可能采用。 根据上述本工艺图6有以下特点： 1原有集水池不变，提升泵仍利用，在集水池始端设二道粗、细格栅；把原有一组容积较大的地面式调节与煤渣过滤系统全部改为调节池，并适当加高；把一组容积较小的地面式调节池与煤渣过滤系统改为污泥池、污泥浓缩与干化系统。一、二级沉淀池中污泥均以重力流进入污泥池，省去污泥提升泵。这样原有的构筑物全部利用了。 2为把水温降低下来，在调节池始端上部设置逆流式机械通风高温冷却塔，一是减少占地面积，二是冷却水直接进入调节池，省去了冷却水集水池，三是在夏季可把水温从70降低到40左右。再经过集水池、调节池等的传导和蒸发散热，使水进入一级沉淀池温度38 ，进入水解酸化池温度36。 3为提高BOD5/CODCr值，工艺采用先物化一级沉淀池生化 再物化二级沉淀池，第一级物化处理采用加药反响沉淀池，根据试验及以往的经验与分析，CODCr去除50%，BOD5去除约20%，使BOD5/CODCr值提高到0.30，有利于后续的生化处理。但加药控制要适当，以免影响后续生化处理。 4在生化处理中，为增加微生物所需要的营养源，水在进入水解酸化池前投加适当的N和 P；为增加生物量，促使大分子有机物和不溶性有机物的生物降解，把生物接触氧化池的出水含污泥，在未加药之前用回流泵按比例回流到水解酸化池。水解酸化池和接触氧化池内均设弹性立体填料，以利挂膜和脱膜。 5一、二级沉淀池均采用竖流式沉淀池，中间设导流筒，沉淀效果好，排泥畅通，管理操作简便，目前在小水量污、废水处理中采用较普遍。 2处理工艺浅析 对于不同水质的印染废水有不同的组合处理工艺，有可能物化为主，也可能生化为主，虽然根本方法及原理大致是相同的，但优化组合很重要。现对上述较有代表性的5个工艺进行浮浅的分析。 15个工艺的共同点之一是均采用了厌氧水解酸化池和好氧生化池，这是废水处理中的主要工序和设施。在好氧生化处理之前采用厌氧水解酸化池，这是由印染废水的水质性质决定的。 25个工艺的共同点之二是均有污泥回流到水解酸化池始端。但污泥回流分两种情况，一是后续沉淀池不采用加药沉淀的，那么用沉淀池的沉淀污泥回流；二是后续沉淀池采取加药沉淀的，那么用氧化池出来的、加药之前的、含水率相对较高的污泥回流。除无机泥渣外，根本上可消除污泥排放，那么可不设污泥干化系统和设备，节省投资及处理本钱，这个共同点是可取的，设计中应予应用。 3高浓度的染色原液、蒸煮废液、碱减量废水等，应进行预处理，把有机物浓度降低后再进入总调节池，与其它废水一起集中处理，这是至关重要的。 45个处理工艺中，前4个均为先生化后物化，只有第5个处理方案为先物化后生化、再物化，这是因为第5个方案中CODCr高达2 500mg/L，BOD5/CODCr值不到20%，为了把CODCr值较大幅度地降低下来，同时提高BOD5 /CODCr值，故先采用加药反响沉淀池，使CODCr小于1300mg/L、BOD5/CODCr值提高到30%。但首先采用加药、反响、混合、沉淀法需先选择好药剂的品种和投加量，即选用的药剂尽可能不要对后续的微生物生长造成影响，因未沉淀去除的小颗粒悬浮物，一是无活性，二是可能带有少量药剂。加药反响混合沉淀主要是去除水中的悬浮物SS，因不少有机物附着在悬浮物上，故也同时被去除了，但是对未去除的大分子，不溶性的难分解的有机物不能变成小分子、可溶性的有机物，需进入水解酸化池进行水解酸化，否那么好氧处理仍无法去除。至于采用何种型式的沉淀池也应研究，气浮池和斜管板沉淀池要防止堵塞及塌掉，排泥应畅通，为平安和便于管理，小水量采用竖流式沉淀池，大水量采用辐流式沉淀池为妥。 5对于pH值高的废水如碱减量废水应先加酸中和；对于营养源缺乏的在进入水解酸化池前需投加P和N；为加速水解酸化的进行，应回流一定量的、未加过药剂具有活性的污泥回流到水解酸化池始端。提高BOD5/CODCr值有利于生化处理的进行。一般来说，希望进入水解酸化池的BOD5/CODCr值30%，进入氧化池的BOD5/CODCr40%。通常情况下，只要进入水解酸化池的BOD5/CODCr30%，那么进入氧化池的BOD5/CODCr值根本上能到达40% ，这是因为在水解酸化池中CODCr约去除30%左右，而BOD5却去除很少，有时不仅没有去除，BOD5值反而会增加，常增加5%10%，因而进入氧化池的水BOD5/CODCr40%以上，提供了较好的可生化条件，在5个方案中均满足了此要求。 6在到达设计所要求排放标准前提下，工艺处理流程尽可能简化，进行最正确的优化组合，以节省投资，减少占地面积，降低处理本钱，便于管理操作。上述介绍的处理工艺方案及浅析供参考，不妥之处欢送批评指正。 参考文献 1美C P 小莱斯利格雷迪,享利C 利姆编著. 废水生物处理理论与应用.李献文，杨西昆等译. 北京：中国建筑工业出版社，1989 2乌锡康，金青萍编. 有机水污染治理技术. 华东理工大学出版社，19894 3娄金生，姜广生,等. 酸化水解-接触氧化-生物炭法处理印染废水的应用. 给水排水，1997(2) 4崔青安，周长希. 水解-接触氧化-合建式氧化沟工艺处理工业废水的应用. 给水排水，19981 5王田，厌氧-好氧-气浮组合式工艺处理印染废水的设计与研究. 给水排水技术动态, 19972 6蒋震华，朱月海. 浙江省某印染厂废水处理方案设计，19996 7汪凯民，靳志年. 印染废水治理技术的进展. 给水排水，199310 印染污水处理的工艺选择用于印染废水处理常用的工艺主要分为两大类：1物化法：利用参加絮凝剂、助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。但该类方法由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并且难以进一步处理，会产生一定的二次污染，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺；2生化法：利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底，运行费用相对低，根本不产生二次污染等特点，被广泛运用于印染污水处理中。 1. 物化工艺简介 常用的主要有：絮凝沉淀、气浮、吸附、过滤。 1.1絮凝沉淀：通过参加絮凝剂、助凝剂，使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集、形成较大絮状颗粒，使污染物被吸附去除的处理方法。常用的处理设施有：竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染废水处理中常用，一般可去除4050的CODCr、6080的色度。 1.2气浮：气浮是以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其密度小于水，然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水别离去除的方法。主要设施有：传统溶气气浮、CAF涡凹气浮、超浅层气浮等。气浮在印染废水处理中常用，一般可去除4050的CODCr、6080的色度。 1.3吸附：利用固体外表的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量，当污染物碰撞到固体外表时，受到这些吸引而停留在固体外表的过程。常用的有：活性碳、硅藻土、树脂吸附剂等。吸附在印染废水处理中不常用。 1.4过滤：去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。主要有：各类滤池、各种膜材过滤器等。过滤在印染废水处理中不常用，除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。 2. 生化处理技术介绍 主要分为厌氧和好氧。厌氧包括：水解酸化、UASB等；好氧主要包括：生物膜法、活性污泥法等。 2.1厌氧技术：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳和甲烷。厌氧生物反响通常被划分成两个阶段过程：第一阶段水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。在印染废水处理中常将厌氧控制在水解酸化阶段，来降解废水中局部污染物，同时提高废水的可生化性。即印染废水中常用的水解酸化工艺，一般CODCr去除率为2040，色度去除率可达4070。 2.2好氧技术：由好氧微生物降解污水中有机污染物，最终产物为水和二氧化碳。在印染废水中常用的主要有：活性污泥法、接触氧化法，一般CODCr去除率为5588。 根据我公司多年处理印染废水经验，总结出：“水解酸化接触氧化或“水解酸化活性污泥是比拟经济适用的印染废水处理技术，单独使用厌氧或纯粹只用好氧都不是很好的处理方法。尤其对：高难度、中难度处理印染废水，如没有水解酸化段将很难处理达标。即使较易处理的牛仔洗漂废水，采用厌氧不仅降低处理本钱，同时也减少投资，方便运行。 4. 随着人们对环境质量要求越来越高，印染废水排放标准业越来越严。 对于高、中难度处理印染废水单独的生化或物化处理都难以到达排放要求。根据国家印染行业废水污染防治技术政策：印染废水治理宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。这样既保存了物化除色、前处理去除局部污染物降低生化负荷、去除生化剩余污染物的特点，又充分发挥生化处理技术可降解大量有机污染物和一定除色成效的特点。结合我公司多年治理印染废水的工程经验，并提出、总结了一些有针对性的印染废水处理工艺组合。 4.1 具体的各种废水对应处理工艺 4.1.1 梭织布的退煮漂废水、牛仔浆纱废水一般采用：“物化沉淀+厌氧+好氧+物化沉淀的组合工艺。 4.1.2 丝绸印染、印花废水一般采用：“物化沉淀厌氧好氧物化沉淀的工艺组合。 4.1.3 缝纫线、拉链布废水一般采用：“物化沉淀厌氧好氧物化沉淀 的工艺组合。 4.1.4 毛线、毛绒废水，一般采用：“厌氧好氧物理沉淀的工艺组合。 4.1.5 牛仔洗漂废水，一般采用“厌氧好氧物理沉淀的组合处理工艺。 印花废水是一种很难处理的印染废水，特别是糊料印花工艺，因废水中含有大量的PVA，常规的工艺组合处理很难达标。
