【集萃網(wǎng)觀察】1引言
紡織印染行業(yè)在工業(yè)廢水排放中占很大比重。印染廢水具有水量大、色度深、鹼性大、成分復(fù)雜、有機(jī)及無(wú)機(jī)污染物含量高、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，并含有一定量的鉻、砷等具有毒性的重金屬。其BOD/COD非常低，常在0.2-0.4之間，生物降解性差，脫色困難。常用的處理途徑是絮凝再絮凝，生化再生化的消極處理方法，工程占地面積大、流程長(zhǎng)、基建和運(yùn)行費(fèi)用高、處理效果不穩(wěn)定，因此，需要采取更加經(jīng)濟(jì)有效的脫色方法和去除難生化降解有機(jī)物的印染廢水處理技術(shù)。本文以某染織廠廢水處理為工程背景，探討了印染廢水的生化-理化組合技術(shù)處理工藝，可為類似工程提供借鑒。
2組合技術(shù)處理工藝的確定過(guò)程
某染織廠使用的染料主要是靛藍(lán)和硫化黑，還使用表面活性劑及燒鹼、保險(xiǎn)粉、硫化鹼等助劑，所排廢水具有有機(jī)物濃度高、色度深、鹼性強(qiáng)等特點(diǎn)，CODCr高達(dá)2000mg/L，色度高達(dá)2000稀釋倍數(shù)，PH值高達(dá)13，且廢水中還含有硫化染料和淀藍(lán)染料，廢水的BOD5/CODCr＝0.2-0.3，廢水的可生化性差。
傳統(tǒng)的處理這類廢水手段以生化法為主，有的還將化學(xué)法與之串聯(lián)。其COD濃度高2000mg/L，廢水的BOD5/CODCr，只有0﹒2-0﹒3，使原有的生物處理系統(tǒng)COD去除率降到50%左右，甚至更低。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氣浮法對(duì)這類印染廢水的COD去除率也僅為30%左右。色度的去除也是一大難題，常用的處理途徑是“絮凝再絮凝”，“生化再生化”的消極處理方法，工程占地面積大、流程長(zhǎng)、基建和運(yùn)行費(fèi)用高、處理效果不穩(wěn)定。因此，必須尋求一種高效去除難生化降解有機(jī)物和對(duì)脫色經(jīng)濟(jì)有效的工藝組合技術(shù)。根據(jù)該廢水的水質(zhì)情況，可以確定以下幾點(diǎn)內(nèi)容：
(1)調(diào)節(jié)均質(zhì)。印染行業(yè)的生產(chǎn)工藝決定了其廢水的特征：生產(chǎn)廢水的種類多，水質(zhì)、水溫、PH值及水量的變化大。并且，染色方法多，生產(chǎn)中所用原料及染料品種多，更換頻繁，水質(zhì)波動(dòng)較大，沖擊負(fù)荷大。如退漿廢水排放量較少，但污染嚴(yán)重，污染物含量約占總量的近一半，煮煉廢水CODCr，BOD5值較高，因水量大，污染嚴(yán)重，漂白廢水水量大，污染輕等，要保證整個(gè)污水處理系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，就必須對(duì)其廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)均質(zhì)。所以，該廢水處理工藝中必須設(shè)置調(diào)節(jié)池。 (2)降低PH值。廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池均質(zhì)后PH值仍有10-12，所以必須降低廢水的PH值。降低PH值的方法有幾種一是加酸或廢酸進(jìn)行調(diào)節(jié)，需要運(yùn)行費(fèi)用；二是利用水解酸化進(jìn)行調(diào)節(jié)；三是利用廢棄沖灰水，該廠設(shè)有鍋爐房，水膜除塵的沖灰水偏酸性，可以中和部分鹼度。后述兩種方法不需要運(yùn)行費(fèi)用，較經(jīng)濟(jì)可行。因此，考濾將廢水先通過(guò)原有沖灰池，可以中和部分鹼度，同時(shí)利用沖灰水中大量懸浮物的吸附、網(wǎng)捕等作用將污水中的部分染料(特別是對(duì)生化處理有抑制作用的硫化染料)及大顆粒物質(zhì)去除。
(3)提高廢水的可生化性。廢水的BOD5/CODCr＝0﹒2-0﹒3，要達(dá)到較好的處理效果，必須提高廢水的可生化性。因?yàn)閺U水中含有不溶性大分子有機(jī)物，是影響污水的可生化性的主要原因。根據(jù)以上對(duì)生化處理工藝的分析可知，水解酸化能將大分子有機(jī)物變?yōu)樾》肿樱蝗苄杂袡C(jī)物變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，從而提高廢水的可生化性，同時(shí)破壞染料分子的發(fā)色基團(tuán)達(dá)到去除部分色度的目的，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸還可以中和部分鹼度，進(jìn)一步降低PH值，因此，采用水解酸化來(lái)提高廢水的可生化性，同時(shí)可調(diào)節(jié)部分鹼度。
(4)降解有機(jī)物。由上述對(duì)生化處理工藝的分析可知，水解酸化一好氧工藝比較適合用于有機(jī)物濃度高、偏鹼性難降解印染廢水處理，該工藝的投資、能耗及運(yùn)行費(fèi)用都比活性污泥法��；而接觸氧化則是處理印染廢水的一種高效好氧生物處理器，具有處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、操作管理簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。將二者相結(jié)合，采用水解酸化—生物接觸氧化工藝來(lái)降解廢水中的有機(jī)物，研究其最佳工藝條件及處理效果。水解酸化—生物接觸氧化工藝實(shí)質(zhì)上是一種A/O生物濾池組合工藝。從理論上講，采用水解酸化—生物接觸氧化組合工藝處理印染廢水，具有自控要求不高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，能耗低，產(chǎn)泥量少，處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。
(5)脫色。由上述工藝的分析可知，對(duì)于高濃度、高色度的印染廢水，生化法脫色差，采用混凝沉淀，即可去除COD、SS，又能達(dá)到一定的脫色效果；光化學(xué)氧化法能使廢水中許多難生化或不可生化降解有機(jī)物和有色有機(jī)污染物迅速氧化分解，達(dá)到脫色和降低CODCr的目的，是一種高效的印染廢水脫色處理方法。根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，要求出水有機(jī)物濃度很低，因此通過(guò)在生化之后用絮凝沉淀來(lái)去除廢水中剩余有機(jī)物及色度的效果。由于經(jīng)過(guò)生化和絮凝沉淀處理后，PH、BOD5、SS一般能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但色度、CODCr常有超標(biāo)現(xiàn)象，因此采用光化學(xué)氧化作為最后一道處理工序，其NaCLO對(duì)硫化染料和靛藍(lán)染料均有較好的脫色效果，能確保色度降至40倍以下，CODCr降至100mg/L以下。通過(guò)以上分析，可以確定以下工藝組合：采用沖灰水來(lái)調(diào)節(jié)PH值，采用調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)，采用水解酸化-生物接觸氧化去除有機(jī)物，同時(shí)，水解酸化可以提高廢水的可生化性及調(diào)節(jié)廢水的PH值，采用絮凝沉淀來(lái)去除剩余有機(jī)物及去除部分色度，然后用光化學(xué)氧化法對(duì)廢水進(jìn)行脫色，同時(shí)氧化廢水中剩余難降解物質(zhì)。主工藝路線為：“沉灰池十調(diào)節(jié)＋水解酸化＋接觸氧化＋絮凝沉淀＋光化學(xué)氧化”，即“生化＋理化”的組合工藝路線。
3工藝流程及其基本原理
3﹒1工藝流程
生化-理化組合技術(shù)處理工藝流程如圖1所示。 3﹒2基本原理
沖灰池(原有)。生產(chǎn)廢水靠重力自流入沖灰池。沖灰池為平流式，沖灰水偏酸性，廢水中含有大量懸浮物在沉淀過(guò)程中通過(guò)吸附、網(wǎng)捕等作用將污水中的部分染料(特別是對(duì)生化處理有抑制作用的硫化染料)及大顆粒物質(zhì)去除，所以，高濃度高鹼度的染色廢水經(jīng)鍋爐沖灰處理后，既可適當(dāng)降低染色廢水鹼度、色度，又能去除廢水中部分高分子有機(jī)物、染料等，提高廢水可生化性能，達(dá)到以廢治廢的目的。
調(diào)節(jié)池(原有改造)。沖灰池出水自流入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池容積很大，可以容納1天的水量，由多格小池組成，通過(guò)簡(jiǎn)單改造，在池中造流，調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量及水溫，穩(wěn)定水質(zhì)。
水解酸化池。調(diào)節(jié)池水由水泵提升至水解酸化池。池內(nèi)安裝有填料，污水從底部進(jìn)入，流經(jīng)填料，從頂部集水槽出水。水解酸化是通過(guò)時(shí)間的控制，將消化反應(yīng)控制在第二階段完成之前，將復(fù)雜大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿�，不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榻庑杂袡C(jī)物，從而提高廢水的可生化性，同時(shí)破壞染料分子的發(fā)色基團(tuán)達(dá)到去除部分色度的目的，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸還可以中和部分鹼度，進(jìn)一步降低PH值。
生物接觸氧化池。水解酸化池出水自流至接觸氧化池。池內(nèi)安裝有組合填料，污水從底部進(jìn)入，在此與空氣混合，汽水混合液流經(jīng)填料，凈化水從頂部集水槽出水。接觸氧化池采用鼓風(fēng)機(jī)提供氧氣，利微孔曝氣器來(lái)均勻布?xì)�，空氣中的氧溶解于水中，通過(guò)附著于生物膜外層的水層傳遞給生物膜，供微生物用于呼吸；污水中有機(jī)物則由流動(dòng)水層傳遞給附著水層，然后進(jìn)入生物膜，并通過(guò)細(xì)菌的代謝活動(dòng)被降解。這樣就使污水在流動(dòng)過(guò)程中逐步得到凈化。微生物的代謝產(chǎn)物如H2O等則通過(guò)附著水層進(jìn)入流動(dòng)水層隨其排走，而CO2及其他氣態(tài)代謝產(chǎn)物則從水層逸出進(jìn)入空氣中。
斜管沉淀池。接觸氧化池出水自流進(jìn)入斜管沉淀池。根據(jù)來(lái)水水質(zhì)，確定是否加藥后進(jìn)行沉淀，達(dá)到泥水分離的目的，污水中剩余的部分有機(jī)物及色度得以去除。沉淀下來(lái)的污泥自流至污泥濃縮池，經(jīng)螺桿泵提升至板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理。 砂濾池。斜管沉淀池出水自流進(jìn)入砂濾池，可進(jìn)一步去除廢水中的懸浮物，消除懸浮物在光化處理系統(tǒng)中散光作用，以提高光化處理系統(tǒng)光源的利用效率。
緩沖池(原有改造)。砂濾池出水自流進(jìn)入緩沖池，在此暫時(shí)得以儲(chǔ)存。
光化學(xué)處理系統(tǒng)。緩沖池水由提升泵打入光化學(xué)處理系統(tǒng)。光化學(xué)反應(yīng)器對(duì)有色有機(jī)物能迅速降解。達(dá)到去除色度和CODCr的目的，使廢水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。光化學(xué)氧化法是一種高效的印染廢水脫色處理方法，它是利用光和氧化劑產(chǎn)生很強(qiáng)的氧化作用來(lái)氧化分解廢水中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，能使難生化或不可生化降解的有色有機(jī)污染物迅速氧化分解。氧化劑有臭氧、氯、次氯酸鹽、過(guò)氧化氫及空氣加催化劑等。其中常用的為氯氣。實(shí)踐證明，光化學(xué)氧化的氧化能力比只用氯氧化高10倍以上，處理過(guò)程一般不產(chǎn)生沉淀物。光化學(xué)氧化法除對(duì)分散染料的小部分外，其脫色率可達(dá)90%以上，對(duì)表面活性劑具有很強(qiáng)的分解能力。
污泥處理系統(tǒng)。污泥濃縮池：儲(chǔ)存并濃縮生物剩余污泥；污泥處理設(shè)備：污泥脫水機(jī)可將污泥的含水率從99﹒5%。 4組合技術(shù)處理工藝的優(yōu)點(diǎn)分析
分析以上流程可知，組合技術(shù)處理工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)生化與光化學(xué)氧化相結(jié)合處理印染廢水，是一種新工藝，其在印染廢水處理中的工程實(shí)施具有新穎性。(2)工藝流程具有鮮明的針對(duì)性，對(duì)每一種污染物都有得力的處理設(shè)施。(3)合理利用原有設(shè)施，以廢治廢，降低了工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用。(4)利用水解酸化提高廢水的可生化性，同時(shí)降低PH值，節(jié)能又經(jīng)濟(jì)。(5)采用高效的生物組合工藝：水解酸化＋接觸氧化工藝，能有效地去除廢水中污染物，操作管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，產(chǎn)泥少。(6)光化學(xué)氧化是一種剛剛興起的新型現(xiàn)代水處理技術(shù)，其特點(diǎn)是：光化學(xué)方法對(duì)難降解的有機(jī)物有極強(qiáng)的氧化作用，脫色和降低CODCr效果極佳，不產(chǎn)生二次污染，工藝簡(jiǎn)單，操作方便。(7)將生化污泥和物化污泥分步沉淀，有利于生化污泥的回流和物化污泥的濃縮脫水。(8)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備機(jī)電一體化程度高，操作方便，人力資源省。(9)運(yùn)行成本低、產(chǎn)生的生物剩余污泥量很少。(10)全系統(tǒng)抗沖擊和適應(yīng)能力強(qiáng)，視水質(zhì)變化，在保證達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下可調(diào)整工藝環(huán)節(jié)，降低運(yùn)行成本。 參考文獻(xiàn)
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