印染廠堿減量廢水處理工藝探討

目前, 國(guó)內(nèi)有關(guān)印染廢水處理的研究很多, 處理手段大多以生化處理為主, 或采用輔以不同物化處理手段的工藝組合, 國(guó)外也基本如此。但有些印染廢水如堿減量廢水若僅單獨(dú)采用常規(guī)生化處理, 由于廢水中的染料、油劑、助劑、漿料的種類和含量多變, 導(dǎo)致生物處理系統(tǒng)不能適應(yīng)這種高度變化的環(huán)境條件而使處理效果不穩(wěn)定, 有時(shí)還會(huì)很差。印染行業(yè)堿減量廢水復(fù)雜多變的不同組合, 構(gòu)成了該類廢水的特色, 因此如何使其得到經(jīng)濟(jì)有效的處理, 是堿減量廢水處理的主要技術(shù)難點(diǎn)。
1 堿減量廢水的水質(zhì)和特性
印染廠應(yīng)用堿減量技術(shù), 使PVA 漿料、對(duì)苯二甲酸( TA 或其鈉鹽) 、染料、新型助劑等苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯類難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水, 使CODCr 達(dá)2 000 mg/ L 左右( TA約占60%) , 給處理增加了難度。此類廢水的特點(diǎn)是: 堿度大、污染物濃度高、生化降解性差, 目前已成為紡織印染行業(yè)環(huán)保治理的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

2 堿減量廢水處理的方案比較
曾就堿減量廢水的預(yù)處理、生化處理、后處理( 或三級(jí)處理) 的各種方案作了大量探索試驗(yàn), 并得出如下結(jié)論: ①生化法對(duì)CODCr 的去除率一般在80%左右, 因而僅依靠生化法使出水達(dá)標(biāo)在目前很難實(shí)現(xiàn)。②要使廢水能達(dá)標(biāo)排放, 必須加物化處理,而物化處理作為后處理比作為前處理更經(jīng)濟(jì), 更可能使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。③原水不調(diào)pH 值可進(jìn)行生化處理, 但對(duì)原水進(jìn)行pH 值微調(diào)可提高生化處理CODCr去除率。?原水直接加硫酸酸化, 調(diào)整pH 值到4, 產(chǎn)生大量白色不溶物, 沉降性能不佳, 但可離心分離, 產(chǎn)生的白泥主要成分為TA, 分離后CODCr去除率約為65%。
3 堿減量廢水處理工藝選擇
根據(jù)以上認(rèn)識(shí), 建議堿減量廢水處理的工藝流程為: pH 值調(diào)節(jié)y 厭氧( 水解) y 好氧y沉淀y 混凝沉淀。① 經(jīng)過對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 如果將pH 值調(diào)至10再生化處理, 比不調(diào)pH 值直接生化處理的出水CODCr要低100 mg/ L, 因此加酸調(diào)pH 值只會(huì)有利于水質(zhì)達(dá)標(biāo)。如果將pH 值調(diào)至4, 僅通過混凝沉淀、離心分離就能將CODCr 去除約65%, 然而由于廢水量大, 硫酸的消耗是無法承受的。建議加硫酸將原水的pH 值調(diào)至10 左右, 為確保出水pH 值達(dá)標(biāo), 在排放前再微調(diào)一次pH 值。
②從試驗(yàn)情況看, 堿減量廢水還是可生化的,然而無論是好氧還是厭氧加好氧, COD 去除率一般都在80%上下。生化處理的HRT 一般在18~ 24h, 如果再延長(zhǎng)停留時(shí)間, CODCr 去除效果提高有限,出水COD Cr在200 mg/ L 左右是生化處理很難跨越的臺(tái)階。因此, 堿減量廢水工程設(shè)計(jì)對(duì)生化反應(yīng)器形式選擇的重點(diǎn)不能寄希望于一步達(dá)標(biāo), 更重要的在于其可行性、經(jīng)濟(jì)性、操作管理是否方便、運(yùn)行是否穩(wěn)定可靠等。經(jīng)過綜合比較, 建議選擇厭氧( 水解) / 好氧作為生化處理的主要手段, 其理由如下: (1)技術(shù)較成熟, 有機(jī)化合物去除率高, 而且有利于抑制污泥膨脹, 處理出水水質(zhì)較穩(wěn)定。試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),該類廢水易發(fā)生污泥膨脹, 而采用厭氧對(duì)其有抑制作用。(2) 由于采用回流污泥至厭氧池, 提高了污泥沉降及脫水性能, 剩余污泥量少。? 通過微生物的厭氧酸化作用能分解污水中難生化有機(jī)物質(zhì), 可提高印染廢水的可生化性和脫色效果。?工藝操作簡(jiǎn)便靈活, 運(yùn)行穩(wěn)定可靠, 所需設(shè)備可全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備, 切合國(guó)情。因此, 采用以A/ O 生化處理為主的工藝作為堿減量印染廢水的處理方案是可行的, 其中生化停留時(shí)間18 h。為強(qiáng)化處理效果, 在采用厭氧/ 好氧生化處理技術(shù)的基礎(chǔ)上, 還可引入生物鐵法處理技術(shù), 實(shí)踐證明投加少量鐵鹽能激活微生物的活性, 在印染、石化、腈綸、PTA 廢水處理中都有成功應(yīng)用的實(shí)例。采用生物鐵法運(yùn)行, 有利于保持較高的污泥濃度,COD Cr去除率可高于普通活性污泥法( 約可提高10% ) , 特別是對(duì)含難降解物質(zhì)廢水的處理效果有明顯提高作用。另外, 可將優(yōu)良脫色菌、PVA 降解菌等特殊菌種引入系統(tǒng)中, 以求更好的去除效果。為保證處理出水達(dá)標(biāo), 必需添加物化處理。由于堿減量廢水一般水量大, 氧化劑( 臭氧、光氧化) 、電絮凝、活性炭吸咐、膜過濾等方法是很難接受的,氣浮法盡管由于其技術(shù)不斷革新, 特別是渦凹?xì)飧? CAF) 的發(fā)明, 使其運(yùn)行電耗大大降低, 操作管理更加方便, 然而如果不是處理含油類、藻類等體積質(zhì)量比水輕的污染物的話, 其固液分離效果并不比沉淀優(yōu)越很多, 試驗(yàn)證明, 采用沉淀還是氣浮不是問題的關(guān)鍵所在, 關(guān)鍵是所投加的混凝劑種類。通過以上分析, 物化處理可能的選擇是: 混凝沉淀和鐵碳反應(yīng)沉淀。其各自特點(diǎn)如下:1 混凝沉淀該工藝穩(wěn)定可靠, 出水基本達(dá)標(biāo), 關(guān)鍵是藥劑的選擇。另外, 將物化處理置于生化前、后的對(duì)比試驗(yàn)表明, 混凝沉淀放在生化前比放在生化后要消耗更多的藥劑, 盡管混凝沉淀放在生化前具有相對(duì)較高的CODCr 去除率, 然而其對(duì)降低生化出水的CODCr是有限的; 而物化處理放在生化后, 可用較少的絮凝劑發(fā)揮較大的作用。生化出水用硫酸亞鐵、聚合鐵及高分子絮凝劑處理時(shí)均無明顯效果, 而用鋁鹽作絮凝劑時(shí)仍可產(chǎn)生一定效果?；炷恋淼淖畲笕秉c(diǎn)是藥劑用量較大, 使運(yùn)行成本增加。因此, 篩選出更經(jīng)濟(jì)、更有效的絮凝劑是今后的研究課題。o 鐵炭反應(yīng)沉淀鐵炭反應(yīng)的原理是鐵或焦炭在印染廢水中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng), 從而達(dá)到去除化學(xué)污染物、去除色度、提高絮凝效果的目的。大量試驗(yàn)結(jié)果表明: 原水僅采用鐵炭曝氣處理, 經(jīng)過72 h, 可使污水的CODCr由2 000 mg/ L 降至200 mg/ L 以下; 鐵炭曝氣作為預(yù)處理, 可有效降低后續(xù)生化處理的處理負(fù)荷; 作為后處理, 4~ 6 h 即可使出水達(dá)標(biāo), 對(duì)比試驗(yàn)顯示其作為后處理更有利于使出水達(dá)標(biāo)。鐵炭反應(yīng)的致命弱點(diǎn)是容易結(jié)塊、產(chǎn)泥量大、污泥處理困難、運(yùn)行管理不便, 如何在工程上克服這些弱點(diǎn)仍是今后的研究課題。
4 結(jié)論
堿減量印染廢水是可生化的, 但僅靠生化不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn), 必須輔以其他手段。例如生化處理后采用混凝沉淀, 可基本接近排放標(biāo)準(zhǔn), 但廢水處理運(yùn)行費(fèi)用一般在1 元/ m3 以上。因此如何經(jīng)濟(jì)有效地處理堿減量印染廢水, 仍是環(huán)保界一個(gè)長(zhǎng)期的研究課題。對(duì)印染行業(yè)排放的堿減量廢水, 要試圖找到一個(gè)既能達(dá)標(biāo), 其運(yùn)行費(fèi)用又在0. 8 元/ m3 以下的工藝流程, 在目前情況下是不可能的。對(duì)運(yùn)行費(fèi)用的限定, 要結(jié)合印染廠的產(chǎn)品銷售收入進(jìn)行綜合評(píng)估,如果評(píng)估下來的處理費(fèi)用在1 元/ m3 以上是不能接受的。要使印染行業(yè)繼續(xù)健康發(fā)展, 必須對(duì)其廢水排放進(jìn)行全方位的整治: ① 改進(jìn)生產(chǎn)工藝, 實(shí)行清潔生產(chǎn); ② 堿減量廢水納入城市生活污水一起處理, 進(jìn)行區(qū)域綜合治理; ③適當(dāng)放寬排放標(biāo)準(zhǔn), 規(guī)定該廢水必須經(jīng)過生化處理后才能排放, 即把生化的極限值作為該廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。