印染企業(yè)的生產(chǎn)廢水一般占綜合排水量的60%~80%,主要來自染整工段,包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花和整理等。
織造工段的廢水排放較少。
退漿廢水一般占廢水總量的15%左右,污染物約占總量的一半。廢水呈堿性,有色度,含有各種漿料、分解物、纖維屑、酸和酶等污染物。淀粉漿料廢水的B/C比值為0.3~0.5,化學(xué)漿料(如PVA)廢水的B/C比值為0.1左右。
煮煉廢水量大,呈強(qiáng)堿性,含有表面活性劑,深褐色,BOD和COD均高達(dá)數(shù)千單位。漂白廢水量大,但污染程度小,屬于清潔廢水,可直接排放或循環(huán)使用。
絲光廢水一般經(jīng)蒸發(fā)濃縮后重復(fù)使用,但末端排出的少量污水堿性仍較強(qiáng);一般情況下,漂白布絲光廢水的污染程度較低,而本色布絲光廢水的污染程度較高。
染色廢水的特點是水質(zhì)變化大、色澤深,主要的污染源是染料和助劑,廢水堿性較強(qiáng);特別當(dāng)采用硫化染料和還原染料時,pH值高達(dá)10以上。染色廢水中的許多物質(zhì)不易被生物分解,生物處理對印染廢水的COD去除率僅在60%~70%,脫色率也僅在50%左右。
印花廢水主要包括調(diào)色、印花滾筒、印花篩網(wǎng)的沖洗水,以及后處理的皂洗、水洗、洗印花襯布的廢水,污染程度很高。整理廢水含有多種樹脂、甲醛、表面活性劑等,但廢水量較少。
2、印染廢水常用3種處理方法
2.1印染廢水物化處理
2.1.1 化學(xué)混凝
當(dāng)前國內(nèi),染色廢水混凝處理以聚合氯化鋁(PAC)為主。PAC對于分散染料、冰染染料廢水具有良好脫色效果。對于陽離子型染料廢水,由于PAC所形成的膠團(tuán)不能很好地起到壓縮雙電層的作用,對COD和色度的去除率較低。
一般地,染色廢水往往含有多種類型染料,多種混凝劑復(fù)合使用能取得更好的處理效果。無機(jī)混凝劑(明礬、石灰、硫酸亞鐵、三氯化鐵等)不適用于酸性染料、活性染料、金屬絡(luò)合染料及部分直接染料,因為這些染料相對分子量較小、水溶性好且不容易形成膠體。目前,混凝技術(shù)的研究和應(yīng)用主要集中于根據(jù)染料性質(zhì)選擇混凝劑與絮凝劑復(fù)配,以取得良好的脫色和懸浮物去除效果。
2.1.2 介質(zhì)吸附
活性炭吸附法是目前去除染色廢水色度的重要方法之一。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的廢水具有良好的吸附性能;但對硫化染料、還原染料等不溶性染料幾乎不能吸附或吸附很少。
近幾年,臭氧氧化與活性炭吸附的復(fù)合技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。活性炭吸附前,臭氧以氣相連續(xù)的方式與水充分接觸、反應(yīng),將廢水中殘余的部分生物難降解有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。同時,微生物可在活性炭上附著生長,大大延長了活性炭的再生周期。臭氧活性炭技術(shù)集氧化、生化、吸附和過濾四種作用于一體,可以徹底去除印染、制藥等廢水中難降解的有機(jī)物。在特定溫度條件下燒結(jié)、活化后的硅藻土(活性硅藻土)也是一種良好的吸附劑。活性硅藻土對于印染廢水具有吸附(多孔結(jié)構(gòu))和混凝(含有鋁鹽)的雙重作用,脫色效果良好?;钚怨柙逋翆τH水性染料脫色效果不一,對疏水性染料效果較好。當(dāng)廢水中的表面活性劑和均染劑較多時,效果將顯著下降。吸附法一般用于生化單元之后。
2.1.3 化學(xué)氧化
化學(xué)氧化法主要著眼于廢水脫色,同時可以破壞偶氮鍵、硝基、酰胺基、雜環(huán)等化學(xué)結(jié)構(gòu),提高廢水的可生化性;化學(xué)氧化法根據(jù)氧化劑分為氯氧化法、臭氧氧化法、雙氧水氧化法(Fenton試劑等)以及濕式氧化法等。
臭氧對直接、酸性、堿性、活性等親水性染料脫色速度快,效果好;對于還原、納夫妥、氧化、硫化、分散性染料等疏水性染料脫色效果較差,臭氧用量大;對于含鉻染料廢水,反而會生成六價鉻離子,毒性更強(qiáng)。生化-臭氧法對染色廢水色度去除率可達(dá)90%以上。
氯氧化法主要是氧化顯色有機(jī)物并破壞其結(jié)構(gòu),從而達(dá)到脫色目的。氯氧化法對于水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的水不溶性染料如硫化染料,都有良好的脫色效果;對于不溶性染料如還原染料、分散染料和涂料等,脫色效果較差。廢水中的懸浮物和漿料會嚴(yán)重影響氯氧化法脫色效果。染料顯色結(jié)構(gòu)并不能完全由氯氧化破壞,一般以氧化態(tài)存在于水中,放置后可能恢復(fù)原色。因此,單獨采用此法脫色并不理想,宜與其他方法聯(lián)用。采用紫外光催化與氯氧化法聯(lián)用比單獨氯氧化能力強(qiáng)10倍以上。
2.2印染廢水生物處理
目前,國內(nèi)外印染廢水處理仍以生化法為主,相關(guān)的研究主要集中在生物強(qiáng)化、特效菌種篩選、微生物固定化、膜生物反應(yīng)器以及生化技術(shù)組合方面。
生物強(qiáng)化是指在傳統(tǒng)生物處理單元中投加特定功能的微生物或與微生物系統(tǒng)具有協(xié)同作用的藥劑,從而增加對特定污染的降解能力。在生物系統(tǒng)中投加適量的粉末活性炭(PACT法)或鐵鹽(生物鐵法)能明顯強(qiáng)化生物處理效果。
生物篩選是利用誘變育種、原生質(zhì)融合、基因工程等生物技術(shù),分離、選擇和組建新型的高效特效微生物菌種菌群。中國科學(xué)院微生物所從污泥和生物膜中了分離出對多種染料能快速脫色的優(yōu)良菌株,其中以產(chǎn)堿桿菌和轉(zhuǎn)化單胞菌脫色作用較優(yōu)。
膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-reactor)是膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。由于膜組件對于活性污泥的截留作用,實現(xiàn)了污泥停留時間和水力停留時間的有效分離;同時,MBR中能保持較高的活性污泥濃度,在較高容積負(fù)荷情況下實現(xiàn)了較低的污泥負(fù)荷。膜生物反應(yīng)器在國外已有印染廢水處理的成功案例,國內(nèi)也有少量應(yīng)用。
厭氧與好氧組合是印染廢水生化處理的主流工藝,其中厭氧一般用于水解酸化段。厭氧生物處理對直接染料、活性染料、酸性染料、陽離子染料等可溶性染料大多數(shù)在不同程度上是可降解的。有研究認(rèn)為,厭氧試驗水力停留時間3d和8h結(jié)果差別不大,印染廢水的厭氧過程實質(zhì)處于水解酸化段。HRT為16h時COD和BOD去除率達(dá)到最大值,分別為31.2%和16.3%。色度去除率與HRT的變化相關(guān)性不明顯;當(dāng)HRT超過8h時,色度去除率不再隨HRT的增加而增加。其研究認(rèn)為,水解酸化后廢水的可生化性得到明顯提高;印染廢水的水解酸化應(yīng)著重于發(fā)揮其對廢水可生化性提高的效能上,HRT宜控制在10h以上。即使進(jìn)水COD波動較大,ABR也能運行良好。進(jìn)水COD平均755.4mg/L,平均去除率為43.9%;進(jìn)水色度平均342倍,平均去除率為76.6%。印染廢水B/C值由0.29提高到0.43,廢水可生化性明顯改善。HRT為24h、18h、14h時的COD去除率分別為43.1%、32.6%和20.5%。研究還通過離子流譜圖證明,難生物降解的復(fù)雜有機(jī)物經(jīng)厭氧水解后存在開環(huán)、斷鍵、裂解、取代、還原等結(jié)構(gòu)變化,進(jìn)而轉(zhuǎn)化成較易生物降解的有機(jī)物。
一般情況下,規(guī)模較小的印染廢水好氧生化段較多采用接觸氧化法;規(guī)模較大時采用活性污泥法。這主要是因為,規(guī)模較小的廢水負(fù)荷變化較劇烈,而接觸氧化法由于微生物固定生長于填料載體而具有更好的穩(wěn)定性。
印染廢水零排放
2015年4月國家出臺了“水十條”,其中提出:到2020年,全國水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善,到2030年,力爭全國水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復(fù),到本世紀(jì)中葉,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善,生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán).專項整治十大重點行業(yè),制定造紙、焦化、氮肥、有色金屬、印染、農(nóng)副食品加工、原料藥制造、制革、農(nóng)藥、電鍍等行業(yè)專項治理方案,實施清潔化改造.有些缺水地區(qū)也相應(yīng)的根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)水量特點制定出了“零排放”的要求。
國敖自主研發(fā)【一體化中水再生凈化器】在印染廢水零排放中的應(yīng)用
一體化中水再生凈化器,是結(jié)合MBBR + MBFB +BAF 工藝特點,是一種高效深度處理的中水回用工藝。
工藝以移動生物膜流化床為基礎(chǔ),以粉末活性炭 (簡稱PAC) 和移動懸浮填料為載體;結(jié)合膜生物反應(yīng)器工藝(簡稱MBR)工藝的固液分離技術(shù),使反應(yīng)器集活性炭的物理吸附、生物反應(yīng)器的生物凈化和無機(jī)不銹鋼過濾膜的高效分離作用為一體;水體中難以降解的小分子有機(jī)物與在曝氣條件下處于流化狀態(tài)的活性炭粉末進(jìn)行傳質(zhì)、混合,被吸附、富在活性炭表面,使活性炭表面形成局部污染物濃縮區(qū)域;粉末活性炭同時也為微生物繁殖提供了特殊的介質(zhì),其多孔的表面吸附了大量微生物菌群,在高溶解氧條件下,微生物對富集在活性炭表面小分子有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,通過BAF組合濾池將活性炭沉淀回流前端MBFB池,然后利用不銹鋼過濾膜分離系統(tǒng)將水和吸附了有機(jī)物的微小粉末活性炭等懸浮顆粒分開通過錯流過濾,進(jìn)一步凈化污水,使其達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。
該工藝在原有進(jìn)水的基礎(chǔ)上能進(jìn)一步去除污染水體中部分氨氮、COD、色度和其它難降解小分子有毒有機(jī)物等。
工藝特點
1、活性炭粉長期循環(huán)、再生使用;
2、三相傳質(zhì)混合,反應(yīng)效率高;
3、生物載體流失性少;
4、載體生物流化性能好;
5、氧的轉(zhuǎn)移效率高;
6、污染物高度富集,生物活性量高;
7、對微污染水/深度處理水效果好;
8、反應(yīng)器對COD、T-N、色度等污染物的去除率高,效果穩(wěn)定;
9、不產(chǎn)生污泥,污泥處理置費用低;
10、出水精度根據(jù)需求調(diào)整膜濾芯的目數(shù),滿足客戶各種水質(zhì)需求;
11、直接運行費用(電耗/人工/藥劑)低,約0.60元/噸水;
12、膜組件使用壽命長,維護(hù)費用低;
13、采用PLC控制系統(tǒng),自動化管理程度高,人工操作強(qiáng)度低;
13、可根據(jù)客戶要求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模塊化組合和定制組合。
結(jié)語
一體化中水再生凈化器將生物技術(shù)置入精度過濾系統(tǒng),在C0D<60mgL、色度40進(jìn)水的情況下,出水達(dá)到C0D<15~25mgL、色度<5~8,全自動化運行系統(tǒng)管理,不加任何藥劑沒有污泥產(chǎn)生,不銹鋼過濾芯保十年無需更換,活性炭生物馴化再生,不需更換只需定期微量補充,處理后的水質(zhì)達(dá)到【國家標(biāo)準(zhǔn)】 FZ T 01107-2011 紡織染整工業(yè)回用水水質(zhì)。
愿與您一起為改善和維護(hù)人類的生存環(huán)境,節(jié)約和合理利用水資源而共同努力!
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