印染废水深度处理工艺及发展

http://www.water.hc360.com2018年11月16日08:57 来源:《基层建设》作者:孙娟T|T

    慧聪水工业网 摘要:本文将从几个方面来深入分析印染废水深度处理的工艺方法,并研究印染废水深度处理的未来发展趋势。

    关键词:印染废水;工艺;深度处理

    一、印染废水的深度处理工艺方法

    1.物理法

    (1)吸附法

    吸附法是最常用的深度处理方法之一,印染废水深度处理工艺中采用的吸附剂以活性炭为主,此外也有一些新型吸附剂。例如张凤娥等利用改性磁粉吸附协同二氧化氯氧化深度处理代替原有的混凝沉淀加活性炭吸附的深度处理工艺,废水CODcr的质量浓度可从60-90mg/L降20mg/L以下,色度可从55-60倍降30倍以下,CODcr和色度的去除率分别可达到94.56%和60%,且处理工艺经济合理,总成本为1.053元/t;杨占红利用超声波一活性炭联合法对印染废水生化出水进行深度处理,CODcr去除率可达89.6%,出水CODcr的质量浓度小于25mg/L;胡娟等研究并比较了混合炭、原煤炭和果壳炭3种不同材质的活性炭对印染废水生化出水的吸附容量,在活性炭床中,当进水CODcr的质量浓度为75-101mg/L时,出水CODcr浓度可以稳定达到GB4287--92(纺织染整工业水污染物排放标准》一级标准的要求。

    (2)微絮凝直接过滤

    微絮凝直接过滤近年来在发达国家已经成为处理低温、低浊、有色水质的主流选择工艺,其工作原理是在废水通过滤池前投加絮凝剂,之后直接进入滤料内部完成反应、沉淀和截留过程,是一种高效、经济的集成工艺。例如陈士明等采用微絮凝一变孔隙直接过滤工艺对印染废水二级出水进行深度处理。出水浊度、色度、CODcr的平均值分别为0.16NTU、6倍、21mg/L,去除率依次为98.8%、85%、61.8%。同时陈士明等采用微絮凝直接过滤作为超滤的预处理工艺,对印染废水二级出水进行深度处理。微絮凝直接过滤一超滤组合工艺对浊度和CODcr的去除效果都较稳定,出水浊度小于0.1NTU,色度小于5倍,CODcr的质量浓度小于30mg/L。微絮凝工艺既可以单独使用,也可以与生物工艺如BAF或者技术组合使用,都可以有很好的处理效果。

    2.高级氧化技术

    高级氧化技术(AOP)是借助氧化反应过程中产生的具有强氧化能力的羟基自由基(•OH)使水体中许多结构稳定、很难被微生物分解的有机分子转化为无毒无害的可生物降解的低分子物质,从而提高废水的可生化性。根据反应条件和产生•OH方式的不同,可将AOP分为电催化氧化、湿式氧化、臭氧氧化、Fenton氧化、光化学氧化、超声波氧化等。Tung等采用电催化氧化一粉末活性炭吸附工艺对台湾省某印染厂高有机物浓度、高色度废水进行处理,在电流密度50mA/cm2的条件下处理60min后,TOC和色度的去除率分别达到90%和92%。李文杰等采用真空紫外(VUV)一高频超声(US)耦合深度处理印染废水尾水。实验结果表明VUV-US处理印染废水尾水时存在着协同增效作用,在VUV为16W、US为100W的条件下反应120min后,TOC及UV254的去除率分别达到27.68%和93.03%,而反应温度、初废水始pH对处理效果的影响较小。由于降解污染物的高效性和低选择性,高级氧化技术已成为印染废水深度处理研究领域的热点课题。但现有技术操作复杂,添加药剂易引入二次污染,且单独使用这一技术彻底去除废水中的难降解COD和色度的成本较高,这极大地限制了该技术在废水深度处理中的产业化应用。

    3.生物法

    (1)BAF

    与普通活性污泥法相比,BAF工艺用于处理低浓度、难降解有机废水,具有占地面积小、抗冲击负荷强、氧传输效率高、避免污泥膨胀、出水水质稳定等优点。如许峰等采用上向流砾石滤料BAF反应器深度处理印染废水,对于m(BOD5)/m(CODcr)小于0.1,N、P含量低的废水具有很好的处理能力,出水CODcr的质量浓度为39.6-45.3mg/L,NH3-N的质量浓度为0.11-0.24mg/L。吴川等通过对陶粒生物滤池深度处理某印染厂二级生化出水的研究表明:陶粒生物滤池在整个稳定运行阶段,对CODcr的去除率达55%左右,当进水CODcr的质量浓度为90-100mg/L时,出水可保持低于50mg/L;对NH3-N也有很好的去除效果。平均去除率为88.5%左右,出水NH3-N的质量浓度保持在1.0-1.5mg/L,但是对色度的去除率只有20%,原因在于废水中引起色度的难生物降解有机物,通过陶粒微弱的吸附能力以及极少量的生物降解只能去除少部分。

    (2)BAC

    BAC工艺利用活性炭的巨大比表面积、发达孔隙结构以及优良的吸附性能等特点,以活性炭作为载体构建生物膜,从而形成活性步吸附和微生物氧化分解有机物的协同作用。此工艺提高了废水中有机物的去除率,增强了系统抗毒物和负荷变化的能力,改善了污泥脱水及消化的性能,延长了活性炭的使用寿命,是一种以生物处理为主,同时具有物化处理特点的生物处理新技术。

    二、印染废水深度处理技术的发展趋势

    1.污染的源头控制

    当前我国印染废水的治理还主要是以末端治理为主,这种治理方法只是把污染物从一种状态转化为另一种状态,并未真正的消除污染。这种转化既不能最大限度地减轻对人类和环境的影响,也不符合资源循环利用的原则。因此,在注重末端治理的同时,加强污染的源头控制,实行清洁生产技术,尽量减少污染的产生以减轻后续处理的负荷,是印染废水深度处理的一个发展趋势。一般而言,在纺织印染行业推行清洁生产主要针对原料、工艺技术、设备和管理措施几方面。企业在选择原料时应优先考虑易生物降解的新型环保原料以有效减轻废水终端处理的难度,如在染色印花过程中用易生物降解的人造浆料代替聚乙烯醇浆料、用淀粉酶代替烧碱退浆等。在各工序操作过程中,有效利用各种方法,如在车间排水口分离回收疏水染料,最大限度地减少原料的流失,这样既充分利用了资源,也减轻了后续处理的难度。在工艺技术的设计或改造时选择值得推广的清洁生产工艺技术,如染整高效前处理工艺、少水印染加工技术等。此外,为了更好地实现清洁生产,企业还应加强管理,实行清洁生产审核,建立一套健全的环境管理体系,使人为的资源浪费和污染排放减至最小。

    2.组合工艺的优化

    组合工艺的目的在于充分发挥各组合单元的优势。废水处理站出水—生物陶粒—臭氧脱色一双层滤料过滤一阳离子交换树脂软化—出水就是一个较典型的组合工艺,但李武全等人研究发现臭氧脱色后出水中的剩余臭氧可能会破坏交换树脂结构,使其失去交换能力,因此在工程中需要增加清水池,待臭氧分解完毕后再进入交换树脂单元。

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