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印染废水中试处理方法
来源:管理员 日期:2015-1-12 点击:1194  字体:

印染废水是国内外难处理的工业废水之一,该类废水色度高、COD高、含多种有机物成分且生化性较差,具有一定的抗氧化性。随着近年来印染技术的不断提高,PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水中,给处理增加了难度。

江苏某纺织印染企业为针织布生产及营销商,集合针织、染色、印花及整理之综合生产线,其排放的废水成分复杂,其中包括退浆废水、煮炼废水、染色废水印花废水及整理废水等。该厂现有废水处理站1座,处理能力为10 000 m3/d,该污水处理站建设多年,工艺相对落后,现有工艺流程如图 1所示。

 图 1 现有废水处理工艺流程

经过对废水处理站进行详细调研后,发现该废水处理站主要存在以下问题。

(1)印染废水中含有大量的聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)及各种助剂,可生化性很差、碱性强,生化段的处理效果不佳,COD去除率<50%,需要靠物化混凝工段大量投加药剂,才能勉强维持出水达到纺织印染行业二级排放标准;其中江苏省地方标准DB 32/1072—2007要求COD≤100 mg/L,BOD≤25 mg/L,色度小于40度。

(2)该厂使用新型抗氧化助剂,废水的可生化性不断降低,生化工段的活性污泥活性较差。

(3)为保证出水COD、色度达到标准要求,混凝工段混凝絮凝药剂投加量大,处理成本高,约为1.2元/m3废水,同时产生大量的化学泥渣,且脱水困难,对这些化学污泥的处理较为困难,不仅处理成本高,同时还存在产生二次污染的可能。

(4)混凝工段在去除色度和SS的同时,大量 COD也得到了脱除,但脱除COD时并没有一定的选择性,大量易降解的COD物质也被去除,导致进入后续生化的废水可生化性差,处理难度较大。

(5)旧工艺对废水色度处理效果较差,出水色度约为40~50倍,勉强达到出水标准。

(6)该地区对印染废水进行了限量排放控制,严重制约了印染厂产品的产量,影响了企业的发展。

针对上述存在的问题,笔者以该污水处理站调节池废水为原水,进行了新工艺的中试实验,为印染废水处理工艺的新建和改造提供参考。

1 中试规模及废水水质
 
中试装置设在废水处理厂调节池旁,设计处理能力240 m3/d;设计进水水质如表 1所示。

表1 中试装置设计进出水主要水质参数
项目 COD/(mg·L-1) BOD/(mg·L-1) 色度/倍 PH
进水水质 900 250 800 8~11
反渗透浓水排放水质 80 25 20 6~9

2 中试工艺流程
 
2.1 工艺流程
 
中试工艺流程如图 2所示。

 图 2 中试工艺流程

2.2 工艺流程描述
 
废水由自吸泵从调节池提升至隔油沉淀池,进行除油及除泥砂,之后自流进入水解酸化池,在兼氧微生物的作用下,废水中大量的染料、助剂等复杂有机大分子被分解为可生化的小分子物质,提高废水可生化性。水解酸化池出水自流进入好氧一池,在好氧微生物的作用下,去除部分COD物质。

因为进水COD较高,还有部分难降解物质的存在,好氧一池出水COD偏高。好氧一池出水自流进入沉淀池后进行泥水分离,活性污泥由污泥回流泵输送回好氧一池补充污泥。上清液自流进入好氧二池进行再次生化处理,经过处理的混合液自流进入MBR池进行严格的泥水分离,被MBR所截留的污泥回流至好氧二池补充污泥。MBR出水进入臭氧氧化池进行深度脱色,同时部分难降解的物质通过臭氧氧化分解为易生化物质。经过臭氧氧化后的废水经过一定时间的稳定,以确保高级氧化过程的彻底,同时能消除催化氧化与后生化之间的制约效应。废水进入BAF滤池进行再次过滤及深度生化处理。BAF出水进入后续反渗透工段继续处理后进行回用,反渗透浓水外排。

3 主要实验参数
 
(1)调节池。直接采用污水处理站原有调节池,设置取水自吸泵2台,1用1备,自吸泵进水口设在调节池内,并设有简单的格栅过滤装置。

(2)隔油沉淀池。现场实地调研发现,调节池为露天设置,进水口位置经常出现浮油,池底有泥砂沉积,故设置隔油沉淀池,可有效防止浮油和泥砂进入生化处理系统。

(3)水解酸化池。钢结构,有效水力停留时间为12 h,池中设置弹性填料,以强化处理效果。设有潜水搅拌器,加强传质作用并防止污泥沉淀。

(4)好氧一池。钢结构,有效水力停留时间为 8 h,风机2台,1用1备,经计算气水比选择14∶1。

(5)中沉池。钢结构,选用斜管沉淀池,表面负荷选用4 m3/(m2·h),考虑到中沉池出水进入好氧二池,废水中含适量的污泥是可以允许的,故中沉池表面负荷取值较高。

(6)好氧二池。钢结构,有效水力停留时间为 4 h,风机2台,1用1备,经计算气水比选择6∶1。

(7)MBR池。钢结构,平均膜通量选用10 L/(m2·h);选用PVDF帘式膜共50帘。配套在线反洗系统和离线清池系统。

(8)臭氧氧化池。设计臭氧投加量30 mg/L;氧化时间1 h,稳定时间3 h。

(9)BAF滤池。采用拥有专利技术的内循环曝气生物滤池,该滤池内填充高品质生物填料,采用新型曝气技术及独特的反冲洗方式,保证了出水效果,其中空池停留时间2 h。

(10)反渗透装置。采用10 m3/h成套反渗透装置,装置前端设置5 μm保安过滤器,保证进水水质。为保证浓水达标排放,反渗透装置收率设计为50%,反渗透浓水各主要污染物浓度设计为BAF滤池出水的2倍。

4 运行情况
 
中试装置生化调试期间,直接采用污水处理站好氧池中活性污泥对中试水解酸化、好氧一池和好氧二池进行了污泥驯化培养,目前系统已正常运行6个月,MBR出水稳定,反渗透出水稳定良好,反渗透浓水达到排放要求。

MBR产水效果如图 3所示。

 图 3 MBR产水效果

各处理段稳定水质测定结果如表 2所示。

表2 各处理阶段稳定水质测定结果
取样位置 COD/(mg·L-1) BOD/(mg·L-1) 色度/倍 PH
进水泵取样口 900 250 800 8~11
水解酸化池出水 625 225 400 6.8
好氧一池出水 284 105 100 7.2
MBR出水泵取样口 62 12 80 7.5
臭氧氧化池出水 54 10 20 7.2
BAF滤池出水 40 5 20 7.6
反渗透出水 - - 5 6.9
反渗透浓水排放口 80 10 40 7.7

由表 2可见,系统平稳运行后,BAF滤池平均出水COD可达40 mg/L,COD去除率可达95.56%;反渗透出水COD和BOD均为未检出,色度均小于5倍。反渗透浓水平均COD为80 mg/L,平均BOD低于10 mg/L,色度稳定小于40倍,达到了江苏省地方标准DB 32/1072—2007中的要求。

5 中试工艺优点
 
(1)好氧一池和好氧二池串联形成两个独立的生化系统,整体抗冲击能力较强。

(2)该工艺方法完全没有化学污泥的产生,杜绝了二次化学固废污染的可能。

(3)完全节约了混凝絮凝药剂费和化学污泥处置费。

(4)反渗透产水可以回到生产线进行循环利用,废水回用量可达到50%,不但减少了生产线清水的使用量,而且大幅减少了最终外排的废水量,使企业扩大产量成为了可能。

(5)采用“生化+臭氧”的方式脱色效果明显,臭氧在起到脱色作用的同时,还起到了深度氧化的作用。

6 经济分析
 
在中试装置运行期间,系统设备电耗1.84 kW·h/m3 ,按0.80元/(kW·h)计,折合为1.472元/m3;MBR及反渗透药剂费为0.28元/m3;人工费为0.10元/m3;折旧费为0.30元/m3,合计为直接运行费用2.152元/m3。

该厂购买自来水单价为2.5元/m3,排污费1.4元/m3;如果采用该中试工艺,将反渗透产水回用至生产线,将节约自来水5 000 m3/d;折人民币12 500元/d;同时减少废水排放量5 000 m3/d;折人民币 7 000元/d;相当于每天节约人民币19 500元;而采用该工艺的条件下,运行费用仅为2.152×10 000= 21 520元/d;由此可见,采用该中试工艺对印染废水进行处理后,具有明显的经济效益。

7 结论
 
(1)该工艺符合我国十二五规划的要求,属于节能减排改造工艺,具有良好的前景。

(2)采用“生化+臭氧+反渗透”组合工艺处理印染废水具有非常好的可行性,可以作为印染废水改造施工的首选工艺。

(3)该工艺可以有效地去除印染废水的COD和色度,且技术成熟、运行稳定、成本较低,是一种良好的印染废水处理方法。

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