水解酸化—接觸氧化—混凝處理印染廢水工程實(shí)踐
摘要：印染廢水COD高、色度高、可生化性差,是較難處理的工業(yè)廢水。采用水解酸化-接觸氧化-混凝工藝處理 印染廢水,COD、BOD、SS和色度去除率分別達(dá)到86%、92.5%、88%、90%。印染廢水處理后達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-92)1級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。此工藝具有工程投資少、運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：印染廢水，水解酸化，接觸氧化，混凝
印染廢水有機(jī)污染物含量高,成分復(fù)雜,色度深,堿性 強(qiáng),水量大且水質(zhì)水量變化大,是難處理工業(yè)廢水之一。隨 著印染工業(yè)的發(fā)展,大量化纖產(chǎn)品的出現(xiàn),新的化學(xué)漿料、染 化料和整理劑的采用,大大地改變了印染廢水的性質(zhì),增加 了其處理難度,傳統(tǒng)的處理方法已不適應(yīng)要求。某印染廠水 解酸化接觸氧化混凝處理新工藝能保證出水達(dá)到《紡織 染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-92)1級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
1 工程概況
1.1 廢水水質(zhì)水量
某印染廠主要進(jìn)行棉布及化纖布料加工生產(chǎn)。加工工 序包括預(yù)處理、染色、印花、整理4道工序,預(yù)處理工序排出 退漿、煮煉、漂白和絲光等4種廢水,統(tǒng)稱漂煉廢水;而染色、 印花、整理工序分別排出染色廢水、印花廢水和整理廢水,以 上廢水混合排放,成分復(fù)雜,含有大量的堿類物質(zhì),pH高;含 有大量殘余染料和助劑,色度深;懸浮物多,且含有微量的有 毒物質(zhì)。印染生產(chǎn)過程中,由于織物的種類,加工的花色品 種隨原料、季節(jié)、市場需求的變化而經(jīng)常變化,因而加工工藝 和使用的染料和助劑也相應(yīng)改變,使得印染廢水的水質(zhì)出現(xiàn) 大幅度變化。印染生產(chǎn)過程雖然是連續(xù)的,但廢水的排放往 往是間歇的。此外,由于開機(jī)臺(tái)數(shù)時(shí)有增減,所以廢水排放 量極不均勻。
1.2 工藝流程
某印染廠采用水解酸化接觸氧化混凝工藝處理廢 水,其工藝流程見圖1。
廢水通過格柵去除較大的懸浮物和漂浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié) 池,在此進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均衡;然后用泵提升至水解酸化池,該池僅控制在酸性發(fā)酵階段,以提高廢水的可生 化性;水解酸化出水流入接觸氧化池,在接觸氧化池內(nèi)經(jīng)微 生物作用去除絕大部分的有機(jī)物和色度后入沉淀池,沉淀池 的污泥全部回流到水解酸化池,在池內(nèi)進(jìn)行增溶和縮水體積 反應(yīng),使剩余污泥大幅減少,剩余污泥經(jīng)濃縮后可直接脫水。 為了得到更好的水質(zhì),2級(jí)生化出水再經(jīng)混凝沉淀和脫色氧 化池進(jìn)行深度處理,達(dá)標(biāo)排放。
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1.3 主要單元設(shè)計(jì)參數(shù)
1.3.1 調(diào)節(jié)池
設(shè)計(jì)周邊、多邊進(jìn)水,使調(diào)節(jié)池不僅有水量的調(diào)節(jié),在水 質(zhì)、pH、溫度、色度、濃度等方面,因進(jìn)水位置不同加上空氣 攪拌,而達(dá)到充分勻質(zhì)目的。廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)部還可得到部 分氧氣,為后續(xù)水解酸化作準(zhǔn)備。調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)停留時(shí)間8h。 池體尺寸為10m×7.8m×5.0m,池內(nèi)設(shè)置2臺(tái)提升泵,1用 1備,性能參數(shù):流量36m3/h,揚(yáng)程10m,功率2.2kW。
1.3.2 水解酸化池
水解酸化池設(shè)計(jì)停留時(shí)間10h,池內(nèi)放置彈性立體填 料,池內(nèi)控制溶解氧DO=0-0.5mg/L。一般汽水比(5- 7)∶1。池體尺寸為10m×7.8m×5.0m。
1.3.3 接觸氧化池
接觸氧化池停留時(shí)間6h左右,汽水比(10-15)∶1,溶解氧DO=2-4mg/L,池內(nèi)放置彈性立體填料和半軟性組合填 料及微孔曝氣器。池體尺寸為11m×5.0m×5.0m。
1.3.4 混凝沉淀池和脫色氧化池
經(jīng)過生化處理的廢水依次進(jìn)入混凝沉淀池和脫色氧化 池,使水進(jìn)一步得到凈化；炷恋沓爻伢w尺寸為7.5m ×5.0m×5.0m。脫色氧化池采用折板式結(jié)構(gòu),池體尺寸為 7.5m×5.0m×5.0m。
2 處理效果分析
采用水解酸化接觸氧化混凝組合工藝是提高印染廢 水處理效果切實(shí)可行的方法。某印染廠廢水處理效果見表1。
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2.1 調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池采用多邊進(jìn)水方式,使廢水同時(shí)進(jìn)而不同時(shí)出, 池內(nèi)配有充氣管,由于充分?jǐn)噭?dòng),充分發(fā)揮了調(diào)節(jié)池的勻質(zhì) 作用,使水平穩(wěn)進(jìn)入生化設(shè)施,而且克服了污泥和短流與死 角,還可防止調(diào)節(jié)池積泥。
2.2 水解酸化池
生物好氧處理是去除廢水中有機(jī)物最經(jīng)濟(jì)有效的方法, 而好氧處理要求廢水的可生化性好,其BOD5/COD>0.3,有 機(jī)物易被降解，F(xiàn)在由于纖維織物不僅有天然纖維,而且還 有大量的人造纖維,造成所用染料種類增多,其中一些難以 生物降解。同時(shí)目前廣泛采用化學(xué)PVA漿料(聚乙烯醇)和 合成洗滌劑ABS,這些都是難以生物降解的物質(zhì),導(dǎo)致印染 廢水中BOD5/COD值低于0.3,廢水可生化性差,從而不能單 獨(dú)采用好氧處理,而必須加上水解酸化,使難以降解的高分 子有機(jī)物通過水解酸化作用,變成低分子有機(jī)物,提高其可 生化性,為好氧處理創(chuàng)造條件。某印染廠廢水設(shè)計(jì)水解酸化 水力停留時(shí)間為8-10h,水解酸化效果見表2。
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水解酸化池的設(shè)置,使廢水中的難降解大分子有機(jī)物, 分解成簡單的小分子有機(jī)物,如有機(jī)酸、醇類,使廢水的 BOD/COD得以提高,其可生化性大為改善,且COD有所下 降,從而減少后續(xù)好氧處理的池容,節(jié)省能耗。
2.3 接觸氧化池
接觸氧化池為印染廢水處理的主體工藝,經(jīng)水解酸化 接觸氧化后,廢水中絕大部分有機(jī)物得到了去除,其進(jìn)出水 水質(zhì)見表3。
接觸氧化池出水沉淀后污泥全部回流到水解酸化池,在 池內(nèi)進(jìn)行增溶和縮水體積反應(yīng),使剩余污泥大幅減少,剩余 污泥經(jīng)濃縮后易于直接脫水。
2.4 混凝沉淀和脫色氧化池
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廢水經(jīng)水解酸化接觸氧化后仍有一定的色度和難降 解的有機(jī)物,所以生物接觸氧化出水經(jīng)沉淀固液分離后再次 混凝沉淀。印染廢水中的色度主要是由廢水中各種殘余染 料引起的,它們不能采用直接沉淀或過濾方法去除。混凝沉 淀法一般對(duì)直接染料、還原染料、硫化染料、分散染料和膠體 物質(zhì)均有較好的去除效果,色度去除率可達(dá)80%-90%, COD去除率可達(dá)50%-80%,但對(duì)酸性染料、活性染料、金屬 絡(luò)合染料及陽離子染料等,其脫色效果不佳,一般只有50% -60%。采用聚合氯化鋁(PAC)作混凝劑,PAM(聚丙烯酰 胺)作助凝劑,色度去除率可達(dá)到90%[1]。
由于廢水的可生化性提高,生物接觸氧化有機(jī)物去除率 相應(yīng)提高,水溶性的COD得到有效的去除,余下的疏水性 COD、BOD濃度已較低,混凝劑投加量只有常規(guī)工藝的1/2- 1/3,而處理效果比常規(guī)工藝好,處理效果比較見表4。水解 酸化好氧工藝與傳統(tǒng)活性污泥工藝相比在基建投資、能耗 和運(yùn)行費(fèi)用上分別減少37%、40%、38%。
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脫色氧化池作為色度去除的保障工藝,若色度不達(dá)標(biāo)時(shí)可投入使用,一般情況下可超越排放。當(dāng)印染廢水經(jīng)混凝沉淀處理后出水仍有較深的色澤時(shí),采用氧化劑來處理。用氧化劑氧化分解印染廢水中包括色度在內(nèi)的難以生物降解的有機(jī)物,也是一種較常用的脫色方法。
3 結(jié)論
(1)印染廢水經(jīng)水解酸化處理,設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間10h, 可使廢水的可生化性從0.24提高到0.40,后續(xù)生物接觸氧 化有機(jī)物去除率可提高15%-20%。
(2)沉淀池污泥全部回流到水解酸化池,在池內(nèi)進(jìn)行增 溶和縮水體積反應(yīng),使剩余污泥大幅減少,剩余污泥經(jīng)濃縮 后易于直接脫水。
(3)沉淀池后設(shè)置混凝沉淀池和脫色氧化池作為3級(jí)處 理,可獲得較好的出水水質(zhì),部分出水可回用于生產(chǎn)。
(4)脫色氧化池作為色度去除的保障工藝,若色度不達(dá) 標(biāo)時(shí)可投入使用,一般情況下可超越排放。
(5)水解酸化接觸氧化混凝工藝作為傳統(tǒng)活性污泥 工藝的替代工藝,其處理效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝,且能耗低, 產(chǎn)泥量少,污泥可直接脫水。水解酸化接觸氧化混凝組 合工藝是提高印染廢水處理效果切實(shí)可行的方法。
參考文獻(xiàn)
[1]婁金生.水污染治理新工藝與設(shè)計(jì).北京:海洋出版社,1999.118. 作者簡介 劉慶斌,1970年生,女,湖北崇陽人,工程師,工學(xué)學(xué)士, 在讀工程碩士,從事環(huán)境工程教學(xué)工作。
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