浅谈印染废水处理技术与印染废水脱色剂的选择与应用
1印染废水的污染特性
纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一,自20世纪90年代以来获得迅猛发展,其用水量和排水量也大幅度增长。印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水,主要来自漂炼、轧染、退浆、整理等工序。据不完全统计,中国每天排放的印染废水约为3.0×106t~4.0×106t,年排放量约为6.5×108t。同发达国家相比,中国纺织印染业的单位耗水量是发达国家的1.5倍~2.0倍,单位排污总量是发达国家的1.2倍~1.8倍,并且随着科技迅速地发展,印染行业使用的材料品种日益增多,化学原料逐渐代替了原有的天然原料,使处理印染废水的难度大幅度增加。印染废水的水质变化复杂而剧烈,含有大量的有机污染物,并且其色度深、pH值变化大、可生化性能差。目前印染行业一般染料的上染率超过70%,所以印染废水主要污染源不是染料,而是助剂和整理工艺,废水中除含有大量的浆料和助剂外,还含有各种有毒污染物,如苯环、胺基、偶氮等基团的苯胺、硝基苯、邻苯二甲酸类等。这些物质难以生物降解,而且多为致癌物质,造成严重的环境危害,危及人的身体健康。
2印染废水的处理工艺及比较
目前处理印染废水的常用方法大致分为:化学法、物理化学法和生化法。化学法包括混凝法、化学氧化法、电化学法等,其技术优点为:对COD的去除效果好,对疏水性染料的脱色率高;技术缺点为:对亲水性染料的脱色效果差,处理成本高,泥渣难处理,另外本方法不适合大流量的处理,混凝法对COD的去除效果较差;物理化学法包括吸附脱色、混凝沉淀、臭氧、氯漂白等化学氧化法、离子交换、超滤膜脱色光催化、高压脉冲电解法等,其处理效果显著,技术缺点为:处理费用高,适应范围窄,易产生大量难处理污泥;生化法是利用微生物的代谢作用分解废水中有机物的处理方法,是目前印染废水处理的主导工艺,可处理印染工业废水所含有的大量能被生物氧化可溶性物质,主要包括好氧法和厌氧法。生化法中生物接触氧化法是近几年发展起来的新型废水处理方法,它在印染工业废水处理中得到了广泛的重视,并已出现工业化的生产装置,该装置的主要特点是处理效率高,容积负荷可达1.5 kg/(m?d)~3 kg/(m?d),停留时间短,占地面积小,生物量多(种类也多),对生物难降解的物质也能除去,同时可用于三级处理脱氮,但它目前存在的主要问题是:填料容易堵塞,需经常进行冲洗,在处理印染废水时,气水的比值印染废水脱色剂较高,约1.15~1.25,动力消耗较大,在一般情况下,每处理1 t废水约需0.4度~0.5度电,较活性污泥法偏高。由于印染废水成分非常复杂,有时采用单一的处理工艺往往很难获得良好的效果。因此,可以根据实际情况采用复合工艺,将多种处理工艺联合起来对其进行综合处理。
3印染废水污染实例分析
邯郸市成安县某印染公司年产高档印染面料1 000万m,项目采用的工艺主要为:前处理工序包括的退浆、漂白、煮炼在设备内一步完成,印染工序包括印染、固色、烘干,最后采用定型机进行定型。
该项目产生的废水主要为印染前处理工序、印染工序、软化水反冲洗工序以及车间地面冲洗产生的废水和生活污水等。根据国内大量已建成印染废水统计资料和该项目的工艺情况,本项目确定废水水质为:pH:7~11,色度:335倍,SS:426 mg/L,COD:224 mg/L~828 mg/L,BOD5:72 mg/L~262 mg/L,S2-:2.9 mg/L。
4项目废水处理方案选择
邯郸市成安县某印染公司项目印染废水包括前处理、染色等工序排放的混合废水,其主要污染物是织物加工、染色后脱下的浆料、剩余染料、涂料、助剂、纤维等,大多为有机污染物,废水成分复杂,色度深,pH较高,合成浆料PVA(聚乙烯醇印染废水脱色剂)及合成染料的使用,废水的可生化性变差,B/C比较小,治理难度加大,从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右,甚至更低,传统的生物处理工艺受到严重挑战;传统的化学沉淀和气浮法对这类废水COD去除率也仅为30%左右,因此,该项目印染废水处理技术路线确定为:以生化法为主,尤其是厌氧部分(水解酸化)要充分,另外为了降低色度和去除一些高分子、胶状物质以及重金属,还需将物化法与之串联使用才能取得满意的效果。
根据项目环保要求以及废水特点,该工程印染废水处理方案为“絮凝沉淀+水解酸化+生物接触氧化”处理工艺,废水处理工艺说明为:1)过滤格栅。印染废水中含有一些棉绒、布条、不溶性化学物质等漂浮物、悬浮物,经过滤格栅去除,以防堵塞水泵、管道,影响后续处理设施的运行。2)调节池。印染废水通过调节池对水质和水量进行调节才能保证后续处理设备的进水水质均匀,并起到预沉淀、预曝气、降温和储存临时事故排水的功能,为加药混凝沉淀创造有利条件。3)絮凝沉淀。纺织印染废水中含有大量染料、助剂和浆料、洗涤剂和其他化学药剂,其中染料多数呈胶体状态,采用混凝沉淀法处理效果显著。印染废水采用混凝沉淀后,可以去除大部分悬浮及胶状物,有机污染物浓度COD大大降低,同时色度也得以降低。4)水解酸化。废水经过物化处理后,其可生化性仍较差,B/C比较小,一般小于0.3,水解酸化池主要是利用厌氧过程的水解酸化阶段将废水中结构复杂的大分子有机物在产酸性厌氧兼氧微生物的作用下分解成结构简单的小分子有机物,将不溶性有机物水解成可溶性物质,提高废水的可生化性,因此,水解酸化过程要充分,不应少于16 h。5)生物接触氧化。生物接触氧化池为普通推流式结构,池内装有高效填料和曝气装置,填料是生物膜的载体,污水在曝气装置作用下,与填料上附着的生物膜充分接触,使有机物充分降解,水质得到净化,主要特点是处理效率高,容积负荷可达1.5 kg/(m?d)~3 kg/(m?d),停留时间短,占地面积小,生物量多(种类也多),对生物难降解的物质也能除去。6)污泥处理。加药混凝沉淀池排出的污泥以及二次沉淀剩余污泥,进入污泥浓缩池,由泵提升到带式压滤机,滤下来的液体流入调节池,滤出的泥饼自然干化后外运。
5处理效果分析
“絮凝印染废水脱色剂沉淀+水解酸化+生物接触氧化”处理工艺目前已在多家印染企业的废水治理中得到应用。该项目实际运行后,废水处理效果良好,排水水质稳定达标,项目排水水质见表1。
6结语
通过以上成功运行实例说明,采用何种方法和方法组合,应根据废水性质、环保部门批准的排放标准等予以确定,一般规律为:使用分散、硫化、靛兰等染料可以先采用混凝沉淀,去除大部分污染物,而酸性、阳离子、活性等溶解性很好的染料,应先采用生化法,进行多方面比较,争取获得最佳处理方案。
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