印染废水处理工艺及浅析(一)

印染废水处理工艺及浅析（一）0概述印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面。（1）水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。（2）由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些，以利于进行生化处理。（3）印染废水中的碱减量废水，其CODCr值有的可达10万mg/L以上，pH值≥12，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。（4）印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4000倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。（5）印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA浆料造成的CODCr含量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分CODCr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物。此外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用还原染料、硫化染料、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力。1印染废水处理工艺方案及流程根据BOD5/CODCr值低的特点，有关科技人员，对如何提高BOD5/CODCr值进行了多种方法的研究，目的是提高可生化性，以利后续的生化处理；采用厌氧水解酸化池是提高BOD5/CODCr值的方法之一。用于印染废水处理的方法有物化法、生化法、化学法（多功能混凝剂处理法、高压脉冲电解法）等，但多数是生化为主体的生化-物化组合法。现把近几年来较成熟、处理效果相对较理想的几种处理工艺作些介绍和浅析。1.1处理工艺一厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺，见图1。图1处理工艺一流程该处理工艺是原纺织部设计院七五科研攻关成果。是近几年来在印染废水处理中采用较多，较成熟的工艺流程。这里的厌氧处理不是传统的厌氧硝化，而是进行水解和酸化作用。目的是对印染废水中可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质通过水解酸化，降解为小分子物质和可溶性物质，提高可生化性和BOD5/CODCr值，为后续好氧生化处理创造条件。同时好氧生化处理产生的剩余污泥经沉淀池全部回流到厌氧生化段，因污泥在厌氧生化段有足够的停留时间（8h～10h），能进行彻底的厌氧消化，使整个系统没有剩余污泥排放，即达到自身的污泥平衡（注：仅有少量的无机泥渣会在厌氧段积累，但不必设专门的污泥处理装置）。厌氧池和好氧池中均安装填料，属生物膜法处理；生物炭池装活性炭并供氧，兼有悬浮生长和固着生长法特点；脉冲进水的作用是对厌氧池进行搅拌。各部分的水力停留时间一般为：调节池：8h～12h；厌氧生化池：8h～10h好氧生化池：6h～8h；生物炭池：1h～2h脉冲发生器间隔时间：5min～10min。该处理工艺系统，对于CODCr≤1000mg/L的印染废水，处理后的出水可达到国家排放标准，如进一步深度处理则可回用。对运转5年以上的工程观察，运行正常，处理效果稳定，也没有外排污泥，未发现厌氧生化池内污泥过度增长。1.2处理工艺二以生化处理为主体，由厌氧水解酸化、接触氧化、合建式氧化沟组成，处理工艺流程见图2。图2处理工艺二流程图2是二级生化处理串联的工艺，合建式氧化沟内设沉淀池，内沉池中污泥回流到厌氧水解酸化池，既提高生物量，又使污泥硝化。此处理工艺用于有机物浓度高，以印染废水为主的综合工业废水处理。如某市工业区，把2个印染厂、各1个织染厂、针织厂、地毯总厂、塑料厂、日化厂和啤酒厂的废水集中起来，用此工艺进行处理，既节省了投资，减少占地面积，又便于管理，降低了运行费用。这8个厂的混合废水水质见表1。由表1可见，混合废水浓度较高，水质波动幅度大，还承受强碱性废水的冲击，处理难度是较大的，这里的调节池起了很大的作用，使水均量均质化，减少了后处理的冲击负荷。第一期工程设计处理水量为1.2万m3/d，经运行后测定，整个系统的出水水质和去除率见表2。从表2可见，接触氧化池的出水，经合建式氧化沟处理，其去除率分别为：CODCr87.3%；BOD590.5%；SS81.6%；色度63.4%。可见合建式氧化沟起到了重要的把关作用。氧化沟在污水处理中本身就是一个独立的自成系统的工艺，在城市污水和工业废水处理中都有应用，有资料报道，采用单一的氧化沟系统处理印染废水（Q=2500m3/d，BOD5≤1200mg/L，CODCr≤1500mg/L，pH=11～13），处理后出水水质达到BOD5≤30mg/L，CODCr≤100mg/L，SS≤70mg/L，pH=6～9。其处理工艺系统为加酸中和后采用Ⅰ、Ⅱ级氧化沟（均设内沉池）串联。可见该处理工艺流程是偏安全的。1.3处理工艺三为生化、物化相结合的工艺，其流程见图3。图3处理工艺三流程主要染料为硫化、涂料、凡士林、活性及化学助剂。处理水量为100m3/d（漂炼60m3/d，染色40m3/d），水质为：pH=10～12，CODCr=1000mg/L,BOD5=200mg/L～300mg/L，色度为200倍～300倍。厌氧水解酸化池内设半软性填料、生物接触氧化池内设SNP型新型填料。后续物化处理采用加药反应气浮池，采用加药反应气浮池的特点为：一是脱落的生物膜、悬浮物等去除率高，可达到80%～90%；二是色度去除高，可达到95%；三是气浮池水力停留时间短，约30min左右，而沉淀池水力停留时间1.5h～2h，故气浮池体积小，占地面积少；四是污泥含水率低，约97%～98%，气浮排渣可直接进行脱水处理。因此，采用气浮池后工艺流程中出现了二个明显的特点：一是只设污泥池，不设污泥浓缩池和污泥反应池，污泥直接进脱水机脱水处理；二是本来应采用活性污泥回流到厌氧水解酸化池，因加药反应后的污泥失去了活性，不能回流，故工艺中采取生物接触氧化池中以1：1回流至厌氧水解酸化池，以加强水解和酸化。但采用气浮需要增设一套空压机、压力溶气罐、回流水泵等辅助系统，操作管理相对较复杂。经该工艺处理后，CODCr的去除率达95%以上，实际出水水质为pH=6～9，色度100倍，SS100mg/L，BOD550mg/L，CODCr150mg/L。因原水pH=10～12，故应首先加酸中和，工艺流程中未绘出。1.4处理工艺四以生化、物化、深度处理相结合，见图4、图5（高浓度废水预处理）。该工艺用于某市整染厂印染废水处理，设计水量5000m3/d。主要水质指标浓度为：CODCr=1000mg/L～1500mg/L，BOD5=300mg/L～500mg/L，S2-≤35mg/L，色度≤1000倍。要求处理后出水为：CODCr≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，色度≤50倍，S2-≤0.5mg/L。工艺四发表在1997年2月的某刊物上，文中无预处理工艺流程图（图5），混合废水处理工艺流程也很简单，图4、图5是完全按文中叙述绘出来的工艺流程全过程。其有关的几个主要参数为：加酸中和至pH=6～9；水解酸化池水力停留时间4.3h,表面负荷率1m3/（m2·h），设YDT弹性立体填料；一、二级生物接触氧化池水力停留时间分别为4.8h和2.3h，气水比分别为20∶1和15∶1，中间沉淀池上清液按1∶1回流到一级生物接触氧化池始端；中间沉淀池表面负荷率4m3/（m2·h），二沉池表面负荷率3.0m3/（m2·h）；普通快滤（清水池设在滤地下面，有效容积95m3）流速10m/h，反冲洗强度15L/（m2·s），冲洗时间5min；生物炭池为二级串联，前级为升流式，后级为降流式，过滤速度为3m/h，气水比为5∶1，反冲洗强度9L/（m2·s），反冲洗时间5min，3d～5d冲洗一次；总调节池兼初沉池，水力停留时间11.5h，底部设7条排泥沟，每条沟内设1根DN300mm的穿孔排泥管，污泥排入集泥井后用AS75-4CB潜污泵抽至污泥浓缩池。图4处理工艺四流程图5高色度高浓度染色原液与蒸煮废液预处理工艺流程有关该工艺的文章在1997年2月发表以后，有一定的影响面，但本人感到有些问题需进行讨论和商榷。主要有以下方面：（1）整个工艺由高浓度、高色度废水预处理，混合（综合）废水的生化、物化处理，普通快滤池及生物炭池的深度处理3个部分组成（不包括曝气、加药及污泥处理系统）。根据混合废水水质和排放要求，处理工艺是否要这么复杂呢?应该说此工艺流程并不是优化组合。按此工艺方案必然是：一是占地面积大，二是投资多，三是运行费用（处理成本）高，四是运行管理、操作复杂、工作量大。在达到设计要求的排放标准前提下，这四方面是衡量污废水处理的主要指标。（2）污泥回流到厌氧水解酸化池的主要目的是增加生物量，加速废水中某些难降解和高分子有机物进行水解酸化，成为可降解和小分子物质，提高可生化性，因此其回流的污泥必须具有活性，而且活性越强越好。而现回流的污泥是经过加药、反应、沉淀后的二沉池中的污泥，这就存在着两个问题：一是回流污泥无活性，不存在增加水解酸化池的生物量；二是经加药后的污泥中如还具有一定的剩余药剂，则可能会对水解酸化池中微生物生长不利。因此可改为没有加过药剂的中间斜管沉淀池的污泥回流到水解酸化池中去，即把中沉池的1∶1上清液回流改为污泥回流。因污泥含水率接近99%，达到既增加生物量又稀释的目的，同时污泥自行消化减少污泥量。（3）厌氧水解酸化池采用钟罩式脉冲澄清池的主要目的是利用脉冲发生器间隔进水，对厌氧水解酸化池进行搅拌。但脉冲澄清池很娇，对水量、水质、水温等变化很敏感，耐冲击负荷适应性差，因此目前在水处理中已很少采用。为达到搅拌水解酸化池目的，可采用工艺一的方法，在水解酸化池前设脉冲发生器。（4）设置普通快滤池与生物炭池的目的应明确，该文中说：该工艺是作为深度处理工艺，也是把关工艺。一般来说，深度处理是指处理后的水进行回用来说的；把关工艺是指前置处理的水质，还达不到设计排放标准，需要进一步处理进行把关。究竟是为了回用还是为把关而设置的不十分明确，也就是说深度处理之前的工艺能否达到排放标准心中无底。因此设置了超越整个深度处理和超越二级生物炭池两根超越管。就是说沉淀池出水达标了，则后续部分就不用了，这不是增加了投资和占地面积了吗?作为设计应在取水样进行适当试验基础上进行，不应现在这样考虑。假如深度处理是回用需要，则应根据回用水量、水质进行深度处理设计，也不是全部都进行深度处理。其实深度处理之前的工艺已是很复杂了，按原水水质把工艺进行适当的调整和改进，经穿孔斜管沉淀池的出水达到设计排放标准是可以做到的。（5）在高色度染色原液预处理中，利用原有的电化学处理设备是对的，但这股废水经斜管沉淀池后再与蒸煮废水一起进入气浮池，即进行二次沉淀是否必要。气浮池的特点之一是去色度效果很好，可达到去除95%以上，高色度染色原液预处理的主要目的之一是去色度，同时去除悬浮物、CODCr等。因此这里斜管沉淀池可以省去，可与蒸煮水一起进入气浮池处理，同样可达到预处理的效果和目的。此处理工艺还存在其它一些问题，这里不再阐述了。1.5处理工艺五（见图6）图6浙江省某印染厂处理工艺流程示意图6为浙江省某印染厂废水处理工艺方案，处理水量250m3/d，原水水质为：CODCr≤2300mg/L，BOD5≤450mg/L，色度≤160倍，pH≈7，水温：70℃左右，SS＞200mg/L。处理后的排放要求为：pH：6～9，色度≤80倍，CODCr≤150mg/L，BOD5≤60mg/L，SS≤200mg/L