果汁废水特征及其治理的研究现状

第+’卷第)期’(年)月环!!境!!科!!学,-./01-2,-34567/,-7,.8C+’$-8C)4DEC$’(印染废水处理工程的新型生物流化床组合工艺技术分析韦朝海$黄会静$任源$吴超飞$吴海珍’$卢彬+‘华南理工大学环境科学与工程学院$广州!*(((%’’‘华南理工大学生物科学与工程学院$广州!*(((%’+‘广州境天环保科技有限公司$广州!*(%)(#摘要!针对高浓度难降解的工业有机废水$利用自行开发的新型结构生物流化床技术$通过工程设计实施了若干废水处理的应用实践C从成功运行的’个工程中选取了+个分别为’(((’(((和+(((G+O@的印染废水处理工程作为案例$分析流化床组合工艺处理难降解有机废水的原理$从技术经济可行性方面总结新型生物流化床技术处理印染废水的工程经验C+个工程规模案例印染废水处理生物系统停留时间分别为’+(+)和’‘&;$进水容积负荷71W#分别为‘$*()‘$*(’‘#$JUOG+)@#$相应的71W去除率达#$‘+i(#&‘i(#*‘&iC在正常运行工况条件下$工艺出水的各项污染指标均达到广东省一级排放标准高于国家相应标准#的限值要求$整个工程的运行费用分别为(‘#(‘$及(‘&&元OG+C工程实践表明$采用新型生物流化床组合技术处理印染废水$克服了传统方法的缺点$具有停留时间短(氧利用率高(有机污染物转化速率快以及污泥产量少等的特点C基于未来的发展$提出了在组合工艺中实现低碳废水处理技术的流程$考虑生态安全和资源循环利用的结合C关键词!环境工程’印染废水’生物流化床’处理中图分类号!_*(%!文献标识码!4!文章编号!(’*(F++(’(#()F()&F($收稿日期#’((F(*F(*’修订日期#’((F(%F’%基金项目#,十一五-国家科技支撑计划重点项目’((&T47+’T(%F#’广东省科技计划项目’((#T(’(+(($’((#4(&(+(+(($#作者简介#韦朝海#%’f#$男$教授$博士生导师$主要研究方向为水污染控制理论与技术$,FGHB!MAM;PABLNM?:CA@?CM9(H4M,’,+1=+Z%4)M4%K’+4+9’7H484#’*’J%*K%*^C-+63’(%*2&+7%,,’(5M%’(9bH,)%NH)%&D&%H)6%()d,/7;H8F;HB$\X4-Z\?BFIB9U$0,-Y?H9$dX7;H8FRAB$dX\HBFb;A9’$5XTB9+‘78AUA8R,9SBE89GA9:H6MBA9MAH9@,9UB9AAEB9U$68?:;7;B9HX9BSAENB:=8R3AM;988U=$Z?H9Ub;8?*(((%$7;B9H’’‘78AUA8RTB8NMBA9MAH9@TB8A9UB9AAEB9U$68?:;7;B9HX9BSAENB:=8R3AM;988U=$Z?H9Ub;8?$*(((%7;B9H’+‘]B9U:BH9,9SBE89GA9:HVE8:AM:B893AM;988U=78C5:@C$Z?H9Ub;8?*(%)($7;B9H#3,)&H7)!498SAQB88UBMHR?B@BbA@QA@PHN@ANBU9A@H9@@ASA8DA@:8@AHPB:;;BU;FM89MA9:EH:B89EAREHM:8E=8EUH9BMB9@?N:EBHPHN:APH:AECE8G’N?MMANNR?DE8IAM:N$:;EAAMHNAN8R@=AB9UPHN:APH:AE:EAH:GA9:DE8IAM:NPB:;:;ANMHA8R’(($’(((H9@+(((G+O@EANDAM:BSA=PAEANAAM:A@:8H9H=bA:;ADEB9MBDA8R:EAH:B9UEAREHM:8E=8EUH9BMPHN:APH:AEPB:;R?B@BbA@QA@:AM;988U=H9@@BNM?NN:;AN?DAEB8EB:=8RNARF@ASA8DA@QB88UBMHR?B@BbA@QA@RE8G:;AHNDAM:N8R:AM;9BMHH9@AM898GBMRAHNBQBB:=C/9:;A:;EAAMHNAN$P;A9:;A;=@EH?BMEA:A9:B89:BGA\03#8RQB88UBMHN=N:AGPAEA’+$+)H9@’‘&;$H9@:;AS8?GA8H@B9U8RB9R?A9:N71W#PAEA‘$*$)‘$*H9@’‘#$JUOG+)@#$:;AM8EEAND89@B9U71WEAG8SHPAEA#$‘+i$#&‘iH9@#*‘&iC?E:;AEG8EA:;A8DAEH:B9UM8N:N8RDE8IAM:NPAEA(‘#$‘$H9@(‘&&=?H9DAE:898RPH:AEEANDAM:BSA=C3;AB9@AK8RARR?A9:HGA::;AN:UEH@A8RZ?H9U@89UVE8SB9MAPHN:APH:AE@BNM;HEUAN:H9@HE@C0AN?:NN;8PA@:;H::;AQB88UBMHR?B@BbA@QA@;H@M;HEHM:AEBN:BMN8RN;8E:AEEA:A9:B89:BGA$UEAH:AE8K=UA9?:BBbH:B89EH:A$RHN:AEM89SAENB89EH:A8R8EUH9BMD8?:H9:NH9@ANNN?@UADE8@?M:B89$P;BM;GH@AB:8SAEM8GA:;AN;8E:M8GB9UN8R:EH@B:B89HGA:;8@NB9DEB9:B9UH9@@=AB9UPHN:APH:AE:EAH:GA9:C789NB@AEB9U:;A@ASA8DGA9:8R:AM;988U=H9@:;AM8GQB9H:B898RAM88UBMHNAM?EB:=H9@EAM=MB9UEAN8?EMAN$H8PFMHEQ89PHN:APH:AE:EAH:GA9:DE8MANNPHNDE8D8NA@CA%MN+&*,!A9SBE89GA9:HA9UB9AAEB9U’@=AB9UPHN:APH:AE’QB88UBMHR?B@BbA@QA@’:EAH:GA9:!!我国印染企业主要采用以水为媒介的湿法加工工艺$生产中使用了大量的清洁水$同时排放出含有一定色度及不同浓度污染物的有害废水C’(($年全国纺织行业仅印染废水年排放总量达到’+f+(亿:*+C印染厂主要加工纯棉织物(棉(化纤混纺织物和纯化纤织物$其废水中的污染物质来自漂炼(染色(印花(整理等几个主要工序中使用的染料和助剂C合成染料中$(i是偶氮染料*’+$一般情况下这些染料本身不会对人体产生有害影响$但部分由致癌性的芳香胺类中间体合成的偶氮染料能够在人体内发生还原反应使偶氮基断裂$重新生成致癌的芳香类化合物$经人体再次吸收和活化$转变成人体病变诱发因素$增加了致癌的可能性*++C近年来$印染工艺不断改革$开发了一些用水少的新工艺$如干丝光(干法退浆等C虽然新工艺减少了废水的排放量$但是染)期韦朝海等!印染废水处理工程的新型生物流化床组合工艺技术分析料的上染率都不太高硫化染料上染率约+(i*)+#$因此废水中污染物质的浓度反而升高了C同时$随着新纺织纤维如3A9MA纤维(大豆纤维(竹纤维以及各种多元混纺织物等#的推广$各种新型的染料和助剂得到了广泛的使用C然而这些新型染料与助剂的使用却给废水处理带来新的问题C首先$新型染料中不含致癌芳香胺$但是其利用率较低$染色时无机盐用量大$使得废水盐分高色度大**+’其次$废水T1W值下降而71W值增加$废水化学惰性增大$可生化性降低C美国染化工作者协会曾对大量染料及药剂进行测试$发现近一半染化料TO7值j(‘*%+C当采用新型聚丙烯酸酯的化学浆料时$退浆废水71W值能达到’((((f)((((GUO5$T1W值却很低C目前$国内外印染废水的处理方法主要包括了物理(化学和生物+种方法C吸附(混凝沉淀(臭氧脱色(电化学法等物理和化学方法能够使出水达到工艺用水要求$但是这些方法存在污泥量大(能耗大$且在实际工程应用上具有不可行性等缺点C因此$生物法是国内外处理印染废水的主要方法*$+C在我国$印染废水的处理主要以厌氧F好氧相结合的工艺为主C在厌氧的条件下$染料中的偶氮基团(三苯甲烷基团以及单氮基团聚合物可被厌氧微生物还原为芳香胺类化合物$而芳香胺化合物则可被好氧微生物降解和矿化*&+’同时好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段$厌氧段有较长的污泥停留时间603#$有利于污泥厌氧消化$从而显著降低了整个系统的生物活性污泥量C然而$印染废水的色度来源于染料分子的共轭体系$即含有不饱和基团%%**%%--(**77(%%**\7(**71(0-1’和醌化合物等的发色体系*’+C单纯的生化法对T1W去除能力较强$但去除71W和色度的能力有限C特别地$在,十一五-期间$国家要求印染行业单位国内生产总值能源消耗降低’(i左右$单位工业增加值用水量降低+(i$主要污染物排放总量减少(i*+C这就意味着印染废水的污染控制指标将越来越严格$对企业水回用的要求也越来越高C然而$印染废水通过目前现有的技术处理存在’个关键问题!一是难以将废水中的染料成分完全去除$外排水中仍含有低浓度染料$而这些成分在环境中能够稳定存在$半衰期较长$如在D\$$温度’*r时水解活性蓝#0T##的半衰期是)%H*#+’二是不能降低水中的含盐量$限制了处理后的水回用$也对受纳水体功能产生影响*(+C有研究表明$印染用水的电导率超过+(((!6OMG$即含盐量约大于’(((GUO5时$盐容易在织物上产生斑迹$影响产品的质量*+C因此$为提高印染废水净化效率和脱色效果$包括高级氧化技术(常规物理化学技术和最重要的生物处理技术三者之间的组合技术正成为处理印染废水的热点领域*’+C本课题组经过十几年的大量基础理论和实践的研究$克服流化床反应器在诸如操作和控制方面的困难$自行设计一种新型生物流化床$并将其成功应用于各种有机工业废水处理$取得了良好的效果C该种新型三重环流生物三相流化床的气相含率较其他环流反应器在相同条件下高(if*i$气流量增大$缩短了循环时间$使液体循环速度加快$在处理有机工业废水时$其71W和T1W容积负荷能达到+‘)JUOG+)@#及‘$JUOG+)@#$气水比仅为%f($活性生物浓度2566为’(f)(UO5$在这种情况下$废水处理71W(T1W及色度的去除率分别达到#*‘)i(#*‘i和#$‘)i$且经过十多项工程验证$处理出水各项性能指标均符合国家和地方有关排放标准$运行实消耗费用低于‘’元OG+C本研究从’个成功运行的工程项目中$选取+个不同规模的印染废水处理工程作为典型案例$分析生物流化床处理难降解有机废水的原理$总结生物流化床处理印染废水的工程经验$提出一个面向未来的印染废水处理的流化床低碳技术COP流化床组合技术应用案例OQO!工程概况本研究选取的+个案例分别是!江门新会嘉成纺织服装有限公司$主要从事纺织制衣生产’恩平立一有限公司$迁建技改后$拥有浆染生产线和新增的织造(烧毛缩水(制衣和洗水)条生产线’东莞紫丽纺织有限公司$是一家从事织造胚布及色布(漂染(定型(制衣配套生产的企业C三家公司都位于处于亚热带气候区的广东省$生产过程中均采用了面纱(还原染料(硫化染料等深色染料以及变性淀粉(烧碱(硫化碱(保险粉等还原性碱性浆料和助剂C这些染料与助剂一部分被吸收外$其余随废水排出C三家公司的生产废水主要来源于浆染和漂洗过程$其日排水量分别为!’(((’(((和+(((G+C三家公司的生产废水具有几个共同的特点!一是废水色度大$D\值高$最高达到C二是废水进水水质波动较大C以东莞紫丽为例$其进水71W在#)(环!!境!!科!!学+’卷H中大多数时间在%((f&((GUO5$’f+个月进水71W浓度在(((f)(((GUO5C废水进水水质变化大相应地需要生物反应器有较强的缓冲能力C三是废水有机物浓度高$难降解有机