印染废水的处理方法及工艺流程

印染废水的处理方法及工艺流程目前，国内的印染废水处理手段以生物法为主，辅以物理法与化学法。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使新型染料、PAV浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。原有的生物处理系统COD去除率大都由原来的70%下降到50%左右，甚至更低。色度的去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外，PAV等化学浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大，但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%~30%。针对上述问题，国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有：厌氧-好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、光降解技术研究、高效脱色混凝剂的研制等。1、印染废水常用处理技术印染废水的常用处理方法可分为物理法、化学法与生物法三类。物理法主要有格栅与筛网、调节、沉淀、气浮、过滤、膜技术等，化学法有中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等，生物法有厌氧生物法、好氧生物法、兼氧生物法。2、印染废水处理单元的选择系列(1）调节：对水质水量变化大的废水，调节池应考虑停留时间长些。一般情况下后续处理单元为水解酸化或厌氧处理时，调节时不应采用曝气方式搅拌混合。(2）混凝反应：废水中含疏水性染料较多时，混凝反应工艺放在生化前面，以去除不溶性染料物质，减轻后续生物处理的负荷。混凝药剂可根据染料性质选用碱式氯化铝(PAC）、硫酸亚铁（FeSO4）等，混凝反应方式采用机械搅拌易于调整水力条件，保证反应充分，反应时间应在25~30min之间。考虑脱色效应时，应把反应时间再适当延长。(3）中和：原水pH值高时通常用H2S04或HCl中和，为节省药剂用量，可在调节以后。如采用烟道气中和，应考虑脱硫及除灰。(4）沉淀（气浮）：分离物化投药反应由于污泥量大，应优先考虑沉淀〔斜管沉淀易堵不宜采用），通常的辐流沉淀池适用于大水量、竖流沉淀池适用于小水量，当有地皮可利用时，平流沉淀池采用吸泥方式时也可采用。投药量大时泥量也大，辐流池可能会引起异重流，新颖的周边进出水沉淀池可克服这一缺点。如废水中表面活性剂含量高，应选择气浮法，气浮法中压力溶气气浮技术成熟，可考虑选用。(5）过滤：当出水要求澄清或回用时，应采用砂滤或煤砂两层过滤。(6）电解法：钛镀钌惰性电极电解法处理酸性染料印染废水脱色效果好，去除COD时，对硫化染料、还原染料、酸性染料、活性染料等均有很高的去除率。金属阳极电解法因泥量较多采用较少。(7）厌氧水解：印染废水有机物含量COD高，且B/C低，应考虑水解酸化，并增加填料挂膜，池底应设水力搅拌机，保证悬浮活性污泥与水中有机物广泛接触。池体较大时，应设串联系统，以免短路。印染废水较少采用纯厌氧技术，只有当退浆废水等高浓度废水单独分出时可考虑纯厌氧处理。(8）好氧生物降解：对水量大、浓度高的印染废水优先采用活性污泥法，如氧化沟、间歇式活性污泥法（SBR）、循环式活性污泥法（CSTR）等。对水量小、浓度低的废水可考虑生物接触氧化法，但填料应保证密集度和体积率，并以多级串联方法为宜。曝气方式如采用鼓风曝气，应选用膜片式微孔曝气头或微孔曝气管等，保证充氧效率。(9）脱色：采用Cl2需保证脱色氧化时间不少于1h，Cl2脱色兼有回调pH值的功能。小规模可选用ClO2、NaClO漂白粉【Ca(ClO)2】、紫外线等。脱色反应池可采用回转隔板或折板，不宜采用机械搅拌或压缩空气反应。(10）活性炭吸附：活性炭对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的废水具有良好的吸附性能（对硫化染料、还原染料等不溶性染料的废水效果较差）。生物活性炭（BAC）法是活性炭吸附的衍生技术，利用加入的微生物所分泌的外酶渗入到炭的微孔结构，使活性炭所吸附的有机物不断分解成CO2、H2O或合成新的细胞，最后渗出炭的结构而被去除。BAC技术需保证进水有一定溶解氧，炭床微生物需接种培育，BAC运行周期远高于活性炭吸附。(11）硅藻土吸附：硅藻土在印染废水中既有混凝作用，又有吸附作用，起到良好的脱色效果。通常，活化硅藻土对亲水性染料脱色效果不一，对疏水性染料效果较好。当废水中表面活性剂和匀染剂较多时，效果将显著下降。(12）氧化：臭氧氧化对直接染料、酸性染料、碱性染料、活性染料等亲水性染料脱色速度快，效果好；对于还原染料、冰染染料（纳夫妥）、氧化染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料，则脱色效果较差，臭氧用量也大。臭氧脱色不会产生“三致物”，可保证废水出水的安全指标。Fenton催化氧化法在去除残余COD方面效率显著，可用于较小水量。TiO2催化氧化法可去除出水的残余色度，是有前景的光催化氧化技术。(13）膜分离技术①超滤法：由于超滤膜具有精密的精细孔，可截留水中的大分子等微粒，且操作压力低，设备简单，可用于染料的回收或出水的深度处理。采用醋酸纤维半透膜超滤法回收染料已有成果。②纳滤法：是用纳滤膜截留污染物的一种新技术，分离压力一般为0.5~2.0MPa，处理水溶性（亲水性）染料废水，可回收有用染料。采用纳滤膜回收直接黑、活性艳红、酸性橙Ⅱ和酸性大红染料废水，已取得成果。厦门威士邦一直以来专注于印染废水冶理与回用的相关技术研发及应用。2008年4月，基于“FlowSplit?SMFTM+HAPROTM”双膜法技术的盛虹集团印染废水万吨回用系统率先在环太湖流域建成并通过相关部分验收。该工程的建成一举改变了印染企业以往耗水大户、排水大户、污染大户的负面名声，为环太湖流域及至全国其他印染企业起到至关重要的示范作用，并正式宣告印染行业全面进入节水减排、资源回用的新时代。3、印染废水处理工艺流程总结印染废水的处理工艺，充分的调节时间是必要的，物化、生化相结合的处理工艺是目前采用的合理工艺。物化法主要用于去除悬浮物、色度及部分COD，投药混凝反应是物化处理的重要环节，分离工艺气浮法具有突出的优点，生化法主要采用厌氧水解-好氧氧化串联工艺，厌氧水解工艺是解决印染废水COD值高、可生化性差及色度高的难题的有效前置技术，经厌氧水解后大部分难降解有机物已被分解为易生物降解小分子有机物，可以提高废水可生化性，保障废水好氧生物处理的效率和出水水质。好氧氧化工艺有多种方式，如氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化等，后者由于易于管理、产泥量少、污泥不易发生膨胀现象及运行成本低等特点，是目前小型印染废水常用的好氧生物处理方法之一，但各个印染企业选用好氧方法时应根据本身废水的特点做出优选，必要时尽可能采取综合治理技术。下面列举几种典型流程。3.1水解酸化-生物接触氧化-生物炭印染废水处理工艺处理印染废水通常采用水解酸化-生物接触氧化-生物炭为主的处理工艺，见图3-1。该处理工艺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。水解酸化的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B/C。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，进行厌氧消化，减少整个系统剩余污泥排放，即达到自身的污泥平衡。厌氧水解酸化池和生物接触氧化池中均安装填料，属生物膜法处理；生物炭池装活性炭并供氧，兼有悬浮生长和附着生长法特点；脉冲进水的作用是对厌氧水解酸化池进行搅拌。各部分的水力停留时间一般如下。调节池：8~12h；厌氧水解酸化池：8~10h；生物接触氧化池：6~8h；生物炭池：1~2h；脉冲发生器间隔时间：5~10min。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。3.2缺氧水解-生物好氧-混凝组合工艺处理印染污水废水水量26000m3/d。废水水质为：BOD200~250mg/L，COD750~850mg/L，pH值9~11，色度850倍。废水水质要求为：BOD≤30mg/L，COD≤100mg/L，pH值为6~9，色度≤100倍。组合工艺处理节染废水工艺流程见图3-2。该组合工艺流程的特点是；①好氧生物处理构筑物前采用缺氧水解池以提高废水的可生化性（如以机织混纺织物或化纤织物为主的降解性较差的印染污水）；②沉淀池后设置混凝沉淀池和氧化池，作为三级处理，可获得较好的出水水质，达到处理要求；③废水SS较低，不设置初沉池；④缺氧水解池内设置填料。该组合工艺的运行数据见表3-6。3.3电化学+气浮+水解酸化+两级接触氧化+二级生物炭塔+过滤处理印染废水该工艺以生化、物化、深度处理相结合，工艺流程见图3-3。该工艺设计水量5000m3/d。主要水质指标为：COD1000~1500mg/L，BOD300~500mg/L，S2-≤35mg/L，色度≤1000倍。要求处理后出水为：COD≤100mg/L，BOD≤30mg/L,色度≤50倍，S2-≤0.5mg/L。其主要参数为：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；—、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3m3/(m2.h)；普通化滤池（清水池设在滤池下面，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，3~5d冲洗一次；总调节池水力停留时间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潜污泵抽至污泥浓缩池。