10柳建设典型纺织印染废水处理技术南京20190321

典型纺织印染废水处理技术柳建设东华大学环境科学与工程学院国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心2019.3南京主要内容纺织印染工业现状纺织印染废水特点主要处理技术实例123重要的民生产业国际竞争优势产业国民经济的支柱产业纺织印染1.纺织印染工业现状3表2-12017年纺织行业主要大类产品产量情况2015年纺织工业废水排放量占工业行业废水总排放量的9.22%COD排放量占工业行业排放总量的7.02%氨氮排放量占工业行业排放总量的6.91%印染印染行业占纺织工业的排放70%左右。4废水/亿吨化学需氧量/万吨氨氮/万吨050100150200250300工业行业纺织工业2015年图1-1纺织工业废水及水污染物排放情况2.纺织印染废水特点污水排放量和COD排放量呈逐年递减趋势，与2010年相比，目前已削减近20%左右；产业体量大、产业布局集中我国印染布产量约占全球60%，规模以上企业每年印染布产量500多亿米，东部沿海五省占全国总产量的90%以上；产业排污量大，呈削减趋势产业链较长，企业之间差别大典型的离散型工业生产；企业在产业链上的跨度差别大；排放数据波动幅度大；2.纺织印染废水特点52.1主要种类——种类纺织印染废水的主要种类棉及棉混纺织物的印染废水毛纺及印染废水麻纺及印染废水缫丝及印染废水品种pH值色度（倍）CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）棉厚织物1370021600/棉薄织物10.8800/8140涤棉细布9.5/7015736中长纤维6.5无色600120典型染整厂煮练废水水质2.1主要种类——棉染整洗毛废水水质2.2主要种类——毛纺水质指标名称一槽水二三槽水四五槽水混合水pH值7.89.28.68.6CODCr（mg/L）7000~1200040000~700005137000~20000pH值CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）投加前8~97000~120004500~7000投加后4.5~51000~4000300~100对于一槽水的洗毛废水中的有机物以胶质悬浮于废水中，一般采用混凝破乳，降低CODCr。经过大量实验表明，投加硫酸铝的效果比投加酸的效果更好，加硫酸铝后变化如下表：2.3主要种类——麻纺名称pH值CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）煮练废水13~1415000~180005500~7000一煮练洗麻水12~131800~2000700~800二煮练洗麻水11~13750~900280~300浸酸水3~4800~1000300~400拷麻水7~8180~25050~80漂酸洗水5~6100~12010~30苎麻脱胶水质分析2.4主要种类——丝绢纺天然丝染整废水水质指标名称煮茧废水剿丝废水炼绸废水丝绸印染废水绢纺精炼脱胶浓废水冲洗废水pH值97~8.57.5~86~7.59~10.57~8CODCr（mg/L）1500~2000150~200500~800250~4509000~16000250~550BOD5（mg/L）700~100070~80100~180100~200800~2800200~4002.5主要种类——小结废水种类组成特征退浆废水稀浆、浆料分解物，如葡萄糖呈碱性，pH约为12，COD和BOD含量约占印染废水的45％。当采用PVA或CMC化学浆料时，废水的BOD较低，但COD很高。煮练废水表面活性剂油、蜡水量大，水温高，呈深褐色和强碱性（含碱浓度约为0.3％）。且含氮化合物等物质，其BOD和COD值较高，每升达数千毫克。漂白废水颜料表面活性剂、盐水量大，污染程度较轻，BOD和COD均较低，属较清洁废水，可直接排放或处理后循环再用。丝光废水/碱性强（含NaOH3％-5％），BOD、COD和SS值均较高。染色废水浆料、染料表面活性剂强碱性，水量较大，废水色度可高达几千倍，COD一般为300-700mg／L，BOD／COD一般小于0.2。整理废水废化学剂表面活性剂水量较大，污染物浓度较高，当印花滚筒镀铬时使用重铬酸钾、滚筒剥铬时有三氧化铬产生。这些含铬的废水毒剂要单独处理。纺织印染废水处理技术难点目前处理纺织印染废水的技术主要有生物法、化学法、物化法等。这些方法在废水处理中发挥了一定的作用，但技术上还存在瓶颈尚需突破。生物法1纺织印染废水含浆料、染料等高浓度有机物浓度,重金属铬、锑等有毒有害物质对微生物存在抑制效应。3.主要处理技术实例——主要技术瓶颈物化法常规化学法3.主要处理技术实例——主要技术瓶颈对于处理纺织印染废水，化学法存在污泥量较大、处理不彻底、经济性差等难题。Fenton氧化技术设备简单，操作方便，但处理中设备腐蚀严重，较适用于低浓度或少量废水的处理。23各种新型复合混凝剂和组合技术已有一定研究，但均零散且处理对象单一。活性炭等吸附剂在处理高浓度有机废水时存在吸附容量和吸附剂的二次污染问题。3.主要处理技术实例——主要技术瓶颈4高级氧化法——光催化技术可以直接利用太阳光净化环境——绿色、节能室温下彻底降解污染物——特别是有毒难降解有机污染物…有效杀灭细菌、病毒——包括典型致病菌、SARS…光催化技术应用国防军事化学工业医疗卫生建材行业光能转化印染行业生物制药家用电器各种新型光催化剂层出不穷，但回收利用及成本较高仍是发展的瓶颈。粉末状光催化剂在处理有机废水时存在二次污染问题。针对典型纺织印染废水，围绕高效低耗的理念，从四个技术方向开展基础及应用技术研究。1生物法：高效生物处理及资源化技术2常规化学法：化学法及无害化处理技术3物化法：物化增效工程与资源化技术4高级氧化法：高级氧化与深度处理技术高效低耗3.主要处理技术实例——技术发展方向1.基于生物功能强化手段开发高效低能的厌氧反应器高效处理染整废水研究2.自养-短程微氧脱氮MBR处理高氨氮印花废水关键技术3.曝气异相类Fenton高级氧化流化床处理棉浆粕黑液4.高效低耗膜催化臭氧氧化(MCO)深度处理工艺研究5.铁-光交互作用下对染料废水氧化研究6.大面积柔性光催化剂的开发及对流动污水的处理163.主要处理技术实例——关键技术筛选富集功能菌群并应用于高效反应器系统；寻找可提高功能菌群活性的最佳激活剂，调节功能菌群群落结构与功能；通过优化水力条件实现厌氧反应器的菌种筛选与富集。基于生物功能强化手段开发高效低能的厌氧反应器高效处理染整废水研究关键技术1技术简介基于生物功能强化手段开发高效低能的厌氧反应器高效处理染整废水研究关键技术1菌剂强化效果菌剂强化前后，水解酸化反应器中的微生物群落结构呈现出明显的变化。其物种丰富度有所增大，整个系统趋于稳定状态。经过菌剂强化过程，新加入的菌剂FF不仅没有对土著优势菌的生长造成不良影响，而且还强化了水解酸化反应器中原有的菌群系统，有效提高了废水的可生化性。水解酸化反应器污泥16SrDNA基因V3区PCR产物DGGE图谱和QuantityOne软件分析结果图。(a)DGGE电泳图谱;(b)条带匹配分析;(c)条带模拟分析；(d)UPGMA聚类分析基于DGGE条带中细菌16SrDNA基因系统发育树基于生物功能强化手段开发高效低能的厌氧反应器高效处理染整废水研究关键技术1菌剂强化效果通过向水解酸化反应器中流加高效脱色菌FF，对水解酸化处理模拟印染废水效果进行菌剂强化。菌剂强化后，水解酸化反应器对模拟印染废水的脱色率和COD去除率分别提高了15%和20%。同时，废水的可生化性也得到了相应的提高。基于生物功能强化手段开发高效低能的厌氧反应器高效处理染整废水研究关键技术1反应器运行经过100天的启动期，水解酸化过程的脱色率和COD去除率分别达到了65%和50%左右。随着反应器启动时间的增加，微生物群落结构发生了显著的变化。系统发育树分析结果表明，Bacteroidetes（拟杆菌）是水解酸化反应器中的优势菌群，它可能是水解酸化处理模拟印染废水过程中的主要功能菌群。尿素作为吸水剂和渗透剂印花/蜡染工艺水解/厌氧尿素氨化NH3-N400~800mg/L厌氧氨氧化短程硝化反硝化自养-短程微氧MBR21自养-短程微氧脱氮MBR处理高氨氮印花废水关键技术关键技术2利用MBR适合世代周期较长的亚硝化菌、厌氧氨氧化菌的富集的特点，通过低能曝气形成微氧状态，结合反应器的水力优化与精准控制，实现膜生物反应器对高氨氮印花废水的自养-短程脱氮。技术简介22针对高氮印花废水处理及回用系统集成工艺工艺流程图该系统采用厌氧氨氧化技术，解决了印花废水炭氮比严重失调的问题，四个子系统（前处理-印花废水处理-膜深度处理-污泥处理）构成的高度集成的废水处理及回用工艺，可以解决目前高氮印花废水的脱氮难、成本高的问题，同时实现污泥减量化。自养-短程微氧脱氮MBR处理高氨氮印花废水关键技术关键技术223A/PN-ANAMMOX反应器(1)PN反应器去除厌氧填料器中剩余的有机物，以及将产生的氨氮部分转化成亚硝态氮，为厌氧氨氧化提供基质物质。通过控制温度、溶解氧、pH、HRT等条件进行部分硝化过程，培养长期稳定的亚硝态氮并符合厌氧氨氧化进水要求。(2)PN的出水进入ANAMMOX反应器，通过保证T、pH、DO、等厌氧氨氧化菌生长的适宜条件等，在厌氧的条件下培养厌氧氨氧化菌，降低污水中氮的浓度，达到脱氮的目的。自养-短程微氧脱氮MBR处理高氨氮印花废水关键技术关键技术2反应器装置图处理前处理后反应器污泥形态24MBR-CONNON反应器针对印花废水的MBR-CONNON反应器，采用完全自养脱氮工艺应用于膜生物反应器，即(MBR-CANON)工艺来处理印花废水，通过调节反应器中PH，T，DO，SRT，HRT，碱度等因素，在亚硝化菌（AOB）的作用下，将进水中50%左右的氨氮转化为亚硝态氮，将剩余氨氮和生成的亚硝态氮在厌氧氨氧化菌（AnAOB）的作用下转化为氮气，从而达到处理印花废水中高浓度氨氮的目的。自养-短程微氧脱氮MBR处理高氨氮印花废水关键技术关键技术2反应器装置图厌氧进水厌氧出水M-C出水曝气异相类Fenton高级氧化流化床处理棉浆粕黑液技术简介将棉浆黑液和粘胶纤维生产中排放的高浓度酸性废水(去酸水、二浴水)混合后进行处理，析出木素、纤维素、蜡质等高分子污染物过滤回收纤维，接着采用黄铁矿催化双氧水氧化残余难生化降解的有机污染物，提高棉浆黑液的可生化性（B/C比），为后续厌氧和好氧处理创造良好条件25关键技术3曝气异相类Fenton高级氧化流化床处理棉浆粕黑液26关键技术3处理效果将厌氧出水和漂洗废水混合，调整pH=7～8后进入好氧生化池，控制进水COD=1200mg/L左右，BOD5、SS分别在500mg/L左右，色度约100倍，[Zn2+]5mg/L,采用普通活性污泥法曝气6～8h，出水流入澄清池，沉淀约2h，上清液达《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级排放标准外排。酸析池和沉淀池的污泥脱水后热值较高，可高温焚烧处理，生化池污泥脱水发酵后预计可作肥料。高效低耗膜催化臭氧氧化(MCO)深度处理工艺研究技术简介利用膜接触传质与臭氧催化氧化的高度集成，采用物化手段在疏水膜表面构建臭氧催化剂功能皮层，形成疏水催化臭氧氧化膜，提高界面臭氧浓度差，从而进一步提高臭氧传质效率，提高臭氧使用效率，降低深度处理/回用处理成本。关键技术428复合膜由PVDF疏水层及MnOx@Al2O3臭氧催化功能层复合组成。在应用中，催化功能层与待处理水或废水接触，而疏水层与臭氧气体接触。臭氧通过疏水层进行传递并于催化层分解成自由基，并进而与有机物进行反应。基于金属氧化物纳米颗粒催化层的复合膜制备催化中空纤维膜结构示意图基于纳米线较高的比表面积，贯通的空隙结构和易于回收等特性，利用过渡金属氧化物纳米线构建催化功能层，取消了原催化膜中的支撑基膜部分，提高了催化层的使用效率。基于金属氧化物纳米线催化层的复合膜制备高效低耗膜催化臭氧氧化(MCO)深度处理工艺研究关键技术4高效低耗膜催化臭氧氧化(MCO)深度处理工艺研究关键技术4纳米线对草酸间接的对比效果三种疏水