分散染料染色废水处理工程的设计及运行

书书书分散染料染色废水处理工程的设计及运行黄运金１，　邓吉成１，２，　梁　桂２（１．河源市万绿环保工程有限公司，广东河源５１７０００；２．深圳市宝安区环境科学研究所，广东深圳５１８１００）　　摘　要：　对于以分散染料为主的化学纤维高温染色废水，采用直接混凝处理效果很差，如先冷却降温，再经过水解酸化脱溶后用硫酸亚铁混凝预处理，则效果十分显著。采用降温塔／水解酸化／铁盐混凝／接触氧化／后混凝组合工艺处理分散染料废水，出水ＣＯＤ＜９０ｍｇ／Ｌ，稳定达到广东省地方标准《水污染物排放限值》（ＤＢ４４／２６—２００１）第二时段Ⅰ级排放标准。　　关键词：　分散染料染色废水；　水解酸化；　铁盐混凝中图分类号：Ｘ７０３．１　　文献标识码：Ｃ　　文章编号：１０００－４６０２（２０１０）１８－００８０－０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＤｉｓｐｅｒｓｅＤｙｅＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＨＵＡＮＧＹｕｎｊｉｎ１，　ＤＥＮＧＪｉｃｈｅｎｇ１，２，　ＬＩＡＮＧＧｕｉ２（１．ＷａｎｌｖＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｈｅｙｕａｎ５１７０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＢａｏａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８１００，Ｃｈｉｎａ）　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｓｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｆｉｂｒｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｄｉｓｐｅｒｓｅｄｙｅｓｕｓｕａｌｌｙｈａｖｅａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｄｉｒｅｃｔｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃａｎｏｎｌｙｇｅｔｐｏｏｒｒｅｓｕｌｔｓ．Ｉｆｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇ，ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｅｒｒｉｃｓａｌｔｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄ，ｔｈｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｖｅｒｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｅｄｙｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｏｌｉｎｇ，ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｆｅｒｒｉｃｓａｌｔｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｂｉｏｃｏｎｔａｃｔｏｘｉｄａｔｉｏｎ，ｐｏｓｔｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔＣＯＤｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ９０ｍｇ／Ｌ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｆｉｒｓｔｃｌａｓｓｃｒｉｔｅｒｉａ（ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｅｒｉｏｄ）ｏｆｔｈｅＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅｌｏｃａｌｓｔａｎｄａｒｄＤｉｓｃｈａｒｇｅＬｉｍｉｔｓｏｆＷａｔｅｒＰｏｌｌｕｔａｎｔｓ（ＤＢ４４／２６－２００１）．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｄｉｓｐｅｒｓｅｄｙｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；　ｆｅｒｒｉｃｓａｌｔｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ　　分散染料染色综合废水具有高温度、高浓度、高色度、难生物降解的特性，废水ＣＯＤ为６００～９００ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ５为１００～３００ｍｇ／Ｌ、色度为４００～８００倍，Ｂ／Ｃ值为０．１～０．３。港资企业新恒艺（深圳）绣线厂生产废水为典型的分散染料染色废水，因环保问题面临外迁困境。笔者在多个同类型分散染料废水治理和技改工程实践基础上，有针对性地采用了水解酸化脱溶／铁盐混凝预处理技术，再结合其他常用主处理工艺处理该厂废水，使出水稳定达到广东省地方标准《水污染物排放限值》（ＤＢ４４／２６—２００１）第二时段Ⅰ级标准，妥善解决了该厂废水治理问题。１　工程废水特征该厂综合废水水质见表１。表１　废水水质Ｔａｂ．１　Ｑｕａｌｉｔｙｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ项目ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨ色度／倍ＳＳ／（ｍｇ·Ｌ－１）水温／℃数值６００～９００１００～３００８～１０２００～６００１５０５０～７５　　排水量为１００ｍ３／ｄ，间歇排放，瞬时排水量较大。废水具有以下特征：①　温度高，倒缸时废水温度高达９０℃，综合废水温度一般在６０℃以上；·０８·第２６卷　第１８期２０１０年９月　　　　　　　　　　　　中国给水排水ＣＨＩＮＡＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．１８Ｓｅｐ．２０１０②　废水主要污染物为分散染料，不含水溶性基团，具有疏水性；③　助剂为烧碱、醋酸、保险粉、元明粉、渗透剂等，保险粉为生物毒性物质，醋酸则易生物降解，渗透剂容易致废水发泡；④　高温染色工序在酸性状态下进行，排水ｐＨ值为４左右，但碱洗工序使用较多烧碱，综合废水ｐＨ值呈弱碱性；⑤　综合废水可生化性较差，Ｂ／Ｃ值＜０．３。２　工艺流程工艺流程如图１所示。!#!#$%&’()#*+,-./0123456738/01239:3;=?@A9:BC+3图１　废水处理工艺流程Ｆｉｇ．１　Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ车间废水由混凝土排水管道送至集水池，在集水池前设置不锈钢格栅，去除悬浮物；在集水池上设置玻璃钢机械通风冷却塔，用防腐自吸泵把集水池废水抽到冷却塔降温，并且不断循环，废水温度降至３６℃左右进入水解酸化池；水解酸化池用组合填料填充，水解池末端设循环水池，用循环水泵通过布水管道不断循环搅拌以促进水解池污泥和染化料的混合。部分后混凝沉淀污泥和全部过滤罐反冲洗排水回流至水解池。在水解池中充分发挥有机物水解、染化料脱溶、生物凝聚、污泥吸附等作用［１～４］。出水泥水混合液提升至铁盐混凝沉淀池混凝沉淀，投加的混凝剂以ＦｅＳＯ４为主，ＰＡＣ为辅，助凝剂采用ＰＡＭ。沉淀后出水进入接触氧化池，充氧采用水下曝气机，具有充氧效率高、安装简便、无噪音等优点。接触氧化池出水进入后混凝沉淀池。混凝和脱色一并完成，药剂采用ＰＡＣ、ＰＡＭ和ＮａＣｌＯ。沉淀后清水进入中间水池储存，再用过滤罐过滤。过滤罐采用泳池水处理专用玻璃钢缠绕球状砂罐，带六位控制阀，并配置管道泵，正常静压过滤，反洗时管道泵启动冲洗。滤后清水出水经计量槽计量后排放。污泥池储存全部铁盐混凝沉淀污泥和部分后混凝污泥，污泥压滤用进口隔膜泵和厢式压滤机，供气由空压机提供。①　集水池钢混结构，地下式。水力停留时间为４ｈ，尺寸为２ｍ×２ｍ×５ｍ，不锈钢格栅２块，栅距分别为１０ｍｍ和５ｍｍ。②　冷却塔１５００ｍｍ玻璃钢冷却塔２台，配０．７５ｋＷ防腐抽风电机；提升泵用２台２．２ｋＷ自吸污水泵，双金属温度计１台。③　水解酸化池钢混结构，地下式。水力停留时间为２４ｈ，尺寸为５ｍ×５ｍ×５ｍ，内设１００ｍ３组合填料，循环池尺寸为２ｍ×２ｍ×５ｍ，提升井尺寸为１ｍ×１ｍ×５ｍ；０．７５ｋＷ不锈钢循环泵２台，循环布水管道１套；提升泵为１．５ｋＷ，自耦不锈钢潜污泵２台。池内安装了液位控制装置，可控制高位启泵、低位停泵、超高位报警。④　铁盐混凝沉淀池钢混结构，地上式。反应池停留时间为３０ｍｉｎ，空气搅拌混合。沉淀池采用斜管沉淀池，尺寸为４ｍ×２ｍ×４ｍ，表面负荷为０．６３ｍ３／（ｍ２·ｈ）。⑤　接触氧化池钢混结构，地上式，尺寸为４ｍ×４ｍ×４ｍ，停留时间为１２ｈ，容积负荷为１．２ｋｇＣＯＤ／（ｍ３·ｄ）。内设６０ｍ３组合填料，供氧采用ＡＲ－３５－６５水下曝气机，充氧量为３～５ｋｇＯ２／ｈ，充氧量负荷为２ｋｇＯ２／ｋｇＢＯＤ５。⑥　后混凝沉淀池钢混结构，地上式。反应池停留时间为３０ｍｉｎ，空气搅拌混合。斜管沉淀池尺寸为４ｍ×２ｍ×４ｍ，表面负荷为０．６３ｍ３／（ｍ２·ｈ）。⑦　中间水池钢混结构，地上式，尺寸为２ｍ×２ｍ×４ｍ，停留时间为３ｈ。⑧　过滤系统过滤罐采用美达Ｄ－１０００玻璃钢砂缸，配六位·１８·ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ黄运金，等：分散染料染色废水处理工程的设计及运行第２６卷　第１８期阀缸头，过滤泵采用０．７５ｋＷ管道泵，各２台，并联安装。六位控制阀可实现直通、过滤、回流、反洗、正洗、关闭六项功能控制。⑨　污泥处理污泥池为钢混结构，地下式。尺寸为３ｍ×２ｍ×２ｍ，容积为１２ｍ３，可容纳１ｄ稀污泥量。厢式压滤机１台，过滤面积为４０ｍ２。３　运行效果３１　生化调试菌种取自城市污水处理厂活性污泥，采用“排泥法”挂膜［５］，培菌采用池内投加养料（红糖、尿素和磷肥），池外沉泥曝气再生后循环于池内的方式，间歇进水。接触氧化池挂膜１周完成，至成熟历时１个月；水解酸化池培菌１个月效果达到要求，但达到最佳状态需历时６个月。接触氧化池镜检可看到大量钟虫，完全成熟后，出现轮虫。３２　物化混凝调试生化调试未完成时，铁盐混凝和后混凝效果很差，铁盐混凝段色度和ＣＯＤ去除率分别为７０％和３０％，后混凝段ＣＯＤ去除率为４０％，色度则基本无去除效果。生化调试成熟后，铁盐混凝段ＣＯＤ去除率达到８０％，色度去除率达到９０％，后混凝段ＣＯＤ去除率稳定达到５０％，色度去除率在７０％～９０％之间。３３　运行环节控制①　水温。需控制水温＜３６℃，特殊情况下不宜长时间超过４０℃，否则系统将受到严重破坏。②　水解酸化池循环。循环泵每天累计运行时间＞６ｈ，否则水解池功能（包括水解、脱稳、生物絮凝等）将严重削弱，直接影响后续处理效果而导致出水超标。③　污泥回流。保持每天适量的后混凝污泥回流至水解池，实际上可以将该池污泥的５０％回流，以补充水解池的污泥流失和增加水解池的生物菌团。④　在各池工艺条件都成熟的条件下，正常接触氧化池进水ＣＯＤ约为２００～３００ｍｇ／Ｌ，后混凝池进水ＣＯＤ约为１００～１５０ｍｇ／Ｌ，该条件下最后出水色度＜４０倍，ＣＯＤ为３０～８０ｍｇ／Ｌ。３４　效果及经济分析该厂于２００６年建成，２００７年验收，一直稳定达标运行，验收监测数据见表２。表２　实际进、出水水质Ｔａｂ．２　Ａｃｔｕａｌｉｎｆｌｕｅｎｔａｎｄｅｆｆｌｕｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ项目ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨ色度／倍ＳＳ／（ｍｇ·Ｌ－１）进水７２１２５６９．２５６０１４６出水３７．７９．８７．２２８１６标准值９０２０６～９４０６０　　运行成本：电费为０．７６元／ｍ３，药剂费为０．５０元／ｍ３，人工费为０．３３元／ｍ３，合计为１．５９元／ｍ３。４　结语①　三年多的的运行证明，该废水处理工艺对分散染料染色废水的处理效果显著，ＣＯＤ去除率达９０％，色度去除率达９３％，能满足排放要求。②　水解酸化脱溶／铁盐混凝法预处理工序是针对印染废水去除疏水性染料和脱色而开发出来的高效处理方法，经过预处理后，悬浮物质及色度已基本去除，且剩余污染物为Ｂ／Ｃ值大幅度提高的溶解性物质，很容易通过常规方法处理达标。③　铁盐混凝处理后系统持续为浅黄色，投加次氯酸钠脱色后泛红，原因为水解酸化和铁盐混凝工段的控制不到位，导致ＣＯＤ去除率降低和Ｆｅ２＋残留过多，如加强运行管理则可避免该现象出现。④　分散染料废水基本上为高温染色废水，治理时要特别注意废水的降温。⑤　本处理方法是在多个同类型废水的处理工艺和试验基础上优选出来的，对同类废水的处理具有借鉴意义。参考文献：［１］　张慧芬，汪永辉．旗篷厂印染废水处理工艺的改造［Ｊ］．中国给水排水，２００５，２１（１２）：８０－８２．［２］　卢徐节，杨波，张曼，等．水解酸化／接触氧化／亚滤技术处理染整废水［Ｊ］．中国给水排水，２００７，２３（８）：７０－７３．［３］　张林生，蒋岚岚．染料废水的混凝脱色特性及机理分析［Ｊ］．东南大学学报，２０００，（７）：７２－７６．［４］　陈群燕，钟卫国．ＡＢ生化法在印染废水处理中的应用［Ｊ］．水处理技术，２００３，２９（４）：２３６－２３８．［５］　俞汉青，顾国维．生物膜反应器挂膜方法的试验研究［Ｊ］．中国给水排水，１９９２，８（３）：１３－１７．Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]收稿日期：２０１０－０４－１９·２８·第２６卷　第１８期　　　　　　　　　　　　　　中国给水排水　　　　　　　　　　　　ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ