印染废水主要是指各种天然纤维及化学纤维在染色过程中及染色后各工序产生的废水。目前,国内外印染废水的治理主要集中于物理化学处理和生物处理两种方法上。
1生物处理技术的应用
随着对印染废水处理的研究,好氧生物处理技术逐渐运用到印染废水处理上来。生物处理法是利用微生物的生物化学作用降解有机物,这种方法具有处理费用低,运行较稳定等优点。在好氧生物处理中,最早采用的工艺是活性污泥法中的传统曝气法,也有用阶段曝气法。活性污泥法应用时间较长,形式多样,技术成熟,目前主要通过增加曝气池内的污泥浓度,采用新的曝气技术和固液分离技术达到提高充氧效率,减少动力消耗,缩短处理时间,提高处理效率的目的。
印染废水含有一定的有机物,其中的残余染料和染色助剂是较难降解的,单一的好氧生物处理只能去除废水中的部分易降解的有机物,色度问题无法解决。为了降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物,出现了厌氧(兼氧)—好氧这种新型处理工艺。采用这种方法可先由厌氧(兼氧)过程中的产酸阶段,去除部分较易降解的有机污染物,还可以将较难降解的大分子有机物分解为较简单的小分子有机物,再通过好氧生物处理过程进一步去除。由于使废水呈现颜色的一些较难降解的有机物得到了较好的去除,因而印染废水经厌氧(兼氧)—好氧处理可以达标排放。该工艺与物理化学法、好氧生物—物化法相比,具有处理效率高,运行稳定,动力消耗低,污泥量少等优点,在印染废水处理中的应用日益广泛。
2工程实例
2.1工程概况
彭城染整有限公司位于徐州市贾汪区青山泉乡,主要加工生产棉制针织布品,产品为棉纱与坯布。1998年又新建一条漂染生产线,新生产线总投资2700万元,印染坯布3000t/a,生产中产生大量有毒染色废水,因此建设项目必须同时上马染整废水处理工程。处理后废水的水质,应达到“印染行业水污染物排放标准”GB8967—96表4中一级标准。
经监测,彭城染整公司漂染生产线排废水(工艺)3000m3/d,相当于流量125m3/h。废水水质特点如下:该公司印染生产使用的染料主要为活性染料和分散染料,该厂排各类工艺废水3000m2,折合水染料夹带量为10g/m3。染料浓度较高。活性染料由于分子中含有多个羟基酸基团,在水中溶解度高,毒性强,生化性差,是最难处理的染色废水之一。此外项目每年耗用NaCl、NaPO4、Na2CO3、NaOH等原材料共约1392t,除少量易消耗外,大部分以无机盐形式进入水中,是该废水的又一特点。
2.2废水处理工艺的选择
由上所述,废水中污染物是含多个磺酸、羟基基因的杂环和多环芳烃化合物,易溶解于水。而一般混凝药剂对溶解性有机物效果较差,用常规物化法处理,废水不能达到外排标准,必须进行生物处理。
众所周知,杂环、多环芳烃类化合物在好氧条件下,环的裂解是整个反应的限速步骤,而厌氧酸化却恰恰对大环的裂解有着明显的作用。因此选择废水处理的工艺流程如下:
废水→格栅→调节池→泵→水解池→曝气池→二沉池→排放
流程说明:印染废水经管道输送至废水处理场,先用25mm格栅除去大片杂物如胶带、纸屑等,进入调节池;调整后废水泵入厌氧池;在厌氧微生物的作用下,废水中有机物发生水解、降解,而后进入曝气池进行好氧处理;好氧后,废水进入二沉池;沉淀后废水达标排放。
2.3处理效率和运行费用
运行正常情况下,由于厌氧池污泥量大,脱色效果较为理想,出水色度完全能达到排放标准。正常运行的处理效果见表1。
3讨论
(1)厌氧(水解酸化)—好氧处理工艺用于处理活性印染废水,是目前处理该类废水较为成熟较为合理有效的处理工艺方法,处理效率高且运行稳定,运行费用较低。该方法在国内众多印染厂废水处理中使用,均有显著效果。
(2)鉴于印染生产的产品经常变化,致使排放的废水水质变化较大,调节池容量应足够大,本设计中停留时间达到36h,使废水的水质、水量得到充分调节,保证调节池出水水质稳定。
(3)该工艺中厌氧池是关键的处理设施,从实际运行状况来看,废水的脱色主要在厌氧池中完成。厌氧池中有大量的厌氧污泥,通过厌氧微生物的作用,将较难降解的大分子染料分解为简单的小分子的有机物,从而达到脱色的目的(实际运行中,厌氧池的出水在色度方面已达标,但COD值变化不大),因此,如何保证厌氧池有高浓度的厌氧污泥就成为设计的关键。本设计中厌氧池从底部进水,顶部出水,采用脉冲布水使布水均匀,减少污泥流失,同时池中装有填料,既增加了微生物量,又可防止污泥上浮。另外,进水的pH值影响微生物的降解,在厌氧池的进水口设有pH自动监测仪,以便及时把握pH值的变化,及时调整,保证厌氧池的稳定运行。
(4)印染废水中易降解的有机物比例较低,N、P含量低,营养匮乏,不能满足微生物生长所需要的营养比例,在设计时,我们将厂区的生活污水并入一起处理。由于生活污水量较少,在调试时,必需添加一定量的N、P,以满足微生物的需要。正常运行时,每隔一段时间就需要添加N、P,否则,微生物活性下降,影响出水水质。
(5)印染废水变化较大,尤其是颜色的变化。通过实际运行发现,带红色的废水脱色最难,该废水经厌氧-好氧处理后色度较高。
(6)印染废水通常带有一定温度,而温度较高有利于微生物的生长,设计中增加了保温措施,使冬季废水的温度能保持在16℃以上,从而在冬季也能取得较好的处理效果。
(7)由于印染废水营养匮乏,微生物生长较慢。实际运行中,剩余污泥量很少,相应的污泥处理费用低,因而总运行费用也相对较低。通常将剩余污泥排放到污泥池中储存,当厌氧池污泥减少时,可以添加到厌氧池中去。
我国印染工业发展很快,新产品不断被开发,废水水质不断变化,生物处理技术作为一种低能耗的处理工艺,越来越受到重视。随着对生物处理技术研究的深入,一些高效的曝气器和新型填料将会不断开发,从而会出现更高效、低能耗、实用的生物处理装置。
