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印染廢水深度處理及回用技術研究

   印染工業(yè)作為中國具有優(yōu)勢的傳統(tǒng)支柱行業(yè)之一，自20世紀90年代以來獲得迅猛發(fā)展，其用水量和排水量也大幅度增長。在沉砂池設計的過程中，對漂洗廢水的水質(zhì)特性進行了充分分析，考慮到泥砂顆粒細小的特點，沉砂池可分成二——三級沉砂，這樣能夠使泥砂顆粒按級數(shù)進行逐步沉降，最終達到去除泥砂的目的，總停留可設計為1。國家統(tǒng)j局公布數(shù)據(jù)顯示，2010年紡織業(yè)廢水排放總量達245470萬噸，高居全國工業(yè)部門第三位。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，淡水資源日益緊缺，印染廢水的深度處理和回用已越來越引起人們的重視。

印染廢水

   1、國內(nèi)印染廢水處理及回用現(xiàn)狀

   我國對印染廢水回用已有較多的研究，從目前研究及應用的情況來看主要有以下特點：

   (1)回用技術大多處于試驗研究階段，多為小試和中試，實際工程應用較少，且水的回用率較低，一般不超過50%，主要回用于對水質(zhì)要求不高的前道工序，缺乏有利于提高回用水水質(zhì)及回用率的技術的推廣應用。

   (2)回用處理主要是對印染廢水在達標處理的基礎上進一步進行處理，達到回用水水質(zhì)標準。處理工藝主要采用混凝、吸附、過濾和氧化等技術，其中對去除鹽度和硬度的關鍵技術研究較少。

   (3)由于現(xiàn)有技術水平的限制，印染廢水大量回用對生產(chǎn)及廢水處理系統(tǒng)會帶來一系列問題，包括有機污染物和無機鹽的積累。目前對廢水長期回用的水質(zhì)問題及對水處理系統(tǒng)的影響研究不多，特別是無機鹽的積累問題基本沒有涉及。

   2、印染廢水深度處理及回用工藝介紹

   印染廢水常用的處理方法主要有：物化法、化學法、生化法、膜技術和其他組合工藝等。僅靠單一的處理工藝很難達到深度處理及回用的目的，必須對現(xiàn)有的工藝進行集成，采用多種工藝聯(lián)合處理的方法，才能真正實現(xiàn)回用的目標。

   2.1物化法

   物化法主要以吸附法為主，目前在印染廢水深度處理及回用中常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、f煤灰、沸石、膨潤土等。第二，由于國產(chǎn)染料上染率較低，印染企業(yè)一般都會超量投加，導致染色后剩余染料較多，不但造成資源浪費，而且加劇了廢水污染的程度。印染廢水深度處理及回用研究和應用較多的是活性炭。活性炭比表面積大、親水性強、吸附脫色效果好，特別適合于小分子水溶性染料的吸附脫色。活性炭對于二級生物處理后印染廢水中的殘余污染物(如合成染料、表面活性劑等)具有很好的吸附能力，但處理成本高，再生能耗大，常與其它工藝組合對紡織印染廢水進行深度處理。張健俐等。

   2.2采用臭氧脫色和活性炭吸附組合系統(tǒng)對淄博市某紡織企業(yè)的印染廢水進行回用處理，進水COD值為8O～100mg/L、色度為0.25～0.35時，出水COD為6～10mg/L、色度為0.01～0.03，處理后的水可用于企業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益明顯。表1廢水水質(zhì)及排放標準項目CODCr/mg·L-1BOD5/mg·L-1色度（倍）pH廢水水質(zhì)2600～10000600～3000200～1200>。謝丹萍等[3]采用連續(xù)膜過濾系統(tǒng)(CMF)-活性炭吸附工藝對某印染廠污水處理站排水進行回用處理，處理后出水Fe、Mn的去除率達到100%，色度為4、濁度0.2NTU、COD<10mg/L，達到印染企業(yè)生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。

   2.3化學法

   印染廢水處理中常用的氧化劑有Fenton試劑和臭氧。Fenton法具有簡單、快速、可產(chǎn)生絮凝等優(yōu)點，但仍存在氧化劑利用率低、氧化效率差、處理成本偏高等缺陷。目前，F(xiàn)enton法常與電化學氧化法結(jié)合對紡織印染廢水進行回用深度處理。如姜興華等(1)將鐵炭微電解一Fenton試劑聯(lián)合氧化技術用于經(jīng)A/O處理的印染廢水出水，在j反應條件下，COD去除率達到90%以上，色度去除率為99%，達到了印染廢水回用的要求。針對印染廢水色度大的特點，臭氧極強的氧化性可有效去除色度及廢水中的有機物，同時臭氧還具有殺菌除臭功能。在實際工程應用中，通常很少單獨采用臭氧氧化法處理印染廢水，而是與其他方法聯(lián)合使用，如臭氧-活性炭和臭氧-曝氣生物濾池。Lin等(2)在活性炭為填料的流化床或固定床中通人臭氧，把臭氧氧化和活性炭吸附組合成一個單一的過程。研究發(fā)現(xiàn)，臭氧氧化能夠延長活性炭的再生，減少其再生成本;活性炭不僅僅是一個吸附劑，同時是臭氧氧化的催化劑。兩者可以彌補各自固有的不足。外置式膜生物反應器(RMBR)的特點是，膜組件自成體系，運行穩(wěn)定可靠，膜通量較大，清洗、更換和增設方便等。具有很好的協(xié)同作用。顧曉揚等(3)采用臭氧-曝氣生物濾池工藝對某紡織洗水廠二級生化處理出水進行回用處理，在進水COD約為8Omg/L、色度為16倍、濁度約為8NTU的條件下，當臭氧投加量為3O～45mg/L、曝氣生物濾池水力停留時間為3～4h、氣水比為5∶1時，出水COD<30mg/L、色度為2倍、濁度<1NTU，滿足生產(chǎn)工藝對回用水水質(zhì)的要求。

   2.4生化法

   生化法主要是運用微生物的代謝作用來分解污染物，不僅可以用于印染廢水的達標排放處理，而且也可以作為深度處理及回用技術。生化法主要有曝氣生物濾池、生物活性炭等，一般很少采用生化法作為深度處理回用工藝，實際應用中多采用生化法與其他工藝聯(lián)合使用。其缺點是泵高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力，會使某些微生物細j體失活，而且一般條件下，為減少污染物在膜表面的沉積，由循環(huán)泵提供的水流流速都較高，因此動力消耗也較大。

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紡織印染廢水處理中預處理方法

紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水之一，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機鹽等。目前用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法，而廢水處理中的預處理主要是為了改善廢水水質(zhì)，去除懸浮物及可直接沉降的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)及水量、降低廢水溫度等，提高廢水處理的整體效果，確保整個處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此預處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。回用水水質(zhì)工程應用工程地點：江蘇省吳江市工程概況：污水處理工程兩期，處理規(guī)模合計20000噸/天。

目前用于印染廢水處理中的預處理工藝主要有：格柵、篩網(wǎng)、沉砂、調(diào)節(jié)水量及水質(zhì)、降溫等工藝組成。根據(jù)不同的印染廢水水質(zhì)采取不同的預處理手段，去除一部分污染物，改善廢水水質(zhì)提高后續(xù)處理單元的處理效果。

1.格柵、篩網(wǎng)

由于印染廢水中含有大量的布毛、線頭、纖維屑等細小的懸浮物，如梭織布的退煮漂廢水、牛仔漂洗廢水等均含有大量的細小纖維懸浮物，混合印染廢水中往往還含有許多的比較大懸浮物質(zhì)，這些物質(zhì)會對水泵造成損害對主體處理造成影響，因此在進入泵及主體構筑物之前對其進行攔截，設置格柵攔截較大懸浮物，設置篩網(wǎng)攔截細小懸浮物。低污泥負荷、長泥齡下運行，可基本實現(xiàn)無剩余污泥排放，降低了污泥處理費用。

A、格柵

格柵一般用在水量大且水質(zhì)比較復雜的綜合印染廢水處理中，如萬噸級以上的紡織印染工業(yè)園區(qū)的廢水處理中，因為此種廢水水量大，且懸浮物顆粒較大，設置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物，處理能力高，不易堵塞，針對印染廢水的特點我公司在工程實踐中不設置粗格柵，一般只選用細格柵，柵縫間隙通常采用1-5mm.格柵機主要有回轉(zhuǎn)式機械格柵機、網(wǎng)式轉(zhuǎn)鏈格柵機、固定式格柵機、反切式旋轉(zhuǎn)細格柵機等，我公司常用的主要有反切式旋轉(zhuǎn)細格柵機、網(wǎng)式轉(zhuǎn)鏈格柵機、固定式格柵機等。調(diào)節(jié)由于紡織印染工業(yè)其特有的生產(chǎn)過程，造成了廢水排放的間斷性和多變性，使排出的廢水的水質(zhì)及水量在一日內(nèi)，甚至每班內(nèi)都有很大的變化，因此要求對廢水進行進行調(diào)節(jié)，均衡水質(zhì)，使其能夠均勻進入后續(xù)處理單元，提高處理效果。

B、篩網(wǎng)

篩網(wǎng)通常應用在水量相對較小、廢水中含有大量的細小懸浮物如：布毛、線頭等，同時還可以去除大顆粒的浮石渣，對懸浮物及大顆粒物質(zhì)的去除率可達到90%以上。工程實踐表明，篩網(wǎng)間隙一般為30-60目，安裝形式采用固定式安裝，安裝角度為30-45°，安裝角度不易過大，過大則造成過水負荷降低，使處理能力降低同時也增加了部分投資，過小則易造成篩網(wǎng)堵塞，加大了清渣難度，影響處理效果。近年開發(fā)的厭氧(水解酸化)—好氧處理工藝能在一定程度上彌補好氧工藝的不足。

2.沉砂

印染廢水中的漂洗廢水（如牛仔漂洗廢水）中含有大量的泥砂物質(zhì)如浮石渣，如果不對其廢水進行沉砂處理，往往會造成后續(xù)構筑物的大量積砂，減少了后續(xù)處理構筑物的池溶，降低了水力停留時間，使水力特性不能滿足設計要求，嚴重的影響了廢水的處理效果，尤其會對水泵造成磨損，降低水泵的使用壽命，增加運行成本。因此在某些印染廢水處理中設置沉砂處理是非常有必要的，沉砂池一般可分為：平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。我公司應用多的是平流沉砂池，主要是由于牛仔漂洗廢水中的浮石渣表面不含大量的有機物，因此沒有必要采用曝氣沉池或旋流沉砂池，采用平流沉砂池操作簡單，運行管理方便。同時，曝氣池中活性污泥對多變化的染料中間體廢水的馴化、適應也不甚容易。

在沉砂池設計的過程中，對漂洗廢水的水質(zhì)特性進行了充分分析，考慮到泥砂顆粒細小的特點，沉砂池可分成二——三級沉砂，這樣能夠使泥砂顆粒按級數(shù)進行逐步沉降，終達到去除泥砂的目的，總停留可設計為1.5個小時，排砂方式有重力排砂和機械排砂，可根據(jù)工程的實際情況確定排砂方式。回調(diào)廢水pH后，根據(jù)試驗選取硫酸y鐵、聚b烯酰胺對廢水作進一步混凝處理，通過上述措施從而保證物化預處理的效果。

3.調(diào)節(jié)

由于紡織印染工業(yè)其特有的生產(chǎn)過程，造成了廢水排放的間斷性和多變性，使排出的廢水的水質(zhì)及水量在一日內(nèi)，甚至每班內(nèi)都有很大的變化，因此要求對廢水進行進行調(diào)節(jié)，均衡水質(zhì)，使其能夠均勻進入后續(xù)處理單元，提高處理效果。印染廢水的調(diào)節(jié)主要分為：水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)調(diào)節(jié)。與常規(guī)活性污泥法相比生物膜法具有生物體體積濃度大，存活世代長，微生物種類繁多等優(yōu)點，尤其適合于特種菌在印染度水體系中的投加使用常用的生物膜法包括：生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法生物濾池。

廢水處理設備及構筑物都是按一定的水量標準設計的，要求均勻進水，特別對生物處理系統(tǒng)更為重要，為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行，在廢水進入處理系統(tǒng)之前，預先調(diào)節(jié)水量，使處理系統(tǒng)滿足設計要求。

印染廢水中有機污染物高、色度深、堿性和pH值變化大、水質(zhì)變化劇烈，因此對廢水水質(zhì)進行調(diào)節(jié)是非常必要的，尤其是廢水的pH值。在廢水進入生物處理之前，將pH調(diào)整為6-10，以便滿足廢水生物處理的要求。

實踐證明，根據(jù)印染廢水的水量、水質(zhì)不同，調(diào)節(jié)池的停留時間也各不相同，當處理水量比較小時，停留時間可選大些，當處理水量比較大時，停留時間可根據(jù)具體情況選小些，一般為4-10個小時。

對于某些印染廢水，為了使調(diào)節(jié)池有一定的去除效率及增加廢水的均勻性，特別是當廢水中含有比較多的還原性物質(zhì)時，可考慮在調(diào)節(jié)池內(nèi)增加預曝氣裝置，可有效改善廢水的水質(zhì)特性。如牛仔布經(jīng)線的漿染廢水中含有大量的硫化物（300-500mg/L），對廢水進行預曝氣可使部分S-氧化。如果穩(wěn)定化工藝中厭氧消化產(chǎn)生的沼氣能夠充分利用，可以考慮使用消化過程中產(chǎn)生的沼氣來輔助干化污泥。

4.降溫

印染廢水的水溫大多比較高（漿紗印染廢水除外），如針織布的漂染、針織線的漿染廢水水溫為40-45℃，毛絨、毛線的漂染廢水水溫為40-50℃，梭織布的退煮廢水水溫為40-50℃等，當水溫過高時，會導致廢水生化處理系統(tǒng)無法正常運行，直接影響污水達標排放，因此必須考慮對高溫廢水進行降溫處理，然后，再使降溫后的廢水進入生化處理系統(tǒng)，以便達到生化處理的水溫要求，保證整個處理系統(tǒng)的正常運行，同時，廢水中的熱能也是一種可再利用的資源。酸析反應時間應保證20min，再進入濃縮池，濃縮液用防腐聚b烯廂式壓濾機進行脫水回收TA。

對廢水進行降溫的方法通常采用熱交換的方式進行降溫冷卻，不同溫度的工藝廢水經(jīng)混合后，進入熱交換器進行降溫處理，一般將水溫控制在42℃以下，利于生物的生長，提高處理效果。

冷卻水可使用新鮮的工藝用水，這樣就利用了一部分熱能對生產(chǎn)工藝用水進行預熱，從而，一方面降低了廢水的水溫，另一方面提高了生產(chǎn)工藝用水的水溫，節(jié)約了加熱新鮮工藝用水的蒸汽，達到節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。換熱方案可考慮采用多臺換熱器并聯(lián)使用的設計方案，可保證換熱系統(tǒng)的正常使用，換熱器可分為板式換熱器、管式換熱器等，我公司使用廣泛的是板式換熱器。在廢水進入生物處理之前，將pH調(diào)整為6-10，以便滿足廢水生物處理的要求。

總之，印染廢水是一種水量大、色度高、組分復雜、水質(zhì)變動范圍大、溫度高的難處理有機廢水，通過大量的工程實踐證明，印染廢水的綜合治理工藝路線中廢水的預處理工藝是非常重要的，它關系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和達標排放，同時也涉及到運行成本的高低，廢水進行預處理后可大大改善廢水水質(zhì)，有利于印染廢水進行進一步處理，終達到去除污染物之目的。因此預處理工藝在印染廢水處理中是必不可少的關鍵技術之一。生物法具有運行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點，在印染廢水處理中得到了較為廣泛的應用。

牛仔紗線漿染廢水處理典型實例

1.  概述

紡織工業(yè)是我國民族工業(yè)中悠久的產(chǎn)業(yè)之一，改革開放以來，紡織工業(yè)進入的高速增長期，產(chǎn)業(yè)綜合實力不斷增強。但印染行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水對環(huán)境造成影響。印染廢水成分復雜、污染物含量大、色度高等特點，屬于較難處理工業(yè)廢水之一。

2.   廢水來源

牛仔紗線漿染是牛仔服飾生產(chǎn)中的一個重要工序，漿染主要是用直接染料和硫化染料等，另外還有元明粉、s堿等多種染料助劑。其廢水主要來自水洗、染色和上漿等工序。廢水中的主要污染物為染化料、硫化物、漿料和助劑。

該類廢水的水質(zhì)因使用的漿料的不同變化較大，目前，廠家太多使用變性淀粉漿料，廢水的可生化性較好。廢水主要特點是堿性強、有機污染物濃度高、色度高、硫化物含量高、水質(zhì)水量變化大。其水質(zhì)一般為：CODcr 2000～6000mg/L，BOD51000～2500mg/L，pH 9～14，色度 1000～2500倍，S2- 200～1000mg/L。柱式膜組件的主要特點1)聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）膜產(chǎn)品韌度強，抗y化性能好。

3. 工程實例

中山市某染織有限公司是一家牛仔紗線漿染外資企業(yè)。所用染料主要有靛藍、硫化黑等，另使用變性淀粉、元明粉、s堿、勻染劑、滲透劑等多種印染助劑，污水排放量1000m3/d。

廣州中環(huán)萬代環(huán)境工程有限公司承建了該廢水處理工程，工程已完工兩年，經(jīng)處理后出水穩(wěn)定達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》DB44∕26-2001中的第二時段的“一級標準”。

主要設施的設計參數(shù)：

①篩網(wǎng)濾池

用篩網(wǎng)來攔截污水中的線頭、短纖、塑料袋和其它雜物，將可大幅度降低污水中的懸浮物。采用不銹鋼篩網(wǎng)。

②調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)水量水質(zhì)，池內(nèi)安裝穿孔預曝氣管。

③初沉池

采用豎流式，前端有混凝反應槽。

④厭氧池

設計進水COD＝2400mg/l，通過微生物的降解，將大分子有機物轉(zhuǎn)化為易于微生物吸收降解的小分子有機物，同時降低廢水pH。設脈沖布水器 2套，內(nèi)掛生物填料。

⑤好氧池

加填料的接觸氧化池。設計進水COD＝1600mg/l，內(nèi)掛生物填料。羅茨鼓風機供氣，膜片式微孔曝氣管充氧，DO變頻自控系統(tǒng)一套。

⑥二沉池

采用斜管沉淀池，污泥排至污泥濃縮池。

⑦消毒池

采取折流式，加強氧化劑殺菌消毒。

⑧污泥處理系統(tǒng)

設污泥濃縮池，物化污泥和剩余污泥均排至此，污泥濃縮池上清液流回調(diào)節(jié)池。污泥脫水間一座，帶式壓濾機一臺。

4. 技術經(jīng)濟分析

耗電1.2kW?h/m3，人工費0.22元/m3，藥劑費1.45元/m3，直接運行費用2.47元/m3。

5. 結(jié)  論

①該廢水處理系統(tǒng)運行近兩年，調(diào)試正常運行后的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示，出水的各項指標均達到設計要求，合格率達95％以上。

②廢水的物化預處理系統(tǒng)至關重要，直接影響后序生化處理系統(tǒng)。但混凝沉淀系統(tǒng)的泥量多，運行費用高，占整個系統(tǒng)運行費用50％以上。

③設計中在接觸氧化池中間增設缺氧段，水力停留時間近1h，污泥回流至厭氧池和前級接觸氧化池，實際運行結(jié)果表明，中間缺氧段污泥回流后，COD去除率提高約10％。

③混凝沉淀與厭氧好氧的組合工藝處理牛仔紗線漿染廢水是一種非常有效的工藝。

印染污泥的無害化方法

污泥無害化是一個非常廣泛的概念，實際上現(xiàn) 在還做不到對污泥無害化處理，如現(xiàn)代技術還無法 將污泥中的重金屬完全去除。但是從狹義上講，污 泥無害化處理可以理解為減量、去除、分解或者固 定污泥中的有害物質(zhì)及消毒滅菌，以減輕處理后的污泥在污泥終處置中對環(huán)境造成的危害。對廢水進行降溫的方法通常采用熱交換的方式進行降溫冷卻，不同溫度的工藝廢水經(jīng)混合后，進入熱交換器進行降溫處理，一般將水溫控制在42℃以下，利于生物的生長，提高處理效果。狹義上 的污泥無害化處理過程，往往包括在穩(wěn)定處理之 中。如厭氧和好氧消化除了降解有機物外，還可以 大大減少病原體的數(shù)量。脫水前的石灰調(diào)理、熱工 調(diào)理、巴氏滅菌或者長期儲存可使污泥消毒，在污 泥固態(tài)好氧發(fā)酵中，通過腐質(zhì)酸等可以與污泥中離 子態(tài)重金屬發(fā)生反應，從而鈍化重金屬的危害