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印染废水处理解决方案

作者: 聚丙烯酰胺 时间:2017-06-02 来源:www.dialo2o.com
摘要:印染行业是典型的高耗水产业每年需消耗近亿吨的工艺用软化水。印染废水来源及污染物成分十分复杂,具有水质变化大、有机物含量高、色度高(主要为有色染料)等特点,直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害,同时造成水资源的浪费。随着国家和社会对环境

印染行业是典型的高耗水产业每年需消耗近亿吨的工艺用软化水。印染废水来源及污染物成分十分复杂,具有水质变化大、有机物含量高、色度高(主要为有色染料)等特点,直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害,同时造成水资源的浪费。随着国家和社会对环境保护要求的日益重视和对可持续发展的要求,传统的处理方法已越来越难以满足生产和环保的要求。
印染废水主要含有染料、料浆、染色助剂及纤维杂质、油剂、酸、碱及无机盐等,成分复杂且排放量大,色度高、碱度大、PH较高,生物难降解物多及多变化,被公认为是最难治理的主要有害废水之一。混凝法处理印染废水具有处理效果良好,成本低等优点,因而成为处理工业废水的重要手段。
膜分离技术是一种新型高效、环保的分离技术,近年来,随着膜分离技术在国内的不断发展和进步,使得现代高科技的膜分离技术(主要有超滤、纳滤和反渗透技术)已在印染工业中得到了广泛成功应用,并产生了良好的经济和社会效益,为印染行业的技术革新带来新机遇。

印染废水深度处理回用

1.印染废水排放概况
印染废水来源及污染物成分十分复杂,具有水质变化大、有机物含量高、色度高等特点。直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害。
印染废水处理若采取生化、物化相结合的处理工艺,出水可达到<GB8978-96>综合废水排放标准的一级标准。
印染废水处理若采用的单一的生化和物化处理工艺,出水水质达不到一级标准,多数印染企业是纳入工业园区管网标准后进入园区废水站再进一步处理。
印染废水调节池物化处理技术生化处理技术排放物化+生化技术
2. 印染水回用概况
经济的持续增大、企业规模的不断扩大,水资源的匮乏,必将导致水价格的不断提高,因此,大力发展印染废水回用事业,不仅能节约有限的水资源,缓解企业日趋突出的用水紧张矛盾,而且能减少污水的排放。
3.核心工艺组合如下:
废水类型
水质类型
推荐工艺
备注
二沉池出水
达标
砂滤+UF+RO/NF
适用占地面积小企业
达标
预处理+RO/NF
适用占地面积大企业
 
不达标
MCR/MBR+RO/NF
若采用其他传统工艺还需要进一步进行预处理
 
无任何处理系统低浓度废水
不达标
MCR/MBR+RO/NF
若采用其他传统工艺还需要进一步进行预处理
砂滤+UF+RO/NF
     
4.印染废水中水回用工艺
针对达标排放和纳管排放的印染废水,在工程实践与试验研究基础上,结合印染废水“节能减排回用”要求,建立了几套比较完善的印染废水中水回用工艺。
一、砂滤+UF+RO/NF处理工艺
1. 印染废水经过前处理工艺处理后,降低废水中的CODcr、废水中的悬浮物、浊度,进入超滤处理系统,去除更小的悬浮物、浊度和色度后在进入后续的RO/NF处理系统,截留废水中的污染物质,进行污染物的分离和浓缩,使出水达到生产回用水水质要求。
二、预处理+RO/NF处理工艺
1 .印染废水经过生化或物化传统工艺处理后,经过二沉池出水(出水水质较好),废水中的悬浮物、CODcr得到有效处理后。二沉池上清液经过滤池或高效沉淀技术进一步去除废水中悬浮物和浊度,使出水SDI达到<5的要求下,在进入后续的RO/NF处理系统,截留废水中的污染物质,进行污染物的分离和浓缩,使出水达到生产回用水水质要求。
预处理系统:本系统采用砂滤池、快滤池或高效沉淀技术进一步去除废水中的悬浮物和浊度,是出水SDI达到<5的要求。
三、MCR/MBR+RO/NF处理工艺
1. 印染废水经过传统工艺处理后或者低浓度废水未经过处理后,废水中的有机污染物和悬浮物的浓度较高,通过MCR或MBR处理技术,降低废水中的有机污染物和悬浮物,进入后续的RO/NF处理系统,截留废水中的污染物质,使出水达到回用水水质要求。
膜-生物反应器工艺(MBR工艺)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,分离出清水,实现生化反应与清水分离同步进行,省掉二沉池。
MBR紧凑简洁单元结构特别适合于处理成份复杂、污染物浓度高的印染废水。
MBR工艺的优点:处理效率高、出水水质好、污泥少
水力停留时间短、占地面积小
易清洗、易更换、运行稳定、运行成本低
耐冲击能力强、COD和色度去除效率高
膜-混凝化学反应器(MCR工艺),该工艺是天创公司在MBR工艺基础上研究出一种新型的废水处理工艺。MC工艺是将化学混凝工艺与膜分离工艺加以结合,用膜代替混凝反应中的沉淀池,起到泥水分离的作用。
MCR工艺优点:减少了沉淀池、降低了占地面积
提高传统化学混凝的反应效
与传统化学混凝相比,无需加药剂
出水水质好、操作灵活简便

印染废水处理技术

国内外对一般印染废水多数采用传统的生化法处理,以除去废水中有机物,有些工厂在生化处理前或处理后还增加一级物化处理,少数工厂采用多级的处理。在美国,印染废水多数采用二级处理,即生化与物化结合,个别用三级,增加活性炭。日本与美国相似,但应用臭氧的报导也较多。英国是羊毛加工的传统国家,一般用不完全流程,仅将洗毛水用物化初步处理与其他染色废水合并排入城市污水处理厂。国内投入运行的生化处理设施,大部分是采用完全混合活性污泥法。接触氧化等生物膜法,近年来也逐步增加。印染废水处理,应尽量采用重复使用和综合利用措施,与工艺改革和回收染料、浆料、节约用水、用碱等结合起来考虑。在国内印染废水处理中采用的完全混合式系统有加速曝气法和延时曝气法两种形式。废水量较大的采用延时曝气法较多,废水量较小的则以加速曝气法为主。印染废水处理中常以曝气时间作为曝气池的控制指标。由于印染废水的水质是多变的,因此曝气时间必须与有机负荷(POD含量)结合起来考虑。常用的治理印染废水有如下方法:
1.改革工艺、减少或消除印染废水对于合成纤维及含合成纤维75%以上的织物采用干法印花工艺,可以消除印染废水。对于棉织物,一直用淀粉浆料上浆和作为印花浆料中的粘合剂,使退浆、煮炼废水中,含大量淀粉。现在,印染工业用化学浆代替淀粉浆,如聚乙烯醇和纤维素衍生物作浆料,;可使退浆、煮炼废水的BOD降低33%,若用作印花浆粘结剂,则还可降低5~20%。此外,在酸性媒染染料染色中,用硝酸钠或双氧水代替重铬酸钾作氧化剂,能消除废水中有毒的铬污染。
2.废水和物料的回收利用
(1)印染废水要按水质特点,分别回收利用一般印染厂中,废水可分为三类,即淀粉浆料废水,废碱液和其他染整废水。据统计,它们占的百分率约为;淀粉浆料类废水为65%,废碱液为19%,其他染整废水为65%。按上述水质分开处理,有利于回收利用。
(2)碱回收利用丝光工序的淡碱液可循环利用,还可将淡碱液用于煮炼,煮炼废碱液,用于退浆,多次重复使用。如碱液量大可用三效蒸发器回收碱,如碱液量小,可用薄膜蒸发器回收碱。
(3)染料回收如含硫化染料的废水,可以在反应锅内加酸,放出硫化氢,经沉淀过滤后回用。对还原染料和分散染料可采用超过滤技术回收。废水回收染料后,可使色度减少85%,硫化物减少90%。
3.印染废水的无害化处理
废水和物料的回收利用,虽然是减少印染废水污染的根本出路,然而;目前国内外还远未达到应有水平,印染废水仍以无害化处理为主,印染废水的水质特点,主要是COD和BOD高,以及由此引起的色度等指标远远超过排放标准;国外纺织工业废水尤其是印染废水的处理,应用最广的是生化处理法,国内一般印染废水,多数也是采用生化法去除水中的有机物。投入运行的生化处理设施,大部分是采用完全混合活性污泥法,即废水和回流污泥进入曝气池后,与池内原有混合液得到充分混合。这一方法,较好适应印染废水COD高而且水质多变的特点,得到比较好的处理效果。所采用的完全混合式系统,有加速曝气法和延时曝气法两种,废水量大的用延时曝气法较多,废水量较小的,则以加速曝气法为主。
实践证明,用生物处理印染废水,BOD去除率一般为85~90%,并能使可溶性的BOD变成不溶性污泥而分离去除。同时还能去除部分色泽和悬浮物,降低pH值。为了解决生化处理后脱色问题i采用活性炭吸附法,可去除废水中很多种类染料和可溶性有机物。对非水溶性染料废水的色度,如硫化染料,还原染料和分散染料,可采用臭氧氧化法和混凝法加以去除。
综上所述,印染废水能达到排放和回用水的各项指标,需要采用联合处理方法,如用沉淀(或过滤)—生化—活性炭吸附—生物接触氧化—煤粉灰过滤,活性污泥—臭氧氧化(或混凝)等。现在多级的处理方法,如反渗透、离子交换、电渗析等已开始在印染废水中应用。据报道,日本纺织印染工业处理水回用率,巳达到8096。表2-4-2为各种不同染织物废水主要处理方法和优缺点比较。
1、混凝法的机理
混凝法是通过向污水中投加混凝剂,使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀,得以与水分离,使污水得到净化的方法。混凝法的机理主要是压缩双电层,吸附表面中和,吸附架桥和沉淀网捕四种机理。以上几种作用可能同时产生,在不同的条件下某种作用可能是主导因素。
混凝剂可降低印染废水中的浊度、色度,去除多种高分子物质、有机物。以及某些重金属有毒物质。
2、实验室研究
混凝沉淀是水处理过程中的重要单元,而混凝法最关键的是要选择合适的混凝剂。目前,主要有无机混凝剂、有机混凝剂、复合混凝剂及生物混凝剂四大类。近几年,许多研究者主要对高分子混凝剂和高效复合脱色混凝剂开展了较深入的研究,并在处理印染废水方面取得了进展。
陈文松和韦朝海研究了低剂量Fenton氧化一混凝法对三种不同模拟水样和实际印染废水的处理效果,结果表明,Fenton氧化一混凝法特别适合于处理成分复杂(同时含有亲水性和疏水性染料)的染料废水。实际印染废水的处理结果令人满意,CODcr和色度的去除率分别达到84%和95%。Fenton氧化一混凝法处理印染废水效果好,成本低,操作简单,便于推广。混凝剂的改性和复配能优化混凝剂性能,提高混凝效果。姚晓亮采用镁盐与亚铁盐混合复配对活性染料印染废水进行脱色处理,并与单一组分混凝剂的脱色效果作比较。结果表明:复合混凝剂MgSO4-FeSO4·7H2O的脱色效果明显优于单一组分,表现出显著的协同效应。祝社民和陈英文等将若干廉价的天然和废弃无机粉料(如粉煤灰,黏土等矿物,其中主要含硅、镁、钙和铁等)按一定比例配伍,再进行简单活化和极少量的高分子絮凝剂复配而成新型的混凝剂,其对印染废水具有良好的处理效果,COD去除率为74%,最终出水浊度低于5度。印染废水经过混凝处理后可达到国家污水排放的三级标准,可重复利用。余莹在实验中发现,将聚硅铝铁硼应用于处理印染废水,其脱色效果佳,透光率可达98%;且具有制备工艺简单、高效、矾花大、沉降速度快、污泥体积小、脱色及去除COD效果良好等优点。戴亚英和邱慧琴研究的是聚合硫酸铁硅混凝剂(PFSS),它是一类新型无机高分子混凝剂,是在聚硅酸和铁盐的基础上发展起来的复合产物。实验说明此类混凝剂混凝效果好,易储备,价格便宜,因此受到了水处理界的极大关注。
利用废熔盐研制了一种新型复合混凝剂PMFC(聚合氯化镁铁),应用该复合混凝剂对印染模拟废水以及实际废水进行了处理。实验结果表明,该复合混凝剂在合适的条件下对印染废水具有良好的处理能力,其脱水效果明显优于PAC。此外,该复合无机混凝剂具有成本低,脱水率高,沉降速度快等优点。
3、现场应用研究
研究者也从水处理工艺方面进行了研究,并应用到实践中,取得了好的成效。江阴市某印染厂采用物化+三级生化+物化法处理印染废水,设计处理能力360m/s,废水进水CODcr, BOD5,SS和色度分别为: 200—300mg/L,600—700mg/L,350—500mg/L和500~1000倍,经处理后,出水稳定并达到污水排放一级标准,此外,该工艺具有处理负荷高,耐冲击,出水稳定等特点,并于2002年年底完工验收运行至今,处理效果良好,出水稳定达标。王振川等采用混凝沉淀一酸化水解一悬挂链曝气一生物碳组合工艺对该类废水进行了大量的实验研究,优化了各项工艺参数,并在河北丽友印染广西快3建立了一套3000平米/d的废水处理设施。经2年实际运行表明,该设施具有投资少,运行费用低,水净化率高的特点,处理后出水CODcr,去除率高达93%以上,各项水质指标均达到了(GB4287—92)纺织染整工业水污染物排放一级标准。黄瑞敏等提出了采用混凝脱色一曝气生物滤池,再深度处理的回用处理工艺进行现场试验研究。研究结果表明,该工艺可以将印染废水色度去除至10倍以下,CODcr处理至20mg/L以下,SS达到2mg/L以下,浊度低于3NTU,高效脱色混凝剂色度去除率达到98%,曝气生物滤池的出水CODcr质量浓度为20mg/L。
4、结束语
研究表明,混凝法对印染废水具有工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高等优点,混凝法已经成为污水处理的常用方法。针对特定的印染废水,混凝剂的选择就成为影响混凝效果的关键因素,所以混凝剂的开发和研究是一个热点。目前较新型的无机高分子复合型混凝剂主要有聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铝铁(PSAFC)、聚合硅酸硫酸铝铁(PSAFS)和聚合硅酸硫酸铝硼(PSBA)。无机混凝剂具有无毒或微毒,原料易得等方面的优点,在混凝技术中占有重要地位,一直得到广泛应用。离子型高分子混凝剂可以明显提高絮凝效果,增大捕捉范围,活性基团也得到充分暴露,有利于更好地发挥架桥作用,因此,离子型高分子混凝剂是今后的发展重点。近年来,混凝剂的发展由低分子到高分子,由单一型到复合多功能型。研制成本低、广谱、高效、无毒的混凝剂成为混凝研究的一个热点。总之,当前混凝剂的发展总的方向是“高分子化、复合化、多功能化”,今后需进一步开展的工作为:
(1) 复合型高分子混凝剂的研制。
(2) 天然高分子物质及其改性产品的应用。
(3) 混凝剂的多功能化。
(4) 微生物絮凝剂的研究和开发。
值得说明的是,除了混凝剂种类和水处理工艺和条件以外,如PH值,混凝剂的加入量,投加顺序,污染物的浓度及水力条件都是影响混凝效果的重要因素。混凝剂的加入量,投加顺序需要事先通过实验确定。

“流炭法”处理印染废水

印染废水经生化处理后,一般采用混凝沉淀的方法进一步降低污染物.混凝沉淀的去除率一般在30%左右,当原水质量浓度较高或者处理要求很高时,混凝沉淀处理还不能确保废水达标排放.混凝沉淀处理的成本较高,对于一些处理规模较大的污水处理厂来说,混凝药剂的消耗相当可观,在废水处理成本中所占的比例较大.混凝沉淀后将大幅增加污泥量,而污泥处理也是污水处理厂较为头疼的事情,我国对环保的要求越来越高届时污泥的处置的问题将显得更为突出;活性炭在废水处理中也有应用,但一般均是一次性使用。导致废水处理的成本非常高,从而限制了活性炭在废水处理中的应用。 "流炭法"是本人多年来致力研究的废水处理新工艺。根据其处理原理命名为"流炭法".主要的应用价值:(1)印染废水的深度处理,取代混凝沉淀(气浮)、氧化剂脱色等;(2)水质较差的河水净化处理;(3)高盐分化工废水的处理及特征污染物的处理."流炭法"在印染废水处理中的应用已完成了小试。
1试验
1.1材料及仪器 材料:椰壳活性炭,JWl00型,粒度8-20目,碘吸附值900~1100m2/g,比表面积1200m2/g;活性污泥、印染废水,集中处理印染废水(常州龙澄污水厂). 仪器:5B-1型CODcr快速测定仪,MP120-2型电子天平,托盘天平,曝气装置,搅拌装置,抽滤装置,容器和玻璃器皿若干。
1.2活性炭处理
1.2.1饱和吸附处理 取污水厂初沉池出水20L测定CODcr质量浓度为876mg/L,计算得出CODcr总量为17.52g.称取活性炭6g,加入5L废水,搅拌1h,抽滤出活性炭,再加入废水吸附,共计4次.按活性炭的吸附能力,可确定活性炭已吸附至饱和.
1.2.2活性炭再生 将已吸附饱和的活性炭抽滤出来后,加入二沉池出水(CODcr质量浓度112mg/L),配制成500mL的水溶液.加入少量活性污泥,连续曝气48h后备用.
1.3工艺 取二沉池出水5000mL,加入经处理的活性炭溶液500mL,连续搅拌30min,静止沉淀1h,分离出沉淀后的活性炭溶液500mL,上层清液过滤后测CODcr质量浓度及色度,活性炭溶液厌氧24h,再曝气24h后进行下一批吸附试验. 第二批试验重复上述步骤. 1.4测试 2.结果与讨论 2.1CODcr去除效果 2.2色度去除效果
"流炭法"对色度的去除率更为明显,处理后的废水感观非常好,能有效解决印染废水中色度的达标排放问题(GB4287-1992中一级标准).
2.3"流炭法"处理成本分析运行一段时间后.由于微生物生长,活性污泥量逐步增加,必须排出部分污泥,此时活性炭会随之流失.小试中发现,活性炭生化再生过程中负荷较低,采用厌氧与好氧工艺再生,污泥增长的速度很慢,16天后污泥量从1.22g/L增加到1.35g/L,但并未发现活性炭的吸附作用有所减弱. 如不计活性炭的流失,"流炭法"处理主要成本为再生过程中所消耗的电费.其计算方法与生化处理所耗电费的计算方法基本相同,处理成本约为0.4元/kgCODcr.如印染废水的CODcr质量浓度由150mg/L处理至<100mg/L,每吨废水的处理成本约0.04元.远低于混凝沉淀和用氧化剂脱色所需的费用.
3结论
3.1活性炭采用微生物再生法可行,再生后的活性炭具有很强的吸附能力,"流炭法"作为印染废水处理中的一个辅助方法,可大幅度改善出水水质,同时降低处理成本.
3.2本处理工艺尚需进一步完善,处理流程应由间歇式处理向连续式处理方向发展,使之能与印染废水现有的处理工艺相配套;试验过程中活性污泥的增长量不多、没有排放剩余污泥,因此,未取得活性炭在处理过程中的流失数据;活性炭的规格尚需进一步优选,以改善活性炭与废水的分离性能.
 


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