印染染料及助劑混合廢水的處理

張鳳英 徐儉

1杭州里奧斯安凱化工有限公司 310009

2杭州新中環(huán)建筑設(shè)計有限公司 310009

印染染料及助劑混合廢水的處理

張鳳英1徐儉2

1杭州里奧斯安凱化工有限公司 310009

2杭州新中環(huán)建筑設(shè)計有限公司 310009

印染染料及助劑具有有機(jī)物種類復(fù)雜、濃度高、色度高的特點，采用混凝沉淀、氣浮法進(jìn)行預(yù)處理去除染料廢水中色度后，通過厭氧+好氧方法進(jìn)行處理。

混凝沉淀；氣浮；厭氧；水解酸化；好氧

1 背景介紹

中國擁有世界最大的染料和助劑年生產(chǎn)量，在為國民經(jīng)濟(jì)做出重大貢獻(xiàn)的同時，也產(chǎn)生了大量的污染物，主要體現(xiàn)在廢水，給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)峻考驗。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)劃，到“十二五”規(guī)劃末期，我國染料行業(yè)每年污水和化學(xué)需氧量排放將在“十一五”末期的基礎(chǔ)上再下降10%，這對行業(yè)污水治理提出了嚴(yán)峻要求。

印染廢水主要產(chǎn)生在生產(chǎn)環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)。目前，染料和助劑使用廢水由于使用企業(yè)眾多，實踐經(jīng)驗充分，經(jīng)過眾多項目的檢驗，已形成一套相對成熟的污水治理方案，并取得良好的效果。生產(chǎn)廢水受生產(chǎn)品種組合不同影響，廢水成分相差甚遠(yuǎn)，同時治理項目相對來說數(shù)量不多，需要通過不斷實踐總結(jié)，提煉成功經(jīng)驗，為行業(yè)污水處理提供參考。

筆者任職企業(yè)于近期投資開辦新工廠，建設(shè)兩條生產(chǎn)線，分別生產(chǎn)印染染料及印染助劑，筆者參與了污水處理設(shè)施的實際、建造、運行，總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗。

2 具體情況

根據(jù)助劑與染料的品種、污水量、排放頻率，參考原有工廠水質(zhì)指標(biāo)，確定新項目污水水質(zhì)為：CODcr 1800mg/L，SS 280 mg/L，BOD5 400mg/L，石油類70 mg/L，pH 4-10。

項目染料及助劑廢水通過兩條獨立排水管道輸至污水處理設(shè)施。由于兩條管道的污水指標(biāo)不同，為提高經(jīng)濟(jì)性，保證效率，采取不同的預(yù)處理方法后再進(jìn)行統(tǒng)一處理。根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，相關(guān)主管部門確定污水排放標(biāo)準(zhǔn)如下：

?

項目采取雨污分流制，雨水直接排入當(dāng)?shù)赜晁芫W(wǎng)。污水主要來源于反應(yīng)設(shè)備清洗廢水，其中助劑污水主要污染因子是COD和石油類，染料污水主要含有染料分子，主要特點如下：

2.1.生產(chǎn)產(chǎn)品種類多樣，隨市場需求及時調(diào)整，導(dǎo)致污水成分變化頻繁，每日甚至每批都不同；

2.2.污水間隙排放，排放批次少，單批次排放量大，對處理設(shè)施短時承接能力有要求；

2.3.污水有時偏酸，有時偏堿，對中和工藝要求較高；

2.4.染料污水色度高，容易引起公眾關(guān)注，處理不當(dāng)易引發(fā)公眾意見。

3 處理工藝

3.1 物化處理

染料及助劑廢水中含有大量的有機(jī)溶劑和染料分子，可生化性比較差，且有些污染物對微生物具有一定生物毒性，直接采用生化處理十分困難，必須先通過適當(dāng)?shù)奈锘幚?，破壞高分子有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，降低部分有機(jī)負(fù)荷，然后再進(jìn)行生化處理。

助劑污水同時由于濃度高，酸堿性不固定，對生化處理工藝中的微生物容易造成威脅，所以需要先設(shè)立調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)PH值后再進(jìn)入生化處理池。

染料污水含有大量染料分子，色牢度高，因此需要先降低色度。從行業(yè)經(jīng)驗中可以知道，處理色度效果較好的是氣浮法。先設(shè)沉淀池，使染料廢水靜4小時，沉淀大部分染料固體因子后，上層液體轉(zhuǎn)入氣浮池，下層沉淀物進(jìn)行干燥處理，轉(zhuǎn)換為固體。經(jīng)過氣浮后，殘留的部分染料浮于液面之上，通過刮板去除，進(jìn)行干燥處理。通過此法，色度可以得到大大降低。

3.2 生化處理

由于染料與助劑廢水的有機(jī)物含量很高，廣泛實踐經(jīng)驗表明采取生化法處理能夠較好地滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，同時在經(jīng)濟(jì)性、運行穩(wěn)定性、安全性上也有比較突出的優(yōu)點。因此，經(jīng)過中和的助劑廢水與經(jīng)過氣浮的染料廢水全部排入污水處理設(shè)施，通過生物化學(xué)法進(jìn)行處理。

生物化學(xué)法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類。

好氧生物處理是好氧微生物在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機(jī)污染物為底物進(jìn)行好氧代謝，經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級釋放能量，最終以低能位的無機(jī)物穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處理。好氧方法的優(yōu)點是出水能一次達(dá)標(biāo)；運行管理的經(jīng)驗成熟可靠。缺點是動力消耗大；污泥產(chǎn)量高；運行成本比較高。

厭氧生物處理是缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時，提高污水的可生化性，提高氧的效率。

厭氧生物處理的過程比好氧復(fù)雜，發(fā)揮作用的微生物涉及多個種類、具有不同性質(zhì)和功能，能夠處理的有機(jī)物種類多樣，作用面大，所以，可以將厭氧過程作為好氧的前過程，以將大分子污染因子分解為小分子污染因子，降低有機(jī)負(fù)荷，提高可生化性，為后續(xù)好氧處理做好準(zhǔn)備。

本工程中廢水經(jīng)物化預(yù)處理后，COD濃度已不是很高，不宜采用完全厭氧處理工藝，可考慮采用部分厭氧的水解酸化工藝，降低廢水好氧生化處理的難度。主要應(yīng)考慮選擇合適的好氧生化工藝。

好氧生物處理中應(yīng)用廣泛、成熟的主要有傳統(tǒng)活性污泥法、接觸氧化法、AB法、生物接觸穩(wěn)定法等。

傳統(tǒng)活性污泥法是早期應(yīng)用的污水處理工藝，該工藝處理效率雖高，但占地面積大、不耐沖擊負(fù)荷、難以實行自動控制，近年來，已不再使用。

生物接觸穩(wěn)定法較之普通活性污泥法，占地面積大大減小，耐沖擊負(fù)荷能力明顯提高，但其動力消耗大、處理效率較低、污泥產(chǎn)量大。

AB法，即兩段活性污泥法，主要適合進(jìn)水負(fù)荷波動大或含有少量毒性物質(zhì)的污水處理，其處理效率高、占地面積大、運行管理復(fù)雜，國內(nèi)污水處理中受資金和管理水平等因素的限制，很少采用該工藝。

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術(shù)，是具有活性污泥法特點的生物膜法，兼具兩者的優(yōu)點。附著在填料上的生物膜是接觸氧化系統(tǒng)的主體作用物質(zhì)，生物膜是生物高度密集的物質(zhì)，在膜的表面和一定深度的內(nèi)部繁殖著大量的各種類型的微生物和微型動物，并形成有機(jī)污染物—細(xì)菌—原生動物的食物鏈。由于生物膜的高度親水性，在其外側(cè)總存在一層附著水層，在污水不斷地在其表面更新的條件下，有機(jī)污染物由流動水層傳遞給附著水層，然后進(jìn)入生物膜內(nèi)部并通過細(xì)菌的代謝活動而被降解。從而污水得以凈化。經(jīng)大量的工程實踐證明，具有處理時間短、節(jié)約占地面積、污泥處理設(shè)施簡單、可以間歇運行、操作管理方便等優(yōu)點。

經(jīng)過多方分析比較，最終決定采用水解酸化＋生物接觸氧化法作為主體生化工藝對污水進(jìn)行處理。

4 實踐效果

該污水處理項目經(jīng)過40天的施工建設(shè)、30天的菌種培養(yǎng)、60天的試運行，最終實踐結(jié)果表明，該工藝能夠很好地去除染料及助劑廢水中的有機(jī)物、色度，順利達(dá)到排污標(biāo)準(zhǔn)。

[1]陳銀生，張新勝，袁渭康.印染廢水處理技術(shù).化工進(jìn)展,2001,(5)

[2]張宇峰,騰潔,張雪英,王曉軍,徐炎華.印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展.工業(yè)水處理,2003(4)

[3]王萍.印染廢水處理方法的研究進(jìn)展.化工環(huán)保，1997(5)

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.009