A/O-Fent on工藝處理印染廢水

葉宗委

（330327198102053496，杭州 310051）

1 引言

安徽淮南某工業(yè)園區(qū)有七八家印染企業(yè)，年排放印染廢水量約180萬噸，廢水排放量大，有機(jī)物含量高，色度深。該園區(qū)生產(chǎn)染料主要以黑色、紅色和藍(lán)色染料為主。由于印染企業(yè)染布是根據(jù)訂單量需要的不同，無規(guī)律安排生產(chǎn)，導(dǎo)致印染廢水水質(zhì)水量波動(dòng)較大，給印染廢水的傳統(tǒng)處理方法帶來了很大的挑戰(zhàn)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)生活追求的提高，印染的工藝發(fā)生了較大變化，隨之而來的印染添加劑成分越來越復(fù)雜，印染廢水的處理難度也越來越大。

為了適應(yīng)新的環(huán)保要求，也為了應(yīng)對(duì)印染廢水處理的窘境，我們進(jìn)行了大量嘗試，探索了不同的處理工藝，最終采用A/O-Fenton組合工藝，該工藝對(duì)處理當(dāng)前的印染廢水有比較好的處理效果。在進(jìn)水CODCr高達(dá)1800mg/l，NH3-N高達(dá)400 mg/l的情況下，出水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到了《紡織染整行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)表2》排放要求。投運(yùn)兩年多來運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)性能良好、抗沖擊力強(qiáng)。

2 廢水的水質(zhì)水量

該印染企業(yè)主要有6個(gè)印染車間和3個(gè)印花車間，日排放廢水量約6000m3/d。印染廢水是各類廢水的混合廢水，主要包括以下四類廢水：①預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水；②染色工序排出染色廢水；③印花工序排出印花廢水和皂液廢水；④整理工序排出整理廢水。印染廢水的水質(zhì)復(fù)雜，污染物按來源可分為兩類：一類來自纖維原料本身的夾帶物；另一類是加工過程中所用的漿料、油劑、染料、化學(xué)助劑等。就印染廢水而言，其中大部分污染物為有機(jī)物（主要是一些染料和助劑引起），原水pH值在8～9.5，COD值高達(dá)1800 mg/l，氨氮值高達(dá)400 mg/l，SS高達(dá)200 mg/l，但其水質(zhì)可生化性差，B/C在0.2～0.3左右。

3 廢水處理工藝及工藝說明

3.1 工藝流程圖（圖1）

圖1 A/O-Fenton組合處理工藝流程圖

3.2 工藝流程說明

車間廢水自流排入印染廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池廢水由泵提升至A/O系統(tǒng)，A/O出水經(jīng)二沉池沉淀，沉淀出水自流入Fenton反應(yīng)系統(tǒng)，經(jīng)芬頓反應(yīng)高級(jí)氧化后，出水自流入豎流沉淀池，沉淀池出水達(dá)到《紡織染整行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)表2》排放要求，排入市政管網(wǎng)。

3.3 主要處理單元工藝特點(diǎn)及運(yùn)行效果

3.3.1 A/O處理單元工藝特點(diǎn)

A是缺氧池工藝，在缺氧池中，以廢水中有機(jī)物作為碳源，與循環(huán)回流泥水混合進(jìn)行缺氧脫氮反應(yīng)。在厭氧微生物的作用下，將混合廢水中的有機(jī)氮分解為氨氮，同時(shí)采用有機(jī)碳源為電子供體，使亞硝酸氮、硝酸氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，形成N2或NXOY逸至大氣中，達(dá)到脫氮目的。

缺氧池采用推流式結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了防止底部積泥及厭氧化，池底設(shè)置穿孔曝氣裝置，可定時(shí)微量曝氣，同時(shí)為了增強(qiáng)缺氧池的作用，減少投運(yùn)時(shí)培養(yǎng)微生物的啟動(dòng)時(shí)間，在缺氧池內(nèi)裝設(shè)了YDT彈性立體填料。缺氧池采用鋼混結(jié)構(gòu)，半埋地式設(shè)置，出水進(jìn)入O池，即接觸氧化池。

缺氧處理后的廢水進(jìn)入生物接觸氧化池后，在氧化池內(nèi)進(jìn)行大量曝氣，利用微生物降解水中的COD、BOD5有機(jī)質(zhì)，并吸除磷。本工藝采用生物接觸氧化法作為去除有機(jī)物的主體工藝，接觸氧化生物膜法處理印染廢水與傳統(tǒng)的工藝相比，具有以下特點(diǎn)：

①有機(jī)負(fù)荷高，占地面積??；

②不產(chǎn)生污泥膨脹，由于不實(shí)行污泥回流，因此，不存在污泥的過量繁殖導(dǎo)致反應(yīng)池缺氧、出水水質(zhì)惡化的危險(xiǎn)；

③耐沖擊性能好，接觸氧化的微生物細(xì)菌生長(zhǎng)在填料上，當(dāng)受到高負(fù)荷沖擊后，一般只有填料表面的微生物受損害，內(nèi)部的生物細(xì)菌能很快得到恢復(fù)；

④用電省，接觸氧化法由于內(nèi)部裝設(shè)了填料，填料對(duì)空氣具有二次切割作用，因此空氣中氧的利用率大大提高，能有效降低動(dòng)力消耗。

3.3.2 Fenton處理單元工藝特點(diǎn)

芬頓催化氧化技術(shù)(Fenton)是以亞鐵離子為催化劑的一系列自由基反應(yīng)。主要反應(yīng)大致如下：Fe2＋＋H2O2＝Fe3+＋OH－＋·OH/Fe3＋＋H2O2＋OH－＝Fe2＋＋H2O＋·OH/Fe3＋＋H2O2＝Fe2＋＋H＋＋HO2/HO2＋H2O2＝H2O＋O2↑＋·OH

芬頓催化系統(tǒng)通過以上反應(yīng)，不斷產(chǎn)生·OH（羥基自由基），使得整個(gè)體系具有強(qiáng)氧化性，可以氧化降解印染廢水中難以被微生物降解的有機(jī)物，可以把大分子、難降解的有機(jī)添加劑降解為小分子、易降解的有機(jī)物。

根據(jù)芬頓反應(yīng)的機(jī)理可知，羥基自由基是氧化有機(jī)物的有效因子。H2O2在酸性條件下（即pH在3～4之間），通過水中二價(jià)鐵離子的催化作用，不斷產(chǎn)生·OH，·OH利用自身的強(qiáng)氧化能力，與有機(jī)物不斷接觸，從而達(dá)到降解有機(jī)物的目的。影響芬頓催化系統(tǒng)的因素主要包括反應(yīng)的pH值、反應(yīng)溫度、H2O2投加量、催化劑二價(jià)鐵含量以及水中二價(jià)鐵與H2O2含量之比等。

公司研制的芬頓催化系統(tǒng)，將芬頓反應(yīng)所需的鐵氧化物通過特殊方法附著在載體表面，形成有效的芬頓催化劑，可大幅減少藥劑投加量及化學(xué)污泥產(chǎn)生量。該系列催化劑機(jī)械強(qiáng)度高，為固態(tài)顆粒或長(zhǎng)條體狀，通過燒結(jié)制備，保證了其活性組分的高利用率，并且可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

芬頓催化系統(tǒng)，通過鐵氧化物附著在載體表面的形式，使芬頓反應(yīng)所需的鐵含量大大減少，同時(shí)又能達(dá)到高效的催化氧化降解效果，使雙氧水得到充分利用。與傳統(tǒng)的芬頓反應(yīng)相比，既節(jié)約了藥劑雙氧水和硫酸亞鐵的投加量，又減少了芬頓反應(yīng)產(chǎn)生的污泥量，并且不僅達(dá)到了高效的處理效果，也降低了處理成本，從而達(dá)到了環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。

3.3.3 A/O-Fenton工藝運(yùn)行效果（圖2、圖3）

圖2 A/O-Fenton工藝進(jìn)出水COD值及去除率

圖3 表示A/O-Fenton工藝進(jìn)出水NH3-N值及去除率

從圖2、圖3可以看出，原水氨氮、COD波動(dòng)較大，進(jìn)水COD最低值900mg/l，最高值達(dá)到1800mg/l，進(jìn)水氨氮低值100mg/l左右，最高值達(dá)到327mg/l，A/O系統(tǒng)對(duì)COD的去除率基本保持在60%以上，對(duì)氨氮的去除率基本保持在90%以上。芬頓對(duì)COD的去除效果較好，出水COD值最低可做到100mg/l以下，去除率可達(dá)90%左右；對(duì)氨氮去除效果較弱，去除率維持在5%以下。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)踐證明，由于印染廢水有機(jī)污染物含量高、色度深，化工原料成分復(fù)雜，可生化性差，單純依靠生化系統(tǒng)難以做到污染物含量達(dá)標(biāo)排放的要求。特別是生化系統(tǒng)對(duì)難降解有機(jī)物不可生化性，沒有較好的降解作用，而高級(jí)氧化芬頓處理系統(tǒng)正好填補(bǔ)了生化處理這個(gè)缺陷。通過生化與芬頓高級(jí)氧化相結(jié)合，既解決了生化難以處理的部分，也達(dá)到了印染廢水處理達(dá)標(biāo)排放的目的。因此，采用A/O-Fenton工藝處理印染廢水是比較可行的處理工藝。