前言
纺织印染行业是我国传统支柱产业之一,也是水资源消耗量及废水排放量较大的行业之一,提高印染废水的回用率,对印染行业可持续发展具有十分重要的意义。纺织印染废水难生物降解有机物含量高、色度大,单一的深度处理工艺往往难以实现印染废水的规模化、经济性回用。近年来,国内外学者对各种组合工艺在印染废水回用处理中的应用进行了广泛研究,开展了相应的工程实践,对提高印染废水回用深度处理效果,提高回用规模和经济效益具有重要的推动作用。
l 纺织印染废水回用处理组合工艺
1.1 吸附组合工艺
活性炭对于二级生物处理后印染废水中的剩余有机物(如合成染料、表面活性剂等)具有很好的吸附能力,但处理成本高,再生能耗大,常与其它工艺组合对纺织印染废水进行深度处理。
张健俐等 采用臭氧脱色和活性炭吸附组合系统对淄博市某纺织企业的印染废水进行回用处理,进水COD值为8O- 100 mg/L、色度为0.25-0.35时,出水COD为6-10 mg/ L、色度为0.01-0.03,处理后的水可用于企业冷却循环系统,经济效益和环境效益明显。谢丹萍等采用连续膜过滤系统 (CMF).活性炭吸附工艺对某印染厂污水处理站排水进行回用处理,处理后出水Fe、Mn的去除率达到100%,色度为4、浊度 0.2 NTU、COD<10 mg/L,达到印染工业生产用水水质要求。
1.2 高级氧化组合工艺
高级氧化法(APO) 泛指氧化过程中有大量羟基自由基参与的深度化学氧化过程,包括化学氧化法、超声波氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法等,具有处理效率高、反应迅速、二次污染小 等特点,是一种可用于处理印染废水中难降解有机物的新技术。
1.2.1 化学氧化组合工艺
印染废水处理中常用的氧化剂有臭氧和Fenton试剂。针对纺织印染废水色度大的特点,臭氧极强的氧化性可有效去除色度及废水中的有机物。Fenton法具有简单、快速、可产生絮凝等优点,但仍存在氧化剂利用率低、氧化效率差、处理成本偏高等缺陷。目前,Fenton法常与电化学氧化法结合对纺织印染废水进行回用深度处理。
顾晓扬等L6 采用臭氧.曝气生物滤池工艺对某纺织洗水厂二级生化处理出水进行回用处理,在进水COD约为8O mL/L、色度为16倍、浊度约为8NTU的条件下,当臭氧投加量为3O- 45 mg/L、曝气生物滤池水力停留时间为3~4 h、气水比为5:1 时,出水COD<30 mg/L、色度为2倍、浊度<1 NTu,满足生产工艺对回用水水质要求。徐绮坤等以某大型印染企业的二级生化出水为进水,采用两级曝气生物滤池和臭氧、纳滤工艺进行深度处理,经该组合工艺处理后,出水主要指标均满足回用水水质要求。
1.2.2 电化学氧化组合工艺
微电解技术是20世纪70年代发展起来的电化学氧化技术,具有可控制性强和无选择性等优点,对难生化降解的印染废水具有较好的处理效果。姜兴华等 将铁炭微电解-Fen-ton试剂联合氧化技术用于经A/O处理的印染废水出水,在最佳反应条件下,COD去除率达到90%以上,色度去除率为 99%,达到了印染废水回用要求。
1.2.3 光催化氧化组合工艺
自FujisHma A等。报道了光电池中受辐射的Tj02可发生持续水氧化还原反应而产生氢气以来,利用光催化氧化法进行废水处理得到了广泛关注。光催化氧化可打破染料分子的共轭体系,使之变成无色的有机分子,对于色度较大的印染废水具有较高的脱色效率。
阮新潮等应用砂滤.无极紫外光催化氧化一微波等离子体强化活性炭吸附回用处理工艺,深度处理广东某纺织企业二级处理后的漂染废水。砂滤池用于去除废水中的悬浮物质,确保浊度和悬浮物达到回用要求;无极紫外催化氧化技术能够破坏染料分子的发色基团使其脱色,同时去除一定的COD;最后通过活性炭的吸附作用进一步净化水质。微波等离子体技术可再生活性炭,保持活性炭的吸附活性。由于该处理工艺中不含脱盐处理,因此氯离子浓度较高,但仍可回用于大多数的漂染工艺,且漂染效果与使用新鲜水染色元明显差异。夏东升等在上海某印染厂应用该工艺深度处理印染废水,也取得了较好的效果。
1.3 膜分离组合工艺
目前,用于纺织印染废水处理的膜技术主要包括反渗透 (RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)、陶瓷膜及膜生物反应器(MBR)。
1.3.1 混凝.曝气生物滤池一纳滤工艺
曝气生物滤池工艺可处理低浓度难降解有机废水。纳滤可有效脱除印染废水的色度、臭味、大分子有机物及盐分,能以较低的投资和运行费用,取得良好的出水水质。Riera? Tones等 采用混凝和纳滤组合工艺处理五种不同染料废水,色度去除率达98%以上。
谢春生等采用曝气生物滤池深度处理经混凝处理后的印染废水出水,并用纳滤工艺进行脱盐处理。曝气生物滤池对 COD的去除率为31.4%,纳滤系统的平均脱盐率为96.1%,经该组合工艺处理后出水各主要水质指标满足设计的回用水水质要求。朱乐辉等 ,在某中试装置中采用混凝、曝气生物滤池、纳米材料复合膜组合处理工艺,有效去除了印染废水的浊度、色度、COD和SS,系统出水COD低于10 mg/L,浊度小于 1 NTU,色度低于5倍,达到回用要求。Sahinkaya等在传统生物处理工艺后采用纳滤工艺处理印染废水,处理后水质也达到了生产回用的要求。
1.3.2 生化一陶瓷膜过滤工艺
陶瓷膜具有耐高温高压、耐酸碱和有机物腐蚀、不易堵塞、使用寿命长、运行稳定性好、易于反冲洗等优点,近年来在印染废水处理中应用范围渐广。马春燕等 采用陶粒和陶瓷膜过滤相结合的亚滤工艺,对生化出水进行深度处理,出水回用于前处理及染色工序,可使染色产品满足质量要求。由于回用水未进行脱盐处理,系统会造成盐类累积 回用水不宜再循环处理回用。Lu等对600 m3 /d处理规模的污水处理厂生物处理出水采用陶瓷膜技术进行回用处理,也取得了良好的回用处理效果。