摘要:将由磁悬浮/喷动床耦合、微电解/电氧化/Fenton反应系统集成的电氧化处理→高效生化处理→电除盐纤维膜水回收系统集成技术,用于纺织印染废水的深度处理,建立了处理量为3;m3/d的示范工程。与传统技术相比,整个生产过程节水50%以上,废水循环使用率达90%以上,运行费用约1.47元/m3(不含人工费),污水处理成本下降1/2以上,产业化前景良好。
纺织印染行业生产废水具有水量大、高盐分、高COD、处理困难等诸多特点,对大部分企业进行实际水质检测的结果表明,经处理后达到排放标准的染色废水尾水,由于含有染料、表面活性剂、胶质、软水剂、退浆废水、碱减量废水等的各类无机、有机残余物,水中含盐量往往达到1 000 mg/L以上,总硬度也远高于150 mg/L,而且均是用普通的石灰法等难以去除的永久硬度[1~3],因此即使生化处理后通过常规加药能去除大部分色度,如未经脱盐处理,也不可能满足现代印染工艺用水水质要求,因此纺织印染废水的处理首先要考虑COD、色度等的去除,然后还要经过脱盐等深度处理工艺,才能达到回用水质的要求。
现有的印染废水处理技术还不够成熟[4,5],一般只局限于简单的处理回用和水质要求不太高的前道工序循环使用,主要原因在于膜前进水COD浓度等仍然较高,会导致膜堵塞,膜的更换使得回用水处理成本较高,致使目前印染废水回用率较低,全国平均只有7%左右,广东省2006年仅11.6%,主要还是冷却水等。
笔者开展了“磁悬浮/喷动床耦合、微电解/电氧化/Fenton反应系统集成的电氧化处理→高效生化处理→电除盐纤维膜水回收系统”集成技术创新研究,并在广东省东莞市某纺织厂建立了3 000 m3/示范工程。该系统采用电除盐系统代替目前常用的RO膜除盐,解决了脱盐工序膜堵塞的难题,且降低了脱盐工序对进水水质的要求。该技术应用于纺织印染企业,可将外排污染物总量减少1/3以上,废水回用率达90%以上。该系统采用电氧化和电除盐技术构成一个电生化膜系统,简称EBM工艺,已申请专利(申请号:200810198618.8)。
1·原水水质、水量及排放标准
示范工程设计处理水量为3 000 m3/d。原水水质及设计出水水质如表1所示。
处理后出水水质需达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005)和《循环冷却水用再生水水质标准》(HG/T 3923—2007),且水回用率要达到90%以上。
2·处理工艺流程
该系统工艺流程分两段:上段是补充河水处理工段,补充河水为东莞市河水,为地表Ⅴ类水;下段是3 000 m3/d废水处理工段。
其中的1 200 m3/d废水经集成电氧化系统、高效生化系统、斜板澄清处理后,直接和补充水混合,经物化处理后进入厂内现有离子交换塔软化,软化水用于染色。
其中的1 800 m3/d废水经集成电氧化系统、高效生化系统、斜板澄清处理后,再经过电除盐,出水(1 260 m3/d)用于漂洗。
将540 m3/d电除盐浓水、255 m3/d离子交换再生洗水和62 m3/d锅炉排污的高硬度水一起集中到2台20 t锅炉除尘喷淋脱硫系统用作喷淋水,蒸发375 m3/d,剩余482 m3/d进入原有旧生化池处理后,取300 m3/d回用于冲厕所、洗地板、浇花等。废水循环利用率为93.9%。工艺流程见图1。
2.1电氧化系统的设计与优化
电氧化系统采用磁悬浮/喷动床耦合技术、微电解/电氧化/Fenton反应系统集成技术。工艺流程如图2所示。
微电解处理设备为采用电脉冲磁悬浮/喷动床技术耦合的圆柱形塔,高约3 m,直径为1.5 m,在塔中心放置300 m、高为1.5 m的塑料筒,在筒外缠绕铜线圈,筒里放置高约1 m、具有高电位差的铁铝合金熔合铜铬等催化剂经高温微孔活化而成的填料,填料直径约1 mm。采用电脉冲和脉冲进水方式,通电时,铜线圈产生的磁力使填料上浮,结合脉冲进水的上冲力,使填料处于流化状态,能有效地防止填料板结及失效,大大提高了微电解的效率,并因采用脉冲运行而使动力能耗大大减小。
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