[摘要]利用“微波无极紫外光催化氧化+活性炭吸附催化氧化”技术对印染废水进行深度处理并回用,经过8个月的连续运行,发现废水脱色率达95%以上,COD去除率达90%,回用水达到车间回用生产要求,回用水与新鲜水用于印染后,两者之间无明显差异。
印染行业是工业废水排放大户,据不完全统计,我国印染废水每天排放量为3.0×106～4.0×106m3[1]。印染行业废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水,而且,随着不断出现的新的化学浆料、染化料和整理剂的采用,极大地改变了印染废水的性质,大大增加了处理难度。
目前,我国印染废水处理普遍采用物化+生化处理工艺,要求其出水水质达到GB4287—1992《纺织染整业水污染物排放标准》中的一级标准,但一般难以达到一级排放标准[2]。国内企业大多致力于混合废水集中处理,而对于以回收有用污染物质和以资源化利用为目的的综合治理相对较少,这样不仅使综合废水处理量加大,处理成本增加,且增加了处理难度,往往不能保证对综合废水的处理效果,真正实现达标排放,所以研究和开发新的技术迫在眉睫。
光催化氧化技术具有氧化彻底、脱色速度快、无二次污染等特点[3],特别适合废水的深度处理,实现废水的回用;微波等离子体氧化技术利用微波激发廉价的易耗放电材料,同时综合利用放电产生的副产物充分迅速有效去除有机物,具有运行费用低廉、维护方便的优点。为此本实验以新型高效物化组合技术与设备对印染终端废水进行深度处理,并进行了回用实验。
1·印染废水水质水量
上海市沪邦印染厂位于上海浦东保税区,主要印染各种材料的布料。生产所用染料多为活性染料。其平洗机产生大量的高温高色度的印染废水,每条生产线排放漂染废水约7.5 m3/h。且水质变化较大:COD为200~800 mg/L、色度为200~4 000倍、SS约为45 mg/L,pH 6.5~8.5,水温70~80℃,经深度处理后出水要求达到车间用水标准,COD<50 mg/L、色度<20倍、SS<5 mg/L、pH 6.5~8.5。
2·废水处理工艺
该公司印染废水水质具有高温、高色度、高COD的特点。传统的印染废水一般采用厌氧—好氧处理,但该印染废水温度高,不能采用生化方法处理,只能利用物化方法处理。传统的物化处理方法中活性炭吸附处理成本高,再生困难;膜分离技术一次性投资大,技术难度大,膜系统清洗困难,反冲洗需要的水量很大。且由于该企业对回用水质要求比较高,单一的处理工艺一般很难使废水达到回用标准要求。为此,笔者在光化学脱色回用技术基础上推出“微波无极紫外光催化氧化+活性炭吸附催化氧化”回用处理工艺处理该废水,该工艺路线主要由3部分组成:砂滤、无极紫外光催化氧化、微波等离子体强化活性炭吸附催化氧化组成,其中砂滤主要除去悬浮物,无极紫外光催化氧化、活性炭吸附催化氧化相互组合以保证废水深度处理而达到回用要求。
由图1可见,在该工艺中印染终端废水经过砂滤池去除大部分悬浮物质,砂滤出水被引入微波无极紫外光催化氧化反应器,在微波激发下产生UV光,空气在UV光的强烈催化作用下,产生臭氧,臭氧与水中污染物发生剧烈的化学氧化反应,使长链大分子或含有苯环、偶氮结构的难降解污染物发生断链、开环,使之部分或完全分解,破坏染料分子的发色基团使其脱色,当废水中污染物浓度较高时,可通过射流泵向光催化氧化反应器中泵入O3,以弥补反应器中O3剂量的不足。光催化氧化反应器可以确保废水的色度达到回用要求,同时可去除一定的COD。光催化氧化反应器中是否加入氧化剂、无极紫外光源开启多长时间均取决于废水的水质情况。
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