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上海科程印染废水处理技术案例

来源:印染在线 发布时间:2015年01月20日

高岭土也是一种吸附剂,研究表明经长链有机阳离子处理,高岭土能有效地吸附废水中的黄色直接染料。此外,国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水,费用较低,脱色效果较好,其缺点是泥渣产生量大,且进一步处理难度大。

2.2印染废水的化学处理法

2.2.1混凝法

主要有混凝沉淀法和混凝气浮法,所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主,其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好,而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来,国外采用高分子混凝剂者日益增加,且有取代无机混凝剂之势,但在国内因价格原因,使用高分子混凝剂者还不多见。据报道,弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广,若与硫酸铝合用,则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。

2.2.2氧化法

臭氧氧化法在国外应用较多,Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。研究表明,臭氧用量为0.886gO3/g染料时,淡褐色染料废水脱色率达80%;研究还发现,连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量,而反应器内安装隔板,可减少臭氧用量16.7%。因此,利用臭氧氧化脱色,宜设计成间歇运行的反应器,并可考虑在其中安装隔板。

臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看,该法脱色效果好,但耗电多,大规模推广应用有一定困难。

光氧化法处理印染废水脱色效率较高,但设备投资和电耗还有待进一步降低。

2.3印染废水的生物处理法

70年代以来,国内对印染废水以生物处理为主,占80%以上,尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看,我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外,鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用,生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高,一般在50%左右,所以当出水色度要求较高时,需辅以物理或化学处理。表1为国内印染废水生物处理工艺运用情况。好氧生物处理对BOD去除效果明显,一般可达80%左右,但色度和COD去除率不高,尤其如PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用,不但使印染废水的COD达到?2000~3000?mg/L,而且BOD/COD也由原来的0.4~0.5下降到0.2以下,单纯的好氧生物处理难度越来越大,出水难以达标;此外,好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道,一般污泥处理或处置费用占整个污水厂费用的50%~70%(国外),在国内也占40%左右。由于上述原因,印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视,探求高效、低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。

厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐,Fukunaga N.等人对传统消化罐作了改造,在罐内装填固定微生物,主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及单氮基因聚合物,都能通过厌氧分解,通常在中温条件下进行(37℃),水力停留时间6h,主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。有研究表明厌氧处理丝绸印染废水,在HRT=1.0~1.1d,COD去除率74%~82%,脱色率分别为:黑色51%、紫红色94%、玫瑰红96%、茄紫30%、大红55%。用UASB和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表明,废水中的色度和COD去除率分别稳定在80%和90%以上。为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术,近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究,获得了很大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理已不是传统的厌氧消化,它的水力停留时间(HRT)一般为3~5h,只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性很差的一些高分子物质,期望它们在厌氧段发生水解、酸化,变成较小的分子,从而改善废水的可生化性,为好氧处理创造条件。采用这一流程,较好地解决了PVA、染料的处理问题。这一流程的另一大特点是,好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段,厌氧段有较长的固体停留时间(SRT),有利于污泥厌氧消化,从而显著降低了整个系统的剩余活性污泥量。因此,厌氧?好氧系统中的厌氧段具有双重的作用:一是对废水进行预处理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有机物;二是对系统的剩余污泥进行消化。

采用这一流程,目前主要开发了两种工艺:厌氧?好氧?生物炭接触工艺;厌氧?好氧生物转盘工艺。两种工艺在设备和工艺上各有特点。

2.3.1厌氧?好氧?生物炭接触氧化工艺

主要设计参数如下:调节池:HRT 8~10h;厌氧池:HRT 3~5h;好氧池:HRT 6~8h;生物炭池:HRT 1~2h。

试验和实际应用表明,厌氧?好氧?生物炭流程在上述运转参数下,对于CODCr为800~1000?mg/L的印染废水,处理效果完全可以达到国家排放标准,再稍加进一步处理还可回用,系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程,运转时间最长的达5年以上,处理效果稳定,而且从未外排污泥,也没发现厌氧池内污泥过度增长。

2.3.2厌氧?好氧生物转盘

将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来,用于印染废水处理,也取得了好的效果。该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置,整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。一是为了提高生物量,因而也缩短总的水力停留时间,二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。该工艺流程也是兼备固着生长和悬浮生长的特点。还可通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。适当投加微量絮凝剂,测得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色率和COD去除率。但该工艺中转盘的金属构件有腐蚀现象,需进一步研究解决。

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