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印染废水处理工艺比较

2007-06-15 14:52:39 阅读26 评论2 字号:

 

印染废水处理常用的工艺主要分为以下几大类:

(1)物化法:利用加入絮凝剂、助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮,去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。但该类方法由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并且难以进一步处理,会产生一定的“二次污染”,一般不单独使用,仅作为生化处理的辅助工艺;

物化工艺简介常用的主要有:絮凝沉淀、气浮、吸附、过滤。

絮凝沉淀:通过加入絮凝剂、助凝剂,使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集、形成较大絮状颗粒,从而使污染物被吸附去除。常用的处理设施有:竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染废水处理中常用,一般可去除40~50%的CODcr、60~80%的色度。

气浮:气浮是以微小气泡作为载体,粘附水中的杂质颗粒,使其密度小于水,然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离去除的方法。主要设施有:传统溶气气浮、CAF涡凹气浮、超浅层气浮等。气浮在印染废水处理中常用,一般可去除40~50%的CODcr、60~80%的色度。

吸附:利用固体表面的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量,当污染物碰撞到固体表面时,受到吸引而停留在固体表面的过程。常用的有:活性炭、硅藻土、树脂吸附剂等。吸附在印染废水处理中不常用。

过滤:去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。主要有:各类滤池、各种膜材过滤器等。过滤在印染废水处理中不常用,除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。

(2)生化法:利用微生物的作用,使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底,运行费用相对低,基本不产生“二次污染”等特点,被广泛应用于印染污水处理中。

生化处理技术主要分为厌氧和好氧。厌氧包括:水解酸化、UASB等;好氧主要包括:生物膜法、活性污泥法等。

厌氧技术:在无氧的条件下,由兼性菌及专性xxx降解有机污染物,最终产物是二氧化碳和甲烷。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程:{dy}阶段是水解酸化阶段,第二阶段是甲烷发酵阶段。在印染废水处理中常将厌氧控制在水解酸化阶段,来降解废水中部分污染物,同时提高废水的可生化性。即印染废水中常用的水解酸化工艺,一般CODcr去除率为20~40%,色度去除率可达40~70%。

好氧技术:由好氧微生物降解污水中有机污染物,最终产物为水和二氧化碳。在印染废水中常用的主要有:活性污泥法、接触氧化法,一般CODcr去除率为55~88%。

(3)氧化法

臭氧氧化法在国外应用较多,ZimaS.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

 

印染废水常用工艺流程:

在印染废水处理工程中的设计中有很大的共性,在以下的讨论中,仅以两种常见流程为例,其他的什么臭氧氧化,光化学氧化等工艺由于其不适合大水量工程实施,所见工程实例很少,就不再做详细论述了。

1.  中和混凝+接触氧化(活性污泥法)+气浮(混凝沉淀),该工艺一般针对CODcr在1000mg/l左右的印染废水处理。工艺参数设计正确时,可以达到一级排放标准。缺点是脱色效果较差,脱色工艺段的运行成本过高,一般在0.3-0.5元/吨。还有就是染料变化适应性较差,需经常调整物化工艺的用药品种和剂量,容易产生人为操作失误,造成系统负荷降低。该工艺流程在环太湖地区的应用非常广泛,超过80%的企业采用该方法。气浮工艺也可在生化工艺之前。

2.  Fe-C(铁碳)预曝气+厌氧酸化+好氧+气浮(混凝沉淀),该工艺适应范围较大,一般在1999年后建设的,处理效果较好的印染废水处理工程较多使用该工艺。该工艺是比较先进有效的印染废水处理工艺,处理成本低,投资成本也相对较低。在工艺参数设计正确,运行良好的情况下,可将CODcr在1000mg/l左右的印染废水处理到一级排放标准。缺点是仍然无法避免人为操作失误造成系统负荷降低,还有就是使用该工艺流程的废水处理工程调试时间较长,尤其是厌氧酸化工艺段的启动时间有时长达一年之久,而使用厌氧工艺的主要目的是脱色和提高B/C比,也就是说在调试期间环境影响的负面效应很大,有可能出现废水处理系统还未正常生产,企业却面临停产的可能。

3. 多相催化氧化工艺与传统生化工艺的结合,催化工艺的出现解决了两大问题。一是解决了脱色问题,由于在理论上是以通过催化原理产生OH自由基这样一种强氧化剂来对染料中的有色基团进行开环断链,所以催化工艺对染料品种有着非常广泛的适应性和处理的稳定性,在操作中由于控制条件较少也减少了人为失误的可能性,其控制条件只有pH和曝气量,而这两个指标xx可以通过自动化手段进行控制。二是解决了印染废水的可生化性,在强氧化的作用下,原来难降解的大分子有机污染物被氧化成小分子有机物或被xx氧化成二氧化碳和水,同时废水中的毒性成分也由于氧化的作用丧失毒性或降低了毒性,由此产生的直接效果是废水的B/C比大幅度提高和生化工艺段的进水有机负荷降低。总而言之,其效果是工程量减少,生化工艺段运行稳定和停止使用过多的药剂。

 

印染废水处理工程改造:

由于环太湖地区印染企业将在2005年实行废水的国家一级排放标准,目前大部分的废水处理设施不能满足该排放要求需要改造。比较流行的改造工艺有以下几个:

1. 将生化工艺段的HRT扩大,这需要建设更大的生化池来满足该要求,其建设周期较长,建设后的调试时间较长,好氧工艺的能耗也会增加。

2. 使用更高级的脱色剂和其他种类的混凝剂或絮凝剂,有可能要对原有的物化设施进行改造或重新建设新的设备,相应的处理成本会增加,同时任何高级药剂都有它的局限性,不能适应企业生产变化的需求。

3. 采用某些高级氧化技术,如臭氧氧化,光氧化或二氧化氯氧化等工艺。这些技术的投资成本一般较高,且只能作为生化后的深度处理工艺使用,对原来的运行成本不能起到降低的作用,反而会增加运行费用。其中臭氧氧化和光氧化设备维护复杂,耗能大,易发生事故,二氧化氯工艺在运行中有安全隐患。

4. 工艺流程全面改造,采用Fe-C(铁碳)预曝气+厌氧酸化+好氧+气浮(混凝沉淀)工艺。虽然该工艺有着技术的先进性,但改造过程中企业需要停产配合,而且改造完工到稳定运行的时间过长,会对企业造成不必要的损失。

5. 采用多相催化氧化工艺,在原工艺流程的中间合适的区域添加该设施。与其他改造方法比较,添加催化氧化设备时只要对原系统的管道进行衔接处理就可以了,企业可以在不停产的情况下进行施工。由于催化氧化设备的水力停留时间短,即使是上万吨的改造项目其土建施工量也是很小的,基本可以在30天内完成。改造后系统可以自由地在老系统和新系统之间切换,如此则为调试过程提供了良好的条件,不会因为新系统有故障而造成整个系统的瘫痪。调试时间短也是采用催化氧化工艺的优点之一,由于催化氧化对前端CODcr的稳定去除率,使得原系统的生化工艺段的进水负荷降低,在维持同样工艺参数的条件下,有了催化氧化的帮助,生化工艺段的效率会大大提高,出水水质可在7天内明显改善。再有就是采用新系统之后,原来使用的脱色剂和一些高级药剂可以停用或减量,使得系统的运行成本可以大大减少。一般CODcr在1000mg/l的印染废水要处理到一级排放标准其运行成本在1.5元左右,而新系统的运行成本基本保证在1.0元以下,如果管理得当在0.7元以下也是可以达到的。对老工程的改造中一般建议将催化氧化设备添加在生化工艺之前,一沉池之后,对进水的pH要求在8以下,其设备净占地面积按12m2/500吨废水核算。

 

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