印染废水的生化-理化组合技术处理工艺探讨

　　宋晓光1田耀金2(1.浙江省工业环保设计研究院；2.浙江省水利水電勘测设计院)

　　[摘要]纺织印染行业在工业废水排放中占很大比重，必须采取经济高效的技术与工艺处理印染废水。本文首先分析了组合技术处理工艺的确定过程，确定了生化-理化组合技术处理工艺，詳述了其工艺流程及基本原理，并分析了该工艺的优点，可为类似工程提供借鉴。

　　[关键詞]印染废水；生化；理化；处理

　　1引言

　　纺织印染行业在工业废水排放中占很大比重。印染废水具有水量大、色度深、鹼性大、成分复杂、有机及无机污染物含量高、水质变化大等特点，并含有一定量的铬、砷等具有毒性的重金属。其BOD/COD非常低，常在0.2-0.4之间，生物降解性差，脱色困难。常用的处理途径是絮凝再絮凝，生化再生化的消极处理方法，工程占地面積大、流程長、基建和运行费用高、处理效果不稳定，因此，需要采取更加经济有效的脱色方法和去除难生化降解有机物的印染废水处理技术。本文以某染織厂废水处理为工程背景，探討了印染废水的生化-理化组合技术处理工艺，可为类似工程提供借鉴。

　　2组合技术处理工艺的确定过程

　　某染織厂使用的染料主要是靛藍和硫化黑，还使用表面活性剂及燒鹼、保险粉、硫化鹼等助剂，所排废水具有有机物浓度高、色度深、鹼性强等特点，CODCr高达2000mg/L，色度高达2000稀釋倍數，PH值高达13，且废水中还含有硫化染料和淀藍染料，废水的BOD5/CODCr＝0.2-0.3，废水的可生化性差。

　　传统的处理這类废水手段以生化法为主，有的还将化学法与之串聯。其COD浓度高2000mg/L，废水的BOD5/CODCr，只有0﹒2-0﹒3，使原有的生物处理系统COD去除率降到50%左右，甚至更低。传统的化学沉淀和气浮法对這类印染废水的COD去除率也僅为30%左右。色度的去除也是一大难題，常用的处理途径是“絮凝再絮凝”，“生化再生化”的消极处理方法，工程占地面積大、流程長、基建和运行费用高、处理效果不稳定。因此，必须寻求一种高效去除难生化降解有机物和对脱色经济有效的工艺组合技术。根据该废水的水质情況，可以确定以下几点內容：

　　(1)调节均质。印染行业的生产工艺決定了其废水的特征：生产废水的种类多，水质、水温、PH值及水量的变化大。并且，染色方法多，生产中所用原料及染料品种多，更换頻繁，水质波动较大，沖擊負荷大。如退漿废水排放量较少，但污染严重，污染物含量約占總量的近一半，煮煉废水CODCr，BOD5值较高，因水量大，污染严重，漂白废水水量大，污染輕等，要保证整个污水处理系统能长期稳定运行，有较强的抗沖擊負荷能力，就必须对其废水进行调节均质。所以，该废水处理工艺中必须设置调节池。

　　(2)降低PH值。废水经调节池均质后PH值仍有10-12，所以必须降低废水的PH值。降低PH值的方法有几种一是加酸或废酸进行调节，需要运行费用；二是利用水解酸化进行调节；三是利用废棄沖灰水，该厂设有锅炉房，水膜除塵的沖灰水偏酸性，可以中和部分鹼度。后述两种方法不需要运行费用，较经济可行。因此，考滤将废水先通过原有沖灰池，可以中和部分鹼度，同时利用沖灰水中大量悬浮物的吸附、网捕等作用将污水中的部分染料(特別是对生化处理有抑制作用的硫化染料)及大顆粒物质去除。

　　(3)提高废水的可生化性。废水的BOD5/CODCr＝0﹒2-0﹒3，要达到较好的处理效果，必须提高废水的可生化性。因为废水中含有不溶性大分子有机物，是影響污水的可生化性的主要原因。根据以上对生化处理工艺的分析可知，水解酸化能将大分子有机物变为小分子，不溶性有机物变为溶解性有机物，从而提高废水的可生化性，同时破坏染料分子的发色基團达到去除部分色度的目的，反应过程中产生的有机酸还可以中和部分鹼度，进一步降低PH值，因此，采用水解酸化来提高废水的可生化性，同时可调节部分鹼度。

　　(4)降解有机物。由上述对生化处理工艺的分析可知，水解酸化一好氧工艺比较适合用于有机物浓度高、偏鹼性难降解印染废水处理，该工艺的投資、能耗及运行费用都比活性污泥法省；而接触氧化則是处理印染废水的一种高效好氧生物处理器，具有处理效果好、运行稳定、操作管理简便等特点。将二者相結合，采用水解酸化—生物接触氧化工艺来降解废水中的有机物，研究其最佳工艺條件及处理效果。水解酸化—生物接触氧化工艺實质上是一种A/O生物滤池组合工艺。从理论上讲，采用水解酸化—生物接触氧化组合工艺处理印染废水，具有自控要求不高，运行管理简单，能耗低，产泥量少，处理效果稳定等特点。

　　(5)脱色。由上述工艺的分析可知，对于高浓度、高色度的印染废水，生化法脱色差，采用混凝沉淀，即可去除COD、SS，又能达到一定的脱色效果；光化学氧化法能使废水中許多难生化或不可生化降解有机物和有色有机污染物迅速氧化分解，达到脱色和降低CODCr的目的，是一种高效的印染废水脱色处理方法。根据排放标准的提高，要求出水有机物浓度很低，因此通过在生化之后用絮凝沉淀来去除废水中剩余有机物及色度的效果。由于经过生化和絮凝沉淀处理后，PH、BOD5、SS一般能达到排放标准，但色度、CODCr常有超标现象，因此采用光化学氧化作为最后一道处理工序，其NaCLO对硫化染料和靛藍染料均有较好的脱色效果，能确保色度降至40倍以下，CODCr降至100mg/L以下。通过以上分析，可以确定以下工艺组合：采用沖灰水来调节PH值，采用调节池进行均质，采用水解酸化-生物接触氧化去除有机物，同时，水解酸化可以提高废水的可生化性及调节废水的PH值，采用絮凝沉淀来去除剩余有机物及去除部分色度，然后用光化学氧化法对废水进行脱色，同时氧化废水中剩余难降解物质。主工艺路线为：“沉灰池十调节＋水解酸化＋接触氧化＋絮凝沉淀＋光化学氧化”，即“生化＋理化”的组合工艺路线。

　　3工艺流程及其基本原理

　　3﹒1工艺流程

　　生化-理化组合技术处理工艺流程如圖1所示。

　　3﹒2基本原理

　　沖灰池(原有)。生产废水靠重力自流入沖灰池。沖灰池为平流式，沖灰水偏酸性，废水中含有大量悬浮物在沉淀过程中通过吸附、网捕等作用将污水中的部分染料(特別是对生化处理有抑制作用的硫化染料)及大顆粒物质去除，所以，高浓度高鹼度的染色废水经锅炉沖灰处理后，既可适當降低染色废水鹼度、色度，又能去除废水中部分高分子有机物、染料等，提高废水可生化性能，达到以废治废的目的。

　　调节池(原有改造)。沖灰池出水自流入调节池。调节池容積很大，可以容納1天的水量，由多格小池组成，通过简单改造，在池中造流，调节水质、水量及水温，稳定水质。

　　水解酸化池。调节池水由水泵提升至水解酸化池。池內安裝有填料，污水从底部进入，流经填料，从顶部集水槽出水。水解酸化是通过时间的控制，将消化反应控制在第二階段完成之前，将复杂大分子有机物转变为小分子，不溶性有机物转变为解性有机物，从而提高废水的可生化性，同时破坏染料分子的发色基團达到去除部分色度的目的，反应过程中产生的有机酸还可以中和部分鹼度，进一步降低PH值。

　　生物接触氧化池。水解酸化池出水自流至接触氧化池。池內安裝有组合填料，污水从底部进入，在此与空气混合，汽水混合液流经填料，净化水从顶部集水槽出水。接触氧化池采用鼓风机提供氧气，利微孔曝气器来均匀布气，空气中的氧溶解于水中，通过附著于生物膜外层的水层传遞給生物膜，供微生物用于呼吸；污水中有机物則由流动水层传遞給附著水层，然后进入生物膜，并通过細菌的代謝活动被降解。這样就使污水在流动过程中逐步得到净化。微生物的代謝产物如H2O等則通过附著水层进入流动水层随其排走，而CO2及其他气態代謝产物則从水层逸出进入空气中。

　　斜管沉淀池。接触氧化池出水自流进入斜管沉淀池。根据来水水质，确定是否加藥后进行沉淀，达到泥水分离的目的，污水中剩余的部分有机物及色度得以去除。沉淀下来的污泥自流至污泥浓縮池，经螺杆泵提升至板框壓滤机进行脱水处理。

　　砂滤池。斜管沉淀池出水自流进入砂滤池，可进一步去除废水中的悬浮物，消除悬浮物在光化处理系统中散光作用，以提高光化处理系统光源的利用效率。

　　緩沖池(原有改造)。砂滤池出水自流进入緩沖池，在此暫时得以儲存。

　　光化学处理系统。緩沖池水由提升泵打入光化学处理系统。光化学反应器对有色有机物能迅速降解。达到去除色度和CODCr的目的，使废水经处理后达标排放。光化学氧化法是一种高效的印染废水脱色处理方法，它是利用光和氧化剂产生很强的氧化作用来氧化分解废水中的有机物和无机物，能使难生化或不可生化降解的有色有机污染物迅速氧化分解。氧化剂有臭氧、氯、次氯酸鹽、过氧化氫及空气加催化剂等。其中常用的为氯气。实践证明，光化学氧化的氧化能力比只用氯氧化高10倍以上，处理过程一般不产生沉淀物。光化学氧化法除对分散染料的小部分外，其脱色率可达90%以上，对表面活性剂具有很强的分解能力。

　　污泥处理系统。污泥浓縮池：儲存并浓縮生物剩余污泥；污泥处理设備：污泥脱水机可将污泥的含水率从99﹒5%。

　　4组合技术处理工艺的优点分析

　　分析以上流程可知，组合技术处理工艺具有以下优点：(1)生化与光化学氧化相結合处理印染废水，是一种新工艺，其在印染废水处理中的工程實施具有新穎性。(2)工艺流程具有鲜明的針对性，对每一种污染物都有得力的处理设施。(3)合理利用原有设施，以废治废，降低了工程造价和运行费用。(4)利用水解酸化提高废水的可生化性，同时降低PH值，节能又经济。(5)采用高效的生物组合工艺：水解酸化＋接触氧化工艺，能有效地去除废水中污染物，操作管理简单，处理效果稳定，产泥少。(6)光化学氧化是一种刚刚興起的新型现代水处理技术，其特点是：光化学方法对难降解的有机物有极强的氧化作用，脱色和降低CODCr效果极佳，不产生二次污染，工艺简单，操作方便。(7)将生化污泥和物化污泥分步沉淀，有利于生化污泥的回流和物化污泥的浓缩脱水。(8)整个系统设备机電一体化程度高，操作方便，人力资源省。(9)运行成本低、产生的生物剩余污泥量很少。(10)全系统抗沖擊和适应能力强，視水质变化，在保证达到排放标准的前提下可调整工艺环节，降低运行成本。

　　参考文献

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