印染工業廢水來源及水質特征
印染廢水中水回用是實現污染總量控制和節能減排的重要技術。深圳市水天藍環保科技有限公司總結了印染行業廢水的來源及水質特點;分析了印染廢水中水回用率高對企業經濟、產品和污水處理系統的影響,
印染業是我國的優勢產業,作為傳統支柱產業之一,自1990年代以來發展迅速,耗水量和排水量也大幅增加。據國家統計局公布的數據,2010年紡織行業廢水排放總量達24.547億噸,居全國工業第三位。近年來,隨著我國經濟的快速發展,淡水資源日益緊缺,印染廢水深度處理回用越來越受到人們的重視。
一、國內印染廢水處理回用現狀:
我國對印染廢水回用的研究較多。從目前的研究和應用情況來看,主要有以下特點:
(1) 大部分循環利用技術處于試驗研究階段,多為小試和中試,實際工程應用較少,中水回用率低,一般不超過50%,主要是回用于對水質要求不高的前道工序。有利于提高水質和中水回用率的高效技術的推廣應用。
(2)回用處理主要是在達標處理的基礎上對印染廢水進行進一步處理,使其達到水質標準后回用。處理工藝主要采用混凝、吸附、過濾和氧化技術,其中脫鹽除硬關鍵技術研究較少。
(3) 由于現有技術水平的限制,印染廢水的大規模回用會給生產和廢水處理系統帶來一系列問題,包括有機污染物和無機鹽的積累。目前,關于長期廢水回用的水質問題及其對水處理系統的影響研究并不多,尤其是無機鹽的積累基本沒有涉及。
二、印染廢水深度處理回用工藝介紹:
常用的印染廢水處理方法主要有:物理化學法、化學法、生化法、膜技術及其他組合工藝。僅靠單一的處理工藝難以達到深度處理回用的目的,必須對現有工藝進行改進。要想真正達到復用的目的,就需要將多個進程集成起來,使用多個進程進行聯合處理。
2.1 物化法:
物理化學法主要以吸附法為主。目前,印染廢水深度處理回用常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、粉煤灰、沸石、膨潤土等。印染廢水的深度處理及回用,多在活性炭上進行研究和應用。活性炭比表面積大,親水性強,吸附脫色效果好,特別適用于小分子水溶性染料的吸附脫色。活性炭對二級生物處理后印染廢水中的殘留污染物(如合成染料、表面活性劑等)具有良好的吸附能力,但處理成本高,再生能耗大。紡織印染廢水常與其他工藝聯合處理。做深加工。張建利等。
2.2 淄博市某紡織企業印染廢水采用臭氧脫色與活性炭吸附聯合系統回用。 10mg/L,色度0.01-0.03,處理后的水可用于企業冷卻循環系統,具有明顯的經濟效益和環境效益。謝丹平等。 [3]采用連續膜過濾系統(CMF)-活性炭吸附工藝對印染廠污水處理站廢水進行回用。 0.2NTU,COD<10mg/L,滿足印染企業生產水質要求。
2.3化學法:
處理印染廢水常用的氧化劑有芬頓試劑和臭氧。 Fenton法具有簡單、快速、可產生絮凝等優點,但仍存在氧化劑利用率低、氧化效率差、處理成本高等缺點。目前,Fenton法常與電化學氧化法聯合用于紡織印染廢水的深度處理。例如,蔣興華等。 (1)將鐵碳微電解-Fenton試劑聯合氧化技術應用于A/O處理印染廢水出水。在最佳反應條件下,COD去除率達到90%以上,色度去除率為99%。 %,達到印刷染色廢水回用要求。針對印染廢水色度大,臭氧的強氧化性可以有效去除廢水中的色度和有機物,臭氧還具有殺菌、除臭的作用。在實際工程應用中,臭氧氧化法很少單獨用于處理印染廢水,而是與臭氧-活性炭、臭氧-曝氣生物濾池等其他方法聯合使用。林等。 (2)將臭氧通入充滿活性炭的流化床或固定床,將臭氧氧化和活性炭吸附合二為一。研究發現,臭氧氧化可以延長活性炭的再生時間,降低其再生成本;活性炭不僅是吸附劑,還是臭氧氧化的催化劑。兩者都可以彌補各自先天的不足。有很好的協同作用。顧曉陽等。 (3)采用臭氧-曝氣生物濾池工藝回用紡織洗滌廠二級生化處理廢水。進水COD約為80mg/L,色度約為16倍,濁度約為8NTU條件下,臭氧投加量為3O-45mg/L時,曝氣生物濾池的水力停留時間為3- 4h,氣水比5:1,出水COD<30mg/L,色度2倍,濁度<1NTU,滿足生產工藝對回用水水質要求。
2.4生化法:
生化法主要是利用微生物的新陳代謝分解污染物。既可用于印染廢水達標排放處理,又可作為深度處理回用技術。生化法主要有曝氣生物濾池、生物活性炭等,一般很少采用生化法作為深度處理和循環利用工藝,在實際應用中常與其他工藝結合使用。
曝氣生物濾池(BAF)是一種集物理吸附、過濾和生物降解于一體的新型生物膜處理技術。適用于低懸浮物、低COD廢水的處理[7-8]。 BAF用于印染廢水深度處理主要是因為厭氧水解+接觸氧化工藝處理的廢水B/C值小,可生化性差,難降解的殘留有機物首先是它首先被濾料和濾料上的生物膜吸附,其停留時間相當于生物膜的污泥齡,因此這些有機物有足夠的接觸時間被微生物降解。黃瑞敏[9]在混凝處理后采用BAF處理,可使針織棉染色廢水的COD指標低于國家污水排放標準,接近生產回用要求。 BAF出水經精密過濾去除細小懸浮物和離子交換去除水中無機鹽后,出水各項指標均能滿足回用要求。生物活性炭是生物處理與活性炭吸附相結合的過程。微生物的氧化分解和活性炭的生物吸附和物理吸附的協調,大大提高了處理效果。耿世鎖[10]采用生物接觸氧化-生物炭流化床系列裝置深度處理印染廢水,在進水水質COD為113-263mg/L、色度為20-200倍、SS為前提下為14~184mg/L,去除率分別達到70%~89%、73%~90%、78%~79%。處理后出水水質滿足印染工藝洗滌用水要求。
3、膜技術:
膜分離技術是目前國內外印染廢水回用領域研發和工程應用的熱點之一。目前,廣泛應用于印染廢水回用的膜分離技術包括:反滲透(RO)、納濾(NF)、微濾(MF)和超濾(UF)。這些膜分離過程都是由壓差驅動的。當廢水流過膜表面時,廢水中的污染物被截留,水通過膜,實現了廢水的深度處理。超濾可以去除廢水中的大部分濁度和有機物,從而減少反滲透膜的污染,延長膜的使用壽命,降低膜系統的運行成本。反滲透不僅能有效去除有機物,降低COD,而且具有優良的脫鹽效果。由于COD去除、脫色、脫鹽一步完成,出水水質高,可直接回用于印染工藝。同時,濃縮水可返回常規工藝處理,實現廢水零排放,清潔生產。越來越多的研究表明,不同膜分離技術(如微濾、超濾、納濾過濾、反滲透等),或膜分離技術與其他技術(如膜生物反應器)的結合,是印染廢水深度處理的一個研究方向。膜生物反應器是印染廢水處理新技術之一。它將膜分離技術與生物反應器相結合,滿足再生水水質要求。夏燕等。采用MBR-NF聯合工藝處理蘇州市東方污水廠初沉池污水。進水水質COD 372~1121 mg/L,氨氮16.17~26.85 mg/L,總氮19.18~46.54 mg/L。在HRT 30 h、回流比300%的MBR處理條件下,出水COD、氨氮和總氮的平均去除率分別為87%、95.8%和70.2%。經過納濾處理后的水質可滿足印染工藝回用要求。 Schoeberl 等人。等將納濾后處理應用于MBR二級出水,處理后出水可滿足各種回用標準,但指出該方法仍面臨較高的應用技術難度和經濟成本。傅江濤等人采用雙膜法處理印染廠廢水回用。 COD去除率達到99%,濁度和色度去除率接近100%,反滲透對鹽分去除率在98%以上。回到印染生產的要求。馬爾庫奇等人。采用砂濾-超濾-反滲透和砂濾-超濾-納濾兩種深度處理工藝對印染廢水二級出水進行回用。反滲透可以去除95%以上的鹽分,可以在印染生產過程中重復使用,包括對水質要求最高的淺色染色工藝。阿馬爾等人。采用該技術處理印染廠廢水,出水效果達到生產回用要求。
3.1 其他組合工藝:
由于膜技術對進水水質要求較高,一般需要對經過適當預處理的廢水進行膜處理。何耀中等。 [16]采用“一體化臭氧BAF+升流式BAF”組合工藝深度處理紡織印染廢水,可為膜分離系統提供穩定可靠的進水。一體化臭氧BAF擁有最多最棒的表演。結合后續曝氣生物濾池,出水COD<40mg/L,BOD<10mg/L,SS<10mg/L,色度<4倍。在膜分離系統中,反滲透產水完全滿足染整工藝用水要求,膜濾濃縮液COD<100mg/L,BOD<30mg/L,SS<50mg/L,色度<32次,可以達到排放標準。該組合工藝既保證了膜濾濃縮液的達標排放,又解決了以往工程應用中膜濾濃縮液的后續處理問題,可帶來顯著的經濟效益。 Retrofit 提供了一種新的解決方案。齊魯青等。采用預處理系統(臭氧-曝氣生物濾池一體化裝置+曝氣生物濾池)和膜系統(超濾+反滲透)組合工藝深度處理印染紡織廢水。試驗表明,臭氧氧化和BAF生物截留吸附使預處理系統能夠保證膜給水的水質。淡水經膜系統處理后可回用,濃縮水仍可達標排放。預處理系統的最佳運行參數為:氣水比為5,有機負荷分別約為2.1和1.0 kg(COD)/m3,溶解氧質量濃度為3.8 mg/L,水溫為35-40℃;臭氧直接送入曝氣生物濾池,形成臭氧-曝氣生物濾池一體化裝置。臭氧的投加量應為20-30mg/L。當預處理系統COD平均質量濃度為101.3mg/L,濁度為8.0NTU,SS質量濃度為21.9mg/L,氨氮質量濃度為3.4mg/L,色度為21次,系統經過預處理后系統穩定 經處理后出水COD平均質量濃度可降至7.4mg/L,濁度為4.2 NTU,SS質量濃度為3.0mg/L,氨氮質量濃度為0.7mg/L,色度加倍。預處理系統高效去除污染物,有效保證膜系統出水水質。濃縮水PH值經測定為7.3-8.3,色度為32倍,COD質量濃度為45.7-97.9mg/L,可直接排放。膜系統穩定固定運行期間,RO產水PH值為7.4-7.9,電導率為50-200μs/cm,平均脫鹽率可達98.2%;總硬度2-10mg/L,平均脫鹽率89.2%;總堿度為25~65mg/L,平均去除率為95.0%。
4.總結:
印染廢水已對我國水環境構成嚴重威脅。隨著人們環保意識的增強,印染廢水的深度處理和回用越來越受到政府的重視。印染廢水深度處理的單體技術較多,各有優缺點,但都難以達到排放和回用標準。需要根據印染廢水水質特點,合理選擇和優化組合處理工藝。膜分離技術是印染廢水深度處理的重要研究方向。
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