印染厂碱减量废水处理工艺探讨

目前, 国内有关印染废水处理的研究很多, 处理手段大多以生化处理为主, 或采用辅以不同物化处理手段的工艺组合, 国外也基本如此。但有些印染废水如碱减量废水若仅单独采用常规生化处理, 由于废水中的染料、油剂、助剂、浆料的种类和含量多变, 导致生物处理系统不能适应这种高度变化的环境条件而使处理效果不稳定, 有时还会很差。印染行业碱减量废水复杂多变的不同组合, 构成了该类废水的特色, 因此如何使其得到经济有效的处理, 是碱减量废水处理的主要技术难点。
1 碱减量废水的水质和特性
印染厂应用碱减量技术, 使PVA 浆料、对苯二甲酸( TA 或其钠盐) 、染料、新型助剂等苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯类难生化降解有机物大量进入印染废水, 使CODCr 达2 000 mg/ L 左右( TA约占60%) , 给处理增加了难度。此类废水的特点是: 碱度大、污染物浓度高、生化降解性差, 目前已成为纺织印染行业环保治理的难点和重点。

2 碱减量废水处理的方案比较
曾就碱减量废水的预处理、生化处理、后处理( 或三级处理) 的各种方案作了大量探索试验, 并得出如下结论: ①生化法对CODCr 的去除率一般在80%左右, 因而仅依靠生化法使出水达标在目前很难实现。②要使废水能达标排放, 必须加物化处理,而物化处理作为后处理比作为前处理更经济, 更可能使水质达标。③原水不调pH 值可进行生化处理, 但对原水进行pH 值微调可提高生化处理CODCr去除率。?原水直接加硫酸酸化, 调整pH 值到4, 产生大量白色不溶物, 沉降性能不佳, 但可离心分离, 产生的白泥主要成分为TA, 分离后CODCr去除率约为65%。
3 碱减量废水处理工艺选择
根据以上认识, 建议碱减量废水处理的工艺流程为: pH 值调节y 厌氧( 水解) y 好氧y沉淀y 混凝沉淀。① 经过对比试验发现, 如果将pH 值调至10再生化处理, 比不调pH 值直接生化处理的出水CODCr要低100 mg/ L, 因此加酸调pH 值只会有利于水质达标。如果将pH 值调至4, 仅通过混凝沉淀、离心分离就能将CODCr 去除约65%, 然而由于废水量大, 硫酸的消耗是无法承受的。建议加硫酸将原水的pH 值调至10 左右, 为确保出水pH 值达标, 在排放前再微调一次pH 值。
②从试验情况看, 碱减量废水还是可生化的,然而无论是好氧还是厌氧加好氧, COD 去除率一般都在80%上下。生化处理的HRT 一般在18~ 24h, 如果再延长停留时间, CODCr 去除效果提高有限,出水COD Cr在200 mg/ L 左右是生化处理很难跨越的台阶。因此, 碱减量废水工程设计对生化反应器形式选择的重点不能寄希望于一步达标, 更重要的在于其可行性、经济性、操作管理是否方便、运行是否稳定可靠等。经过综合比较, 建议选择厌氧( 水解) / 好氧作为生化处理的主要手段, 其理由如下: (1)技术较成熟, 有机化合物去除率高, 而且有利于抑制污泥膨胀, 处理出水水质较稳定。试验过程中发现,该类废水易发生污泥膨胀, 而采用厌氧对其有抑制作用。(2) 由于采用回流污泥至厌氧池, 提高了污泥沉降及脱水性能, 剩余污泥量少。? 通过微生物的厌氧酸化作用能分解污水中难生化有机物质, 可提高印染废水的可生化性和脱色效果。?工艺操作简便灵活, 运行稳定可靠, 所需设备可全部采用国产设备, 切合国情。因此, 采用以A/ O 生化处理为主的工艺作为碱减量印染废水的处理方案是可行的, 其中生化停留时间18 h。为强化处理效果, 在采用厌氧/ 好氧生化处理技术的基础上, 还可引入生物铁法处理技术, 实践证明投加少量铁盐能激活微生物的活性, 在印染、石化、腈纶、PTA 废水处理中都有成功应用的实例。采用生物铁法运行, 有利于保持较高的污泥浓度,COD Cr去除率可高于普通活性污泥法( 约可提高10% ) , 特别是对含难降解物质废水的处理效果有明显提高作用。另外, 可将优良脱色菌、PVA 降解菌等特殊菌种引入系统中, 以求更好的去除效果。为保证处理出水达标, 必需添加物化处理。由于碱减量废水一般水量大, 氧化剂( 臭氧、光氧化) 、电絮凝、活性炭吸咐、膜过滤等方法是很难接受的,气浮法尽管由于其技术不断革新, 特别是涡凹气浮( CAF) 的发明, 使其运行电耗大大降低, 操作管理更加方便, 然而如果不是处理含油类、藻类等体积质量比水轻的污染物的话, 其固液分离效果并不比沉淀优越很多, 试验证明, 采用沉淀还是气浮不是问题的关键所在, 关键是所投加的混凝剂种类。通过以上分析, 物化处理可能的选择是: 混凝沉淀和铁碳反应沉淀。其各自特点如下:1 混凝沉淀该工艺稳定可靠, 出水基本达标, 关键是药剂的选择。另外, 将物化处理置于生化前、后的对比试验表明, 混凝沉淀放在生化前比放在生化后要消耗更多的药剂, 尽管混凝沉淀放在生化前具有相对较高的CODCr 去除率, 然而其对降低生化出水的CODCr是有限的; 而物化处理放在生化后, 可用较少的絮凝剂发挥较大的作用。生化出水用硫酸亚铁、聚合铁及高分子絮凝剂处理时均无明显效果, 而用铝盐作絮凝剂时仍可产生一定效果。混凝沉淀的最大缺点是药剂用量较大, 使运行成本增加。因此, 筛选出更经济、更有效的絮凝剂是今后的研究课题。o 铁炭反应沉淀铁炭反应的原理是铁或焦炭在印染废水中发生电化学反应, 从而达到去除化学污染物、去除色度、提高絮凝效果的目的。大量试验结果表明: 原水仅采用铁炭曝气处理, 经过72 h, 可使污水的CODCr由2 000 mg/ L 降至200 mg/ L 以下; 铁炭曝气作为预处理, 可有效降低后续生化处理的处理负荷; 作为后处理, 4~ 6 h 即可使出水达标, 对比试验显示其作为后处理更有利于使出水达标。铁炭反应的致命弱点是容易结块、产泥量大、污泥处理困难、运行管理不便, 如何在工程上克服这些弱点仍是今后的研究课题。
4 结论
碱减量印染废水是可生化的, 但仅靠生化不能达到排放标准, 必须辅以其他手段。例如生化处理后采用混凝沉淀, 可基本接近排放标准, 但废水处理运行费用一般在1 元/ m3 以上。因此如何经济有效地处理碱减量印染废水, 仍是环保界一个长期的研究课题。对印染行业排放的碱减量废水, 要试图找到一个既能达标, 其运行费用又在0. 8 元/ m3 以下的工艺流程, 在目前情况下是不可能的。对运行费用的限定, 要结合印染厂的产品销售收入进行综合评估,如果评估下来的处理费用在1 元/ m3 以上是不能接受的。要使印染行业继续健康发展, 必须对其废水排放进行全方位的整治: ① 改进生产工艺, 实行清洁生产; ② 碱减量废水纳入城市生活污水一起处理, 进行区域综合治理; ③适当放宽排放标准, 规定该废水必须经过生化处理后才能排放, 即把生化的极限值作为该废水的排放标准。