《精编》印染废水深度处理及技术应用

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1、印染废水深度处理及回用技术应用 杨积德苏州市环境科学研究所 1 国内印染行业生产和废水排放现状 印染行业现状 我国是纺织印染业第一大国 2005年全国印染总产量210 87亿米 纺织印染是江苏省的传统优势产业 连续多年保持较高的发展速度 目前全省有规模以上印染企业960家 其工业总产值约占全省的11 据统计 江苏省印染企业年排放废水量3 38亿吨 COD5 5万吨 太湖流域印染企业570家 日排放废水70 80万吨 年2 6亿吨 产生COD700 800吨 年4万吨 印染废水特点 水量大 有机污染物含量高 色度深 水质变化大等 2 苏州市印染行业生产和废水排放现状 2007年统计的各行业企业工

2、业废水排放总量为56030 2万吨 其中制造业废水排放量为53946 2万吨 占统计企业废水排放总量的96 3 工业废水排放量各行业分担率见图1 图1工业废水行业排放分担率情况 2 1纺织行业废水排放量情况 2 苏州市印染行业生产和废水排放现状 2007年苏州工业化学需氧量 COD 排放总量为155783 4吨 其中制造业COD排放量占统计企业化学需氧量排放总量的99 0 化学需氧量各行业排放分担率见图2 图8工业行业化学需氧量排放分担率情况 2 2纺织行业化学需氧量排放情况 图2工业行业化学需氧量排放分担率情况 2 苏州市印染行业生产和废水排放现状 2 3纺织行业氨氮排放情况 2007年统计

3、的各行业企业氨氮排放总量为2890 74吨 其中制造业大类行业氨氮排放量占统计企业氨氮排放总量的99 6 氨氮各行业排放分担率见图3 图3工业行业氨氮排放分担率情况 2 苏州市印染行业生产和废水排放现状 2007年统计的各行业企业石油类排放总量为819 3吨 其中制造业大类行业石油类排放量占统计企业石油类排放总量的99 3 石油类各行业排放分担率见图4 2 4纺织行业石油类排放情况 图4工业行业石油类排放分担率情况 3 印染废水深度处理及回用的重要性 印染行业废水深度处理是环保主新要求 新的 江苏省太湖水污染防治条例 2008年6月5日起施行 太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排

4、放限值 DB32 T1072 2007 强制性标准 2008年1月1日起施行 实现 十一五 总量削减目标的有效途径 印染废水排放现状纺织染整废水处理目前普遍采用的常规二级处理工艺难以满足新标准的要求 必须依靠工业废水深度处理及回用技术的支撑 4 国内外工业废水深度处理概况 废水深度处理是将常规工艺不能有效去除的氮 磷及难以被微生物降解的有机物 病原菌 矿物质等加以去除 以提高和保证水质的水处理方法 往往以废水回收和再次回用为目的 国内外工业废水深度处理的技术方法及发展概况 物理处理 包括均和调节 过滤 离心以及澄清法 化学处理 包括中和处理 化学沉淀处理和氧化还原处理 物化处理 包括混凝 浮选

5、 吸附 离子交换和膜分离技术 生物处理 包括活性污泥法 生物膜法 厌氧生物处理法 稳定塘与湿地处理 4 国内外工业废水深度处理概况 美国是世界上进行废水深度处理及回用最早的国家之一 20世纪70年代初开始大规模建设污水处理厂 随后即开始回用污水 90年代初 日本在全国范围内进行了工业废水再生回用的可行性研究和先进工艺的设计 在严重缺水的地区广泛推广工业废水回用技术 使日本近年来的工业用水取水量逐年减少 节水已初见成效 俄罗斯 波兰 以色列 墨西哥及沙特阿拉伯等国的废水回用也很普遍 我国污水再生利用起步较晚 大致可分为三个阶段 1 1985年前的 六五 是起步阶段 2 1986 2000年的 七

6、五 八五 九五 是技术储备 示范工程引导阶段 3 2001年 十五 纲要明确提出了污水再生利用要求 5 印染废水特点和深度处理及回用水质要求 5 1印染基本工艺 由右图所示工艺流程可见 织物染色产生的废水包括 前处理废水W1前处理清洗废水W2染色废水W3一次清洗废水W4二次清洗废水W5一般情况下 染色废水水质碱性很强 色泽较深 其中含有残余染料 助剂及微量有毒物质 5 印染废水特点和深度处理及回用水质要求 印染行业分类 按纤维材料分 毛 棉 丝绸 麻 化学纤维 人造纤维和混纺纤维 按染料分 直接染料 活性染料 暂溶性还原染料 还原染料 硫化染料 不溶性偶氮染料 酸性染料 阳离子染料等 按纤维或

7、织物形态分 纱 散毛染色 成衣染色 苎麻纺织印染 丝绸 绢印染 针织印染 线带染色 巾被印染等 不同纤维 不同染料其生产过程不尽相同 产生的印染废水性质也不尽相同 5 2印染废水特点 5 印染废水特点和深度处理及回用水质要求 印染用水主要指标 感观性状指标 色度 PH 透明度 SS等 铁和锰 与染浅色布时产生 斑点 有关 硬度我国尚未颁布印染废水的回用标准 国外也未有相关的标准 印染工艺用水分为 前处理 染色 印花 后处理用水 染色用水水质要求高 基本上使用软化水 印染废水深度处理回用水一般可使用在前处理 印花 后处理等工段 5 3印染废水深度处理及回用水质要求 6 印染废水深度处理及回用技术

8、优缺点 6 1印染废水深度处理的物化法物理法主要包括 吸附法 膜分离法 混凝法 臭氧氧化法 电解法等吸附法 国外主要采用活性炭吸附法 多半用于三级处理 该法对去除水中溶解性有机物非常有效 但它不能去除水中的胶体和疏水性染料 并且它只对阳离子染料 直接染料 酸性染料 活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能 膜分离法 膜可以在分子范围内进行分离 并且这过程是一种物理过程 不需发生相的变化和添加助剂 但是 由于印染废水水质较复杂 往往含有较多的助剂 油份 以及金属离子 在利用生物法对印染废水进行处理后 上述物质与微生物分泌物往往形成复杂的复合物 很容易造成膜的污染 6 印染废水深度处理及回用技术优缺

9、点 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 6 印染废水深度处理及回用技术优缺点 臭氧氧化法 在国外应用较多 ZimaS V 等人总结出了印染

10、废水臭氧脱色的数学模式 研究表明 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 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 电解法 对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果 脱色率为50 70 但对颜色深 COD高的废水处理效果较差 对染料的电化学性能研究表明 各类染料在电解处理时其COD去除率的大小顺序为 硫化染料 还原染料 酸性染料 活性染料 中性染料 直接染料 阳离子染料 6 印染废水深度处理及回用技术优缺点 70年代以来 国内对印染废水以生

11、物处理为主 占80 以上 尤以好氧生物处理法占绝大多数 好氧生物处理优缺点 对BOD去除效果明显 一般可达80 左右 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 3000mg 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 高运行费用及剩余污泥处理或处置问题 6 2印染废水的生物处理法 6 印染废水深度处理及回用技术优缺点 厌氧生物处理 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

12、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 6 印染废水深度处理及回用技术优缺点 厌氧法与好氧法的结合厌氧好氧系统中的厌氧段具有双重的作用 1 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 2 对系统的剩余污泥进行消化 减少污泥产生量 采用这一流程 较好地解决了PVA 染料的处理问题 7 成功实例 7 1龙英染织厂基本生产情况龙英染织厂漂染以下种类织物 春亚纺 桃皮绒 塔丝龙 尼龙羊毛混合物 T C和CVC棉纱 尼丝纺和涤塔夫 龙英废水处理厂日废水产生量 1 5

13、00m 3 000m 之间废水量峰值可达5 000m d目前深度处理能力为1 500m d 应用染料的种类及附着度 表1龙英染织厂饮用染料种类及附着度 7 成功实例 苏州龙英织染有限公司生产设备 图5龙英织染厂生产设备 7 成功实例 原有废水处理流程图 深度废水处理简图 7 成功实例 砂滤 快滤装置此过程由四个快滤罐组成 每个过滤截面7m 平行放置 单个滤层高1 0m 过滤速度为2 6m h 过滤材料选取直径为0 8 1 2mm砂 理论过滤时间为24至48小时之间 在图6展示了两个快滤装置 7 2深度处理工艺介绍 7 成功实例 图6封闭砂滤罐组织的过滤装置 7 成功实例 臭氧氧化氧化脱色可以去

14、除残余染料并将难生物降解和不生物降解的化合物分解 在随后的生物滤池中这些分解的化合物将被降解或被过滤材料拦截 2列臭氧池体积大概为80m 平均停留时间为1h 两个臭氧发生器位于单独机房 臭氧采用对流原则充入 被处理废水从上至下 臭氧从下向上 臭氧反应器出流通过自由落差流入生物滤池 两列臭氧氧化和生物滤池构成整体建筑 见图7 7 成功实例 图7两列臭氧和生物滤池 7 成功实例 生物滤池每组四个用浮石和活性炭填充的固床滤器组成 两组平行 8个净过滤体积总和为160m 理论上停留时间小于2h 清洁后的水将在清水池储存后通过管道排入水体 图8展示了生物滤池构筑物 7 成功实例 图8两列生物滤池入流 7 成功实例 7 3处理效果 图9传统处理工艺与深度处理工艺出流测量的COD浓度 7 成功实例 图10废水处理中营养物质含量变化 7 成功实例 图11龙英污水处理厂削减率 传统工艺处理不能保证COD的排放浓度达到60mg L的新要求 深度处理出流能保证COD排放浓度达到60mg L的要求 但并不能完全保证COD达到30mg L的回用要求