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印染廢水是一種有機(jī)物含量高、色度高、難生化降解的廢水，是廢水處理難題之一。近年來，隨著化學(xué)纖維織物的發(fā)展、仿真技術(shù)的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，PVA漿料、人造絲堿解物、新型助劑等難生化降解的有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，其COD濃度達(dá)到2000—3000mg／L，使原有的生物處理系統(tǒng)去除率從70％下降到50％左右。甚至更低。因此，研究經(jīng)濟(jì)有效的印染廢水處理技術(shù)已成為當(dāng)今環(huán)保重要的課題和必要[1-3]。 1 印染廢水處理方法綜述 印染廢水處理方法主要有物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)方法中，常用的有吸附法，它是利用多孑L性的固體物質(zhì)使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。工業(yè)上常用的吸附劑有活性炭等，對去除水中溶解性有機(jī)物非常有效，但不能去除水中的膠體疏水性染料[4]。混凝沉淀法可降低印染廢水的色度，去除呈膠體狀態(tài)的染料。常用的混凝劑分無機(jī)鹽類(如硫酸鋁、明礬、三氯化鐵等)和高分子混凝劑(如堿式氯化鋁、聚丙烯酸鞍PAM)兩種；氣浮法針對印染廢水中含有機(jī)的膠體顆粒、呈乳濁狀的各種油脂類雜質(zhì)、細(xì)小纖維和疏水性合成纖維的纖毛等，預(yù)先使用混凝劑進(jìn)行混凝，則分離效果更佳；電解法以往多用于處理含氰、含鉻電鍍廢水，近年來開始用于處理印染廢水，該法的脫色效果顯著，產(chǎn)泥量少，處理時間短，但電耗和電極材料消耗較大，宜用于小水量廢水處理；氧化脫色法可用于經(jīng)生物法、混凝法處理后仍有較深顏色的出水的進(jìn)一步脫色處理，主要有氯氧化法、臭氧化法和光氧化法。生物處理法中，厭氧法的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)有范圍廣，能耗低，剩余污泥少，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是設(shè)備的啟動時間長，出水水質(zhì)無法達(dá)標(biāo)，需進(jìn)一步處理。活性污泥法是好氧生物處理的一種主要方法，利用好活性污泥的吸附和氧化作用，去除廢水中的有機(jī)污染物質(zhì)。生物膜法是與活性污泥法并列的另一種好氧生物處理法，該法通過生長在填料，如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水，主要有生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤和生物炭法等。 2 工程實(shí)例 2.1 水質(zhì)和水量珠江三角洲某印染廠印染廢水，處理規(guī)模：3．6萬m ／d。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出水見表1，出水要求達(dá)到《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)水污染物排放限值》(DB44／26—2001)中第二時段的一級標(biāo)準(zhǔn)。 2．2 工藝流程 印染廢水的常規(guī)處理方法一般分為生化+物化和物化+生化兩大類處理工藝，但由于缺少水解酸化單元，實(shí)際運(yùn)行中存在好氧生化單元反應(yīng)不夠徹底，導(dǎo)致后續(xù)物化處理費(fèi)用偏高的問題。在傳統(tǒng)的好氧生物處理裝置前增加水解酸化處理的“水解+好氧” 串連工藝，可以使印染廢水中難以降解的有機(jī)物進(jìn)行水解，生成為較易生物降解的物質(zhì)，改善廢水的可生物降解性，從而提高傳統(tǒng)流程的COD去除率。目前國內(nèi)許多新建的印染廢水處理裝置(包括生活污水和印染廢水集中處理)均采用由這一工藝開發(fā)的“水解一好氧” 生物處理工藝，已取得了明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)上述分析，并結(jié)合實(shí)際情況，提出綜合污水處理工藝流程見圖1。 2．2．1 厭氧水解 染料是一種難降解的合成有機(jī)物，其分子結(jié)構(gòu)中主要含有難以生物降解的吸引電子基團(tuán)——偶氮基等。如果能夠脫除分子結(jié)構(gòu)上的吸引電子取代基，使電子雙鏈等斷開，則后續(xù)的生物降解會很容易，且染料分子也失去了發(fā)色基團(tuán)。水解酸化降解染料有機(jī)物和脫色的機(jī)理在于：利用水解酸化微生物的酶促作用打斷偶氮基的電子雙鏈。這種生物降解過程需要多種酶的共同參與。水解過程中，水解污泥中生長的假單胞菌屬、氣單胞菌屬、紅螺菌屬的細(xì)菌具有較好的脫色能力。混合菌群的脫色能力高于各單株菌，混合菌群依靠協(xié)同作用，使染料的降解更完全、脫色更徹底。 采用水解酸化處理，可以緩沖、降低原污水的pH值，增加污水中可溶性COD的比重，從而提高后續(xù)好氧處理的COD去除率，同時還可以緩沖、調(diào)節(jié)可能發(fā)生的沖擊負(fù)荷影響，預(yù)防和克服后續(xù)活性污泥法處理過程中可能出現(xiàn)的污泥膨脹或絲狀菌過量生長，增強(qiáng)處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。 2．2．2 射流曝氣 好氧生化系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備為充氧系統(tǒng)，射流曝氣克服了傳統(tǒng)射流曝氣器能耗高、動力效率低的缺點(diǎn)，極大地提高了充氧能力，同時降低了動力消耗；避免了高壓鼓風(fēng)機(jī)所造成的噪聲污染；消除了污水中表面活性物質(zhì)對傳氧速率的影響，傳氧速率大大提高；向下噴射的行程范圍可達(dá)10m以上，故水池深度最大可達(dá)10～14m，不僅節(jié)省了占地面積，而且可使水泵和風(fēng)機(jī)所提供的能量得到充分的利用；凋整靈活方便。 2．2．3 氣浮分離 氣浮凈水技術(shù)是水處理領(lǐng)域內(nèi)一種快速、高效的同液分離新方法。它是依靠在水中介入眾多的微氣泡，去粘附水中的雜質(zhì)，造成其總體比重小于水而上浮至水面，從而實(shí)現(xiàn)同液分離的。 壓力溶氣氣浮是使空氣在一定壓力的作用下，溶解于水中并達(dá)到過飽和的狀態(tài)，然后再突然使水減到常壓，這時溶解在水中的空氣，便以微小氣泡的形式從水中逸出，以完成氣浮過程的方法。溶氣氣浮形成的氣泡，粒度很小，其初粒度約在1一01．~m左右。氣泡與水的接觸時間，可根據(jù)需要加以控制。因此，溶氣浮的凈化效率較高。 2．2．4 混凝氣浮 印染廢水可生化性較差，僅僅依靠生化處理一般難以達(dá)到排放要求。為確保最終出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，同時為了防止生化系統(tǒng)意外情況的發(fā)生，在生化系統(tǒng)之后增加一段物化工藝。通過投加混凝劑或脫色劑，去除廢水中殘留的色度，另外還可將膠體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為懸浮物，并連同廢水中殘余的較小和較輕的懸浮物一道從水中分離除去，此外還可去除部分菌體的代謝產(chǎn)物，保證最佳的處理效果。加藥混凝之后的分離有沉淀和氣浮兩種，其中加壓溶氣氣浮法對染色廢水的處理有較好的脫色效果。此外，因氣浮分離能力約為沉淀分離能力的4～ 5倍，可大大減小分離區(qū)的面積，節(jié)省大量投資，且分離效果穩(wěn)定，不受外界環(huán)境的影響，故選擇加壓溶氣氣浮法做為物化處理的措施。 2．3 主要構(gòu)筑物 主要構(gòu)筑物見表2。 厭氧水解反應(yīng)器可分為3類：厭氧活性污泥法、厭氧生物膜法、綜合法。由于水量較大，采用厭氧生物膜法需大量填料，使投資費(fèi)用大大增加；因水質(zhì)濃度不高，單單采用厭氧活性污泥法使調(diào)試時間很長，同時也無法避免突然翻泥等現(xiàn)象，綜合考慮上述因素，采用結(jié)合厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法的復(fù)合(UBF)反應(yīng)器，可發(fā)揮厭氧濾池(AF)和厭氧污泥床(UASB)的優(yōu)點(diǎn)，改善運(yùn)行效果。水力停留時間控制在10h以內(nèi)為宜。 好氧反應(yīng)器為兩個qb37．4×11．0m的曝氣生化池，水深10．5m，總有效容積20000m’，按照日處理3．6萬m 的要求，水力停留時間為13h，能夠滿足處理要求。 氣浮分為活性污泥氣浮回流和混凝氣浮兩個單元，前者的運(yùn)行效果決定了曝氣池的污泥濃度，后者的運(yùn)行效果決定了最終出水的水質(zhì)。目前加壓溶氣氣浮是國內(nèi)外最常用的氣浮方法。壓力溶氣氣浮法工藝主要由壓力溶氣系統(tǒng)、溶氣釋放系統(tǒng)和氣浮分離系統(tǒng)三部分組成。 壓力溶氣系統(tǒng)包括水泵、空壓機(jī)、壓力溶氣罐和其它附屬設(shè)備。其中壓力溶氣罐是影響溶氣效果的關(guān)鍵設(shè)備。目前應(yīng)用最廣泛是采用空壓機(jī)供氣。氣浮法所需空氣量較少，可選用功率小的空壓機(jī)，開采取間歇運(yùn)行方式。此外空壓機(jī)供氣還可以保證水泵的壓力不致有大的損失。一般水泵至溶氣罐的壓力約0．5MPa，因此可以節(jié)省能耗。為提高溶氣效率，大都采用噴淋填料壓力溶氣罐。 溶氣釋放系統(tǒng)一般是由釋放器(或穿孔管、減壓閥)和溶氣水管路所組成。溶氣釋放器的功能是將壓力溶氣水通過消能、減壓，使溶入水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來，并能迅速而均勻地與水中雜質(zhì)相粘附。 溶氣釋放器的主要工藝參數(shù)為：釋放器前管道流速：1m／s以下，釋放器的出口流速以O(shè)．4—0．5m／s為宜：沖洗時狹窄縫隙的張開度為5mm；每個釋放器的作用范圍30—100em。氣浮分離系統(tǒng)。一般可分為平流式、豎流式和綜合式。其功能是確保一定的容積與池的表面積，使微氣泡群與水中絮凝體充分混合、接觸、粘附，以保證帶氣絮凝體與清水分離。 2．4 運(yùn)行技術(shù)要求和結(jié)果 運(yùn)行3個月時水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表3(平均值)。從監(jiān)測結(jié)果可知，出水水質(zhì)優(yōu)于《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)水污染物排放限值》(DB44／26-2001)中第二時段的一級標(biāo)準(zhǔn)。 3 結(jié)論和建議 (1)實(shí)踐證明，厭氧水解+射流曝氣+氣浮回流+混凝氣浮工藝對印染廢水的治理有較好的效果。 (2)溫度是影響廢水可生化性的重要因素，經(jīng)過對廢水水溫變化的分析，進(jìn)調(diào)池平均水溫為40~C，該溫度仍會影響生化系統(tǒng)的處理效果，因此，廢水需降至38℃才可進(jìn)入水解酸化池。 (3)印染廢水由于某些染料的難生物降解性，致使其B／C比不是很高，一般為0．3左右，在厭氧水解池中使廢水進(jìn)行水解酸化反應(yīng)，該類廢水B／C比可提高到0．35左右。 (4)在印染廢水中，硫化物濃度、硫酸根濃度會影響廢水可生化性，當(dāng)硫化物濃度低于20mg／L時，將不會對酸化菌和好氧菌的生化反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。硫酸根對生化系統(tǒng)的影響主要在于其在厭氧菌的作用下會還原為抑制性的硫化氫，但其濃度在lg／L以內(nèi)均不會對生化系統(tǒng)造成很大影響，另外，水解酸化池的停留時間應(yīng)較短，則厭氧菌將不會成為主導(dǎo)性微生物，才能保證硫酸根濃度將不會對生化系統(tǒng)造成影響。
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