膜分離技術是一種新型高效、環保的分離技術,近年來,隨著膜分離技術在國內的不斷發展和進步,使得現代高科技的膜分離技術(主要有超濾、納濾和反滲透技術)已在印染工業中得到了廣泛成功套用,並產生了良好的經濟和社會效益,為印染行業的技術革新帶來新機遇。
印染廢水深度處理回用
1.印染廢水排放概況
印染廢水來源及污染物成分十分複雜,具有水質變化大、有機物含量高、色度高等特點。直接排放對人類健康和生存環境帶來極大危害。
印染廢水處理若採取生化、物化相結合的處理工藝,出水可達到<GB8978-96>綜合廢水排放標準的一級標準。
印染廢水處理若採用的單一的生化和物化處理工藝,出水水質達不到一級標準,多數印染企業是納入工業園區管網標準後進入園區廢水站再進一步處理。
印染廢水調節池物化處理技術生化處理技術排放物化+生化技術
2. 印染水回用概況
經濟的持續增大、企業規模的不斷擴大,水資源的匱乏,必將導致水價格的不斷提高,因此,大力發展印染廢水回用事業,不僅能節約有限的水資源,緩解企業日趨突出的用水緊張矛盾,而且能減少污水的排放。
天創公司研發中心對“印染廢水綜合處理回用”進行了長期研究,並結合大量工程實踐,已形成了自己的核心工藝處理
3.核心工藝組合如下:
廢水類型 | 水質類型 | 推薦工藝 | 備註 |
二沉池出水 | 達標 | 砂濾+UF+RO/NF | 適用占地面積小企業 |
達標 | 預處理+RO/NF | 適用占地面積大企業 | |
不達標 | MCR/MBR+RO/NF | 若採用其他傳統工藝還需要進一步進行預處理 | |
無任何處理系統低濃度廢水 | 不達標 | MCR/MBR+RO/NF | 若採用其他傳統工藝還需要進一步進行預處理 |
砂濾+UF+RO/NF |
4.印染廢水中水回用工藝
針對達標排放和納管排放的印染廢水,天創公司在大量工程實踐與試驗研究基礎上,結合印染廢水“節能減排回用”要求,天創公司建立了幾套比較完善的印染廢水中水回用工藝。
一、砂濾+UF+RO/NF處理工藝
1. 印染廢水經過前處理工藝處理後,降低廢水中的CODcr、廢水中的懸浮物、濁度,進入超濾處理系統,去除更小的懸浮物、濁度和色度後在進入後續的RO/NF處理系統,截留廢水中的污染物質,進行污染物的分離和濃縮,使出水達到生產回用水水質要求。
二、預處理+RO/NF處理工藝
1 .印染廢水經過生化或物化傳統工藝處理後,經過二沉池出水(出水水質較好),廢水中的懸浮物、CODcr得到有效處理後。二沉池上清液經過濾池或高效沉澱技術進一步去除廢水中懸浮物和濁度,使出水SDI達到<5的要求下,在進入後續的RO/NF處理系統,截留廢水中的污染物質,進行污染物的分離和濃縮,使出水達到生產回用水水質要求。
預處理系統:本系統採用砂濾池、快濾池或高效沉澱技術進一步去除廢水中的懸浮物和濁度,是出水SDI達到<5的要求。
三、MCR/MBR+RO/NF處理工藝
1. 印染廢水經過傳統工藝處理後或者低濃度廢水未經過處理後,廢水中的有機污染物和懸浮物的濃度較高,通過MCR或MBR處理技術,降低廢水中的有機污染物和懸浮物,進入後續的RO/NF處理系統,截留廢水中的污染物質,使出水達到回用水水質要求。
膜-生物反應器工藝(MBR工藝)是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住,分離出清水,實現生化反應與清水分離同步進行,省掉二沉池。
MBR緊湊簡潔單元結構特別適合於處理成份複雜、污染物濃度高的印染廢水。
MBR工藝的優點:處理效率高、出水水質好、污泥少
水力停留時間短、占地面積小
易清洗、易更換、運行穩定、運行成本低
耐衝擊能力強、COD和色度去除效率高
膜-混凝化學反應器(MCR工藝),該工藝是天創公司在MBR工藝基礎上研究出一種新型的廢水處理工藝。MC工藝是將化學混凝工藝與膜分離工藝加以結合,用膜代替混凝反應中的沉澱池,起到泥水分離的作用。
MCR工藝優點:減少了沉澱池、降低了占地面積
提高傳統化學混凝的反應效
與傳統化學混凝相比,無需加藥劑
出水水質好、操作靈活簡便
印染污水處理
印染污水處理方法主要有物理法、化學法和電解法。其中化學法和物理法往往混合使用會達到更好的效果。在物理法中套用最多的是吸附,化學法主要有混凝和氧化。印染污水處理技術之物理處理
這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質的粉末或顆粒與污水混合,或讓污水通過由其顆粒狀物組成的濾床,使污水中的污染物質被吸附在多孔物質表面上或被過濾除去。
吸附處理使用的吸附劑多種多樣,工程中需考慮吸附劑對染料的選擇性,應根據污水水質來選擇吸附劑。研究表明,在pH=12的印染污水中,用矽聚物(甲基氧)作吸附劑,陰離子染料去除率可達95%-100%。高嶺土也是一種吸附劑,研究表明經長鏈有機陽離子處理,高嶺土能有效地吸附污水中的黃色直接染料。
印染污水處理技術之化學處理
主要分為混凝法和氧化法二類,在水處理中具有各自作用效果。
混凝法[5],主要有混凝沉澱法和混凝氣浮法。用混凝法對此廢水進行處理時,當PAC投加量為700~900mg/L,pH值控制在5.4~6.6時,脫色率可達93%,且PAC較其它絮凝劑所產生的礬花大、沉降速度快,另外,研究還發現對於以活性染料為主的印染廢水,PAC的投加量要比處理疏水性染料時的投加料要多。採用絮凝法處理溴氨酸活性染料生產廢水,當PAC的投加量2g/L時,脫色率和COD去除率均在90%以上。此外,通過對染色廢水混凝脫色機理的研究進一步表明,聚鋁混凝脫色的pH值範圍廣,對於大部分染料廢水,都可獲得較理想的脫色效果,但對單偶氮、低分子量含水溶性基團較多的親水性染料,則不能採用聚鋁絮凝劑脫色。混凝法的主要優點是工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高;缺點是運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。
氧化法,主要有臭氧氧化和光氧化法等幾種方法。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果,但對硫化、還原、塗料等不溶於水的染料脫色效果較差。光氧化法處理印染污水脫色效率較高,但設備投資和電耗還有待進一步降低,國內目前運用此法的企業不多。
污泥的處置
1、柵渣
因紡織印染的原料、工序[6]不同,棉紡印染、毛紡印染、絲綢染整和麻紡印染行業廢水的預處理柵渣均有所不同。
棉紡印染行業:預處理柵渣主要來源於天然纖維素除雜、紗線整理、坯布處理等工序排出的細小纖維、紗線、碎布條等。此外,牛仔服裝行業的牛仔布水洗,因使用浮石,排放的廢水中含有大量細沙,沙量較大(約占整個洗漂廢水處理廠污泥量的50~70%)且易沉積板結,需及時清理,否則整個廢水處理系統都可能發生泥砂沉積現象,影響污水處理效果。毛紡印染行業:毛紡織行業使用的原料大部分為動物性毛纖維,主要為羊毛。選毛、洗毛等工序排出廢水中含有羊毛上塵砂、植物草刺、細毛等雜質,採用五槽式聯合洗毛機時,固體雜質主要來源於第一槽。絲綢染整行業:化纖仿真絲綢加工廢水中含有細纖維等雜質,天然真絲綢生產過程中的剝繭、煮繭等工序會排出含有廢繭、細蠶絲等雜質的廢水。麻紡印染行業:麻紡印染廢水中的主要雜質為細小麻纖維。
2、物化污泥
印染廢水的物化污泥來源於廢水的混凝沉澱或混凝氣浮處理單元,廢水的來源及所加混凝劑、絮凝劑種類和用藥量不同,污泥的成分及污泥量均有所不同,主要為漿料、染料和混凝、絮凝藥劑結合體。
3、生化污泥
印染廢水的生化污泥來源於活性污泥法處理單元,包括厭氧(水解酸化)、接觸氧化、生物濾池等排出的剩餘污泥。生化污泥中有機物含量較高,但一般比城市污水中有機物含量少(一般少於50%)。
物化污泥和生化污泥一般不分開處理,統一採用濃縮—脫水工藝即可,根據產生污泥量的多少決定採用間歇式或連續式脫水設備。間歇式脫水機以板框箱式壓濾機為主,而連續式脫水機以帶式壓濾機為主。廢水處理量1000m3/d以上建議採用連續式脫水設備;處理量為5000m3/d,有物化處理工序時,1台頻寬2米的帶式壓濾機可滿足要求。污泥量較少時也可採用污泥乾化場。當印染廢水中混有大量生活污水時,一方面可改善廢水的可生物降解性,另一方面在處理時根據排放的水域不同還要考慮除磷脫氮問題。由於設定污泥濃縮池,會使污泥停留時間較長,容易導致磷的釋放,為此可採用濃縮壓濾一體機。
在我國,印染企業將印染污泥運送至城市垃圾焚燒廠是一個不錯的選擇。對泥餅和前處理沉降的泥沙進行衛生填埋也是污泥處置的另一個方法。垃圾填埋場對覆土的土質有要求,一是要達到衛生填埋的要求,二是要兼顧填埋垃圾土地的最終利用,恢復土地的利用價值。
“流炭法”處理印染廢水
[2]印染廢水經生化處理後,一般採用混凝沉澱的方法進一步降低污染物.混凝沉澱的去除率一般在30%左右,當原水質量濃度較高或者處理要求很高時,混凝沉澱處理還不能確保廢水達標排放.混凝沉澱處理的成本較高,對於一些處理規模較大的污水處理廠來說,混凝藥劑的消耗相當可觀,在廢水處理成本中所占的比例較大.混凝沉澱後將大幅增加污泥量,而污泥處理也是污水處理廠較為頭疼的事情,我國對環保的要求越來越高屆時污泥的處置的問題將顯得更為突出;活性炭在廢水處理中也有套用,但一般均是一次性使用。導致廢水處理的成本非常高,從而限制了活性炭在廢水處理中的套用。"流炭法"是本人多年來致力研究的廢水處理新工藝。根據其處理原理命名為"流炭法".主要的套用價值:(1)印染廢水的深度處理,取代混凝沉澱(氣浮)、氧化劑脫色等;(2)水質較差的河水淨化處理;(3)高鹽分化工廢水的處理及特徵污染物的處理."流炭法"在印染廢水處理中的套用已完成了小試。1試驗
1.1材料及儀器材料:椰殼活性炭,JWl00型,粒度8-20目,碘吸附值900~1100m2/g,比表面積1200m2/g;活性污泥、印染廢水,集中處理印染廢水(常州龍澄污水廠).儀器:5B-1型CODcr快速測定儀,MP120-2型電子天平,托盤天平,曝氣裝置,攪拌裝置,抽濾裝置,容器和玻璃器皿若干。
1.2活性炭處理
1.2.1飽和吸附處理取污水廠初沉池出水20L測定CODcr質量濃度為876mg/L,計算得出CODcr總量為17.52g.稱取活性炭6g,加入5L廢水,攪拌1h,抽濾出活性炭,再加入廢水吸附,總計4次.按活性炭的吸附能力,可確定活性炭已吸附至飽和.
1.2.2活性炭再生將已吸附飽和的活性炭抽濾出來後,加入二沉池出水(CODcr質量濃度112mg/L),配製成500mL的水溶液.加入少量活性污泥,連續曝氣48h後備用.
1.3工藝取二沉池出水5000mL,加入經處理的活性炭溶液500mL,連續攪拌30min,靜止沉澱1h,分離出沉澱後的活性炭溶液500mL,上層清液過濾後測CODcr質量濃度及色度,活性炭溶液厭氧24h,再曝氣24h後進行下一批吸附試驗.第二批試驗重複上述步驟.1.4測試2.結果與討論2.1CODcr去除效果2.2色度去除效果
"流炭法"對色度的去除率更為明顯,處理後的廢水感觀非常好,能有效解決印染廢水中色度的達標排放問題(GB4287-1992中一級標準).
2.3"流炭法"處理成本分析運行一段時間後.由於微生物生長,活性污泥量逐步增加,必須排出部分污泥,此時活性炭會隨之流失.小試中發現,活性炭生化再生過程中負荷較低,採用厭氧與好氧工藝再生,污泥增長的速度很慢,16天后污泥量從1.22g/L增加到1.35g/L,但並未發現活性炭的吸附作用有所減弱.如不計活性炭的流失,"流炭法"處理主要成本為再生過程中所消耗的電費.其計算方法與生化處理所耗電費的計算方法基本相同,處理成本約為0.4元/kgCODcr.如印染廢水的CODcr質量濃度由150mg/L處理至<100mg/L,每噸廢水的處理成本約0.04元.遠低於混凝沉澱和用氧化劑脫色所需的費用.
3結論
3.1活性炭採用微生物再生法可行,再生後的活性炭具有很強的吸附能力,"流炭法"作為印染廢水處理中的一個輔助方法,可大幅度改善出水水質,同時降低處理成本.
3.2本處理工藝尚需進一步完善,處理流程應由間歇式處理向連續式處理方向發展,使之能與印染廢水現有的處理工藝相配套;試驗過程中活性污泥的增長量不多、沒有排放剩餘污泥,因此,未取得活性炭在處理過程中的流失數據;活性炭的規格尚需進一步優選,以改善活性炭與廢水的分離性能.
印染廢水處理工藝
印染廢水的水質複雜,污染物按來源可分為兩類:一類來自纖維原料本身的夾帶物;另一類是加工過程中所用的漿料、油劑、染料、化學助劑等。分析其廢水特點,主要為以下方面。(1)水量大、有機污染物含量高、色度深、鹼性和pH值變化大、水質變化劇烈。因化纖織物的發展和印染後整理技術的進步,使PVA漿料、新型助劑等難以生化降解的有機物大量進入印染廢水中,增加了處理難度。
(2)由於不同染料、不同助劑、不同織物的染整要求,所以廢水中的pH值、CODCr、BOD5、顏色等也各不相同,但其共同的特點是BOD5/CODCr值均很低,一般在20%左右,可生化性差,因此需要採取措施,使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些,以利於進行生化處理。
(3)印染廢水中的鹼減量廢水,其CODCr值有的可達10萬mg/L以上,pH值≥12,因此必須進行預處理,把鹼回收,並投加酸降低pH值,經預處理達到一定要求後,再進入調節池,與其它的印染廢水一起進行處理。
(4)印染廢水的另一個特點是色度高,有的可高達4000倍以上。所以印染廢水處理的重要任務之一就是進行脫色處理,為此需要研究和選用高效脫色菌、高效脫色混凝劑和有利於脫色的處理工藝。
(5)印染行業中,PVA漿料和新型助劑的使用,使難生化降解的有機物在廢水中含量大量增加。特別是PVA漿料造成的CODCr含量占印染廢水總CODCr的比例相當大,而水處理用的普通微生物對這部分CODCr很難降解。因此需要研究和篩選用來降解PVA的微生物。
此外,因生產的間斷運行,故存在著水量水質的波動;對於大量使用還原染料、硫化染料、冰染料等的廢水,其化學絮凝效果相對較差。因此處理工藝要考慮這些因素,要有一定的適應水量、水質負荷變化的能力。
用於印染廢水處理的方法有物化法、生化法、化學法(多功能混凝劑處理法、高壓脈衝電解法)等,但多數是生化為主體的生化-物化組合法。