印染廢水深度處理
摘要: 采用由專利技術、 設備及系列產品組成的 CFM污水自動凈化技術 ,通過射流氣浮、 混凝氣浮、 厭氧生物處理、 懸浮濾膜凈化和催化吸附處理 ,快速去除污水中的懸浮顆粒和有機污染物 ,從而達到對印染廢水進行深度處理及部分回用的目的。處理后 ,印染廢水中的 COD, BOD, SS和色度等指標均達到國家標準 ,60%出水可回用于生產。與常規膜技術相比 ,該技術操作方便 ,運行穩定 ,總投資和運行費用低 ,綜合經濟技術指標達到國際先進水平。
關鍵詞: 染整; 廢水處理; 回收利用
0 前言
紡織品印染加工時 ,其退漿、 煮練、 絲光、 染色 (蠟 染 )、 印花以及水洗等工序都會產生大量廢水 ,尤其是 生產中深色或厚重織物時 ,各工序產生的廢水污染物 含量很高 ,污水處理難度較大 ,給環境保護帶來危害。 本公司主要生產滌棉工裝、 純棉休閑面料 ,新型環保纖 維面料 ,特殊后整理面料 ,蠟染印花面料和家紡面料 , 因此 ,生產廢水中存在大量的活性染料、 士林染料、 聚 乙烯醇、 堿劑、 保險粉、 雙氧水、 尿素和纖維雜質等。廢 水的組分復雜 ,堿性強 ,顏色深 (呈深褐色 ) , COD、 BOD 都相當高。
針對本公司的生產特點 ,選擇具有自主知識產權 的“CFM廢水凈化技術 ” 處理印染廢水 ,在保證其達標 排放的同時 ,逐步使回用水達到 60% ,為印染行業的 減排提供技術支撐和示范工程。目前 ,廢水處理規模 為 10 000 m3 /d,年節約新鮮水 200萬噸。
1 CFM廢水凈化系統
CFM污水自動凈化系統由專利技術、 設備及系列 產品組成 ,專門用于處理高濃度有機污水 ,以及高含量 懸浮雜質的工業污水和城市污水。它綜合利用電磁 學、 物理化學、 生物化學和流體力學原理 ,對污水進行 水質調節、 絮凝、 混凝、 過濾、 澄清和污泥濃縮脫水等處 理 ,可快速去除污水中的懸浮顆粒和有機污染物。它 解決了印染廢水中絮狀物怕碰、 易碎和金屬濾網等機 械過濾難以提取分離的難題,是物化法和生化法相結 合的最先進的污水處理技術。
在 CFM污水處理系統中 ,印染污水先與回流污水 (中水回用后再次產生的部分污水 )合流 ,然后再進入 各反應器 ,并立即被快速充分混合。這種完全混合型 的運行方式 ,有效降低了廢水對 CFM系統的沖擊。系 統采用強烈曝氣 ,加快微生物的新陳代謝 ,也可減少對 系統的沖擊。此外 , CFM系統的反應器循環水量、 補 充曝氣量和污泥回流量等都可以根據需要進行調節 , 操作簡便靈活 ,易獲得較高的 COD去除率。與傳統的 污水處理系統相比 , CFM系統占地面積可以節省 40% ～50% ,建設工期縮短 40% ,凈化 1 m3 污水僅耗電 0 . 2 kWh,系統工程總投資和運行費用低 ,綜合經濟技 術指標達到國際先進水平 ,十分適合中國國情。
2 印染廢水深度治理工藝
2 . 1 廢水進水水質
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2 . 2工藝流程
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2 . 3CFM技術廢水處理工藝
2. 3 . 1 混合廢水預處理
(1)綜合廢水冷卻
煮練、 絲光、 染色、 水洗以及印花工序廢水,經由各 自的排放管道排出后混合 ,成為綜合廢水。綜合廢水 的水溫偏高 ,為方便后續處理 ,需要通過冷卻塔冷卻。 本項目中 ,冷卻塔內的溫度調節為 30～40 ℃;提升泵 流量 100 m3 /h,額定功率 5 . 5 kW,下同。
(2)真蠟和退漿廢水預處理
退漿和真蠟廢水所含的主要污染物為氫氧化鈉、 碳酸鈉堿液 ,以及蠟質和顏料等。在高溫條件下 ,這些 污染物易與廢水中的其它有機物反應 ,生成氨氮和氰 化物等物質。其色度較深 ,懸浮物的含量高 , COD高 達10 000～30 000 mg/L,生化性很差。為使水質達標 排放 ,并實現部分水回用于生產 ,本項目先對該廢水進 行預處理 ,之后再與綜合廢水混合處理。
①pH值調節
在調節池中 ,采用鹽酸調節真蠟和退漿廢水 pH 值至 9～10。調節池為鋼質結構 ,提升泵流量和額定 功率同前。
② 厭氧生物處理
厭氧生物處理是在無氧條件下 ,利用污泥產生的 厭氧微生物的消化降解作用 ,凈化污水中的有機物質。 將退漿和真蠟廢水在溫度 70～75 ℃ 和 pH值 6～10的 條件下 ,置于厭氧池中存儲 8～10 d,使厭氧微生物與 廢水中的有機污染物充分作用 ,將其分解為二氧化碳 等小分子物 ,從而降低廢水中污染物的含量。 退漿和真蠟廢水經厭氧生物處理后 ,在沉淀池內 進行沉淀 ,水速 60 m3 /min。
③ 氣浮處理
厭氧生物處理后 ,退漿和真蠟廢水在氣浮池內采 用物化法氣浮處理。
物化法氣浮處理采用射流氣浮。在硫酸亞鐵和聚 丙烯酰胺的作用下 ,廢水中的可溶性污染物轉變為不 溶性的懸浮小顆粒 ,通過氣浮反應器的底部向上釋放 曝氣 ,使不溶性的懸浮小顆粒充分浮在廢水表面 ,通過 刮泥行車將其刮除。這樣大大減少了后續過程中污水 處理的負擔 ,為廢水的中水回用及凈化分離奠定良好 基礎。在本項目運行工藝中 ,氣浮溫度 30～40 ℃,助 凝劑硫酸亞鐵 5 t /800 m3 ,聚丙烯酰胺 30 kg/800 m3 , 曝氣 40 m3 /min。
經過上述氣浮處理以后 ,真蠟廢水的 COD可由 20 000～30 000 mg/L降至 1 000 mg/L以下 ,析出的蠟 可重復使用 ,有效降低生產成本。
2 . 3 . 2 混合廢水 pH值調節
冷卻后的綜合廢水 ,以及氣浮處理后的退漿和真 蠟廢水流入同一調節池中 ,形成混合廢水。采用鹽酸 調節混合廢水 pH值為 6～8,于 30～40 ℃ 處理30 min。
2 . 3 . 3 混凝氣浮
調節混合廢水的 pH值后 ,進行混凝氣浮處理。 與射流氣浮相同 ,該工序主要去除印染污水中的可溶 性污染物。其也是先通過絮凝劑的作用 ,產生不溶性 的懸浮顆粒 ,然后在刮泥行車的作用下 ,將污染物去 除。選用高分子有機混凝劑和無機聚合混凝劑 ,如聚 合氯化鋁 ( PAC)、 硫酸亞鐵、 聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺 ( PAM)、 聚合氯化鋁和聚二甲基二烯丙基氯化銨 ( PD2 MDAAC)、 高分子復合鐵鹽絮凝劑等 ,進行去除 COD 以及色度的試驗 ,結果證明 ,聚丙烯酰胺 ( PAM)效果最 好。在本項目運行工藝中 ,處理溫度 30～40 ℃,助凝 劑硫酸亞鐵 3 t /800 m3 ,聚丙烯酰胺 16 kg/800 m3 ,曝 氣 60 m3 /min。
2 . 3 . 4 混合廢水厭氧生物處理
混合廢水經混凝氣浮處理后 ,進行厭氧生物處理。 厭氧生物處理系在無氧條件下 ,采用污水中污泥產生 的厭氧細菌將碳水化合物、 蛋白質和脂肪等有機物分 解生成有機酸 ,然后在甲烷菌的作用下 ,進一步發酵形 成甲烷、 二氧化碳和氫等 ,從而使污水得到凈化。該法 可處理 BOD負荷較高的污水 ,如厭氧消化的 BOD負 荷一般為 3 . 5 kg/ (m3 ·d) ,去除率可達 90%以上 ,其 處理費用也低于好氧處理。本項目中 ,厭氧生物處理 溫度 30～40 ℃, pH值 6～8。
2 . 3 . 5 混合廢水沉淀
在混凝氣浮和厭氧處理過程中 ,系統將產生部分 污泥。由于 CFM工藝混合污水中的微生物菌團顆粒 小 ,沉降性能好 ,污泥在沉淀池中的停留時間一般只需 要 40 min左右。該工藝每降解 1 kg BOD所產生的剩 余污泥量 ,比其它好氧方法平均減少 40%左右。剩余 污泥量較少的原因主要有兩個:其一 ,強烈曝氣使微生 物代謝速度加快 ,由此引起的生化反應可能加大能源 消耗 ,使剩余污泥量相對少;其二 ,由于反應器中混合 污水被高速循環液流剪切 ,微生物菌團被不斷分割細 化 ,內部的氣孔減少 ,密度相對增加 ,總體積減少。
污泥池為鋼砼結構、 有效容積 500 m3 。污泥經濃 縮后 ,外運制磚 ,不產生二次污染。整個污泥處理系統 無需脫水裝置 ,大大簡化污泥的運行管理。
2 . 3 . 6 二次氣浮
為進一步去除第一級初步凈化印染廢水中的可溶 性物質 ,降低廢水中 COD, SS, pH值和色度等 ,在氣浮 池中對污水進行二次氣浮處理。處理溫度 30～40 ℃, 助凝劑硫酸亞鐵 1 t /800 m3 ,聚丙烯酰胺 11 kg/800 m3 , 曝氣 20 m3 /min。
經二次氣浮處理后 ,廢水可達標排放 ,見表 2。
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