水解酸化—接触氧化—混凝处理印染废水工程实践
摘要：印染废水COD高、色度高、可生化性差,是较难处理的工业废水。采用水解酸化-接触氧化-混凝工艺处理 印染废水,COD、BOD、SS和色度去除率分别达到86%、92.5%、88%、90%。印染废水处理后达到《纺织染整工业水污染物排 放标准》(GB4287-92)1级排放标准。此工艺具有工程投资少、运行稳定、处理效果好等优点。
关键词：印染废水，水解酸化，接触氧化，混凝
印染废水有机污染物含量高,成分复杂,色度深,碱性 强,水量大且水质水量变化大,是难处理工业废水之一。随 着印染工业的发展,大量化纤产品的出现,新的化学浆料、染 化料和整理剂的采用,大大地改变了印染废水的性质,增加 了其处理难度,传统的处理方法已不适应要求。某印染厂水 解酸化接触氧化混凝处理新工艺能保证出水达到《纺织 染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)1级排放标准。
1 工程概况
1.1 废水水质水量
某印染厂主要进行棉布及化纤布料加工生产。加工工 序包括预处理、染色、印花、整理4道工序,预处理工序排出 退浆、煮炼、漂白和丝光等4种废水,统称漂炼废水;而染色、 印花、整理工序分别排出染色废水、印花废水和整理废水,以 上废水混合排放,成分复杂,含有大量的碱类物质,pH高;含 有大量残余染料和助剂,色度深;悬浮物多,且含有微量的有 毒物质。印染生产过程中,由于织物的种类,加工的花色品 种随原料、季节、市场需求的变化而经常变化,因而加工工艺 和使用的染料和助剂也相应改变,使得印染废水的水质出现 大幅度变化。印染生产过程虽然是连续的,但废水的排放往 往是间歇的。此外,由于开机台数时有增减,所以废水排放 量极不均匀。
1.2 工艺流程
某印染厂采用水解酸化接触氧化混凝工艺处理废 水,其工艺流程见图1。
废水通过格栅去除较大的悬浮物和漂浮物后进入调节 池,在此进行水量的调节和水质的均衡;然后用泵提升至水解酸化池,该池仅控制在酸性发酵阶段,以提高废水的可生 化性;水解酸化出水流入接触氧化池,在接触氧化池内经微 生物作用去除绝大部分的有机物和色度后入沉淀池,沉淀池 的污泥全部回流到水解酸化池,在池内进行增溶和缩水体积 反应,使剩余污泥大幅减少,剩余污泥经浓缩后可直接脱水。 为了得到更好的水质,2级生化出水再经混凝沉淀和脱色氧 化池进行深度处理,达标排放。
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1.3 主要单元设计参数
1.3.1 调节池
设计周边、多边进水,使调节池不仅有水量的调节,在水 质、pH、温度、色度、浓度等方面,因进水位置不同加上空气 搅拌,而达到充分匀质目的。废水在调节池内部还可得到部 分氧气,为后续水解酸化作准备。调节池设计停留时间8h。 池体尺寸为10m×7.8m×5.0m,池内设置2台提升泵,1用 1备,性能参数:流量36m3/h,扬程10m,功率2.2kW。
1.3.2 水解酸化池
水解酸化池设计停留时间10h,池内放置弹性立体填 料,池内控制溶解氧DO=0-0.5mg/L。一般汽水比(5- 7)∶1。池体尺寸为10m×7.8m×5.0m。
1.3.3 接触氧化池
接触氧化池停留时间6h左右,汽水比(10-15)∶1,溶解氧DO=2-4mg/L,池内放置弹性立体填料和半软性组合填 料及微孔曝气器。池体尺寸为11m×5.0m×5.0m。
1.3.4 混凝沉淀池和脱色氧化池
经过生化处理的废水依次进入混凝沉淀池和脱色氧化 池,使水进一步得到净化。混凝沉淀池池体尺寸为7.5m ×5.0m×5.0m。脱色氧化池采用折板式结构,池体尺寸为 7.5m×5.0m×5.0m。
2 处理效果分析
采用水解酸化接触氧化混凝组合工艺是提高印染废 水处理效果切实可行的方法。某印染厂废水处理效果见表1。
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2.1 调节池
调节池采用多边进水方式,使废水同时进而不同时出, 池内配有充气管,由于充分搅动,充分发挥了调节池的匀质 作用,使水平稳进入生化设施,而且克服了污泥和短流与死 角,还可防止调节池积泥。
2.2 水解酸化池
生物好氧处理是去除废水中有机物最经济有效的方法, 而好氧处理要求废水的可生化性好,其BOD5/COD>0.3,有 机物易被降解。现在由于纤维织物不仅有天然纤维,而且还 有大量的人造纤维,造成所用染料种类增多,其中一些难以 生物降解。同时目前广泛采用化学PVA浆料(聚乙烯醇)和 合成洗涤剂ABS,这些都是难以生物降解的物质,导致印染 废水中BOD5/COD值低于0.3,废水可生化性差,从而不能单 独采用好氧处理,而必须加上水解酸化,使难以降解的高分 子有机物通过水解酸化作用,变成低分子有机物,提高其可 生化性,为好氧处理创造条件。某印染厂废水设计水解酸化 水力停留时间为8-10h,水解酸化效果见表2。
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水解酸化池的设置,使废水中的难降解大分子有机物, 分解成简单的小分子有机物,如有机酸、醇类,使废水的 BOD/COD得以提高,其可生化性大为改善,且COD有所下 降,从而减少后续好氧处理的池容,节省能耗。
2.3 接触氧化池
接触氧化池为印染废水处理的主体工艺,经水解酸化 接触氧化后,废水中绝大部分有机物得到了去除,其进出水 水质见表3。
接触氧化池出水沉淀后污泥全部回流到水解酸化池,在 池内进行增溶和缩水体积反应,使剩余污泥大幅减少,剩余 污泥经浓缩后易于直接脱水。
2.4 混凝沉淀和脱色氧化池
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废水经水解酸化接触氧化后仍有一定的色度和难降 解的有机物,所以生物接触氧化出水经沉淀固液分离后再次 混凝沉淀。印染废水中的色度主要是由废水中各种残余染 料引起的,它们不能采用直接沉淀或过滤方法去除。混凝沉 淀法一般对直接染料、还原染料、硫化染料、分散染料和胶体 物质均有较好的去除效果,色度去除率可达80%-90%, COD去除率可达50%-80%,但对酸性染料、活性染料、金属 络合染料及阳离子染料等,其脱色效果不佳,一般只有50% -60%。采用聚合氯化铝(PAC)作混凝剂,PAM(聚丙烯酰 胺)作助凝剂,色度去除率可达到90%[1]。
由于废水的可生化性提高,生物接触氧化有机物去除率 相应提高,水溶性的COD得到有效的去除,余下的疏水性 COD、BOD浓度已较低,混凝剂投加量只有常规工艺的1/2- 1/3,而处理效果比常规工艺好,处理效果比较见表4。水解 酸化好氧工艺与传统活性污泥工艺相比在基建投资、能耗 和运行费用上分别减少37%、40%、38%。
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脱色氧化池作为色度去除的保障工艺,若色度不达标时可投入使用,一般情况下可超越排放。当印染废水经混凝沉淀处理后出水仍有较深的色泽时,采用氧化剂来处理。用氧化剂氧化分解印染废水中包括色度在内的难以生物降解的有机物,也是一种较常用的脱色方法。
3 结论
(1)印染废水经水解酸化处理,设计水力停留时间10h, 可使废水的可生化性从0.24提高到0.40,后续生物接触氧 化有机物去除率可提高15%-20%。
(2)沉淀池污泥全部回流到水解酸化池,在池内进行增 溶和缩水体积反应,使剩余污泥大幅减少,剩余污泥经浓缩 后易于直接脱水。
(3)沉淀池后设置混凝沉淀池和脱色氧化池作为3级处 理,可获得较好的出水水质,部分出水可回用于生产。
(4)脱色氧化池作为色度去除的保障工艺,若色度不达 标时可投入使用,一般情况下可超越排放。
(5)水解酸化接触氧化混凝工艺作为传统活性污泥 工艺的替代工艺,其处理效果明显优于传统工艺,且能耗低, 产泥量少,污泥可直接脱水。水解酸化接触氧化混凝组 合工艺是提高印染废水处理效果切实可行的方法。
参考文献
[1]娄金生.水污染治理新工艺与设计.北京:海洋出版社,1999.118. 作者简介 刘庆斌,1970年生,女,湖北崇阳人,工程师,工学学士, 在读工程硕士,从事环境工程教学工作。
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