印染廢水具有色度高、有機物含量高、成分復雜和可生化性能差等特點,是一種難處理的工業(yè)廢水。同時還面臨排放量大,回用率較低的問題 。實現(xiàn)了SRT(泥齡)和HRT(水力停留時間)的分別控制，有利于自動化控制，提高污染物停留時間，一些難降解的大分子顆粒狀物質(zhì)和活性大分子化合物也能被膜截留下來。常用的印染廢水處理方法為結(jié)合物化及生化的二級處理工藝,該工藝可去除廢水中的大部分色度和有機物。但該二級生化出水的色度、COD 等指標仍不能滿足污水排放及回用水水質(zhì)標準,需進一步處理。

臭氧氧化能力強,使用經(jīng)濟方便,常被用于印染廢水的深度處理工藝。但是,傳統(tǒng)的臭氧曝氣方式存在傳質(zhì)效率不夠高,反應器體積較大,容易出現(xiàn)液泛、乳液和泡沫等問題。超纖非織布印染廢水處理工藝設(shè)計隨著科技的發(fā)展，印染行業(yè)普遍采用堿減量技術(shù)，使滌綸織物獲得光滑柔軟的手感、懸垂感和飄逸感等絲綢織物的性能，并使織物在其他品質(zhì)，諸如染色性等方面甚至超過了天然纖維。膜接觸反應器是一種新型的氣液接觸裝置。在膜接觸反應器中,含臭氧氣體與待處理廢水分別在膜兩側(cè)獨立流動,在濃度差的作用下,臭氧從氣相側(cè)穿過膜孔擴散到液相側(cè),并發(fā)生反應。此臭氧傳遞過程無氣泡產(chǎn)生,因此可有效避免傳統(tǒng)反應器易出現(xiàn)的問題。同時,由于膜接觸反應器具有極大的比表面積,無泡傳質(zhì)過程具有很高的體積傳質(zhì)系數(shù)。

膜接觸臭氧反應器的能耗與傳統(tǒng)反應器相當而其體積僅為傳統(tǒng)反應器的1 /50。研究表明,膜接觸臭氧反應器具有緊湊、傳質(zhì)的優(yōu)勢。此外，MBR還具有占地面積小，處理速度快，p泥周期長，出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。近年來,不少研究者應用膜接觸臭氧反應器進行模擬廢水的處理研究,如于苦咸水中回收單質(zhì)碘,水中腐殖酸降解 以及印染廢水的處理等。利用膜接觸臭氧反應器對直接紅、酸性藍和活性紅等模擬廢水進行降解實驗。究結(jié)果顯示,模擬廢水的色度、COD 等指標得到了較好的降解。

實際印染廢水二級生化出水中,除了殘留的染料物質(zhì),還有較多的微粒、膠體和大分子有機物。這些物質(zhì)會影響廢水的回用以及臭氧氧化的效果。已開發(fā)用于制備無機膜的材料有:氧化鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)、氧化硅質(zhì)、氧化鋅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、碳化硅質(zhì)、沸石質(zhì)等。因此,本工作使用超濾和膜法臭氧氧化組合工藝對印染廢水二級生化出水進行處理。首先使用前置的超濾工藝去除廢水中的大分子有機物等物質(zhì),以達到減輕臭氧氧化階段有機物負荷,減少臭氧投加量,提高氧化效率的目的。繼而利用膜接觸反應器進行臭氧氧化,以提高臭氧的利用效率。首先對影響該組合工藝的參數(shù)進行優(yōu)化選擇,然后在優(yōu)化的工藝條件下進行8 d 的連續(xù)實驗以觀察其處理效果。

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超纖非織布印染廢水處理工藝設(shè)計

隨著科技的發(fā)展，印染行業(yè)普遍采用堿減量技術(shù)， 使滌綸織物獲得光滑柔軟的手感、懸垂感和飄逸感等絲 綢織物的性能，并使織物在其他品質(zhì)，諸如染色性等方 面甚至超過了天然纖維。該廢水經(jīng)過酸析處理后可使COD去除率大于65%，BOD5/COD提升到0。但是由此而產(chǎn)生的堿減量廢水 COD高，可生化性較差，污染嚴重，已成為難處理的工 業(yè)廢水之一。

1 項目概況

堿減量廢水800m3/d，COD為2000～80,000mg/L；好氧工藝是常見的處理工藝，但由于染料分子的抗生物降解性強，處理過程BOD5/COD比值下降(可生化性變差)，致使普通的好氧工藝對廢水色度、COD去除率不高(60%～70%)。 染色廢水480m3/d，COD含量為800～1400mg/L；生 活污水150m3/d，COD含量為300～500mg/L；其它廢水 100m3/d，COD含量為2000～3000mg/L。該項目廢水處理 執(zhí)行《廈門市水污染排放控制標準》（DB35/322-1999） 中的一級排放標準，各項指標要求見表1

2 廢水處理工藝流程

由于生產(chǎn)工藝各工段產(chǎn)生的廢水具有不同性質(zhì)，應 采取分質(zhì)分治的工藝對其進行處理。

2.1 分質(zhì)分治工藝路線

2.1.1 濃堿減量廢水處理

濃堿減量廢水源自生產(chǎn)工藝前段堿液池，NaOH含量 可達到1％～2％，COD濃度達到5×104～8×104mg/L。水 中的對b二甲酸鹽含量高，有較大的回收價值。為提高 回收的對b二甲酸（TA）純度，設(shè)計中采用多介質(zhì)過濾 器進行預處理，去除水中雜質(zhì)，再進行后續(xù)酸析處理。超濾膜允許小分子物質(zhì)和溶解性固體（無機鹽）等的通過，同時將截留下膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機物。 采用硫酸對堿減量廢水進行酸析以回收TA，pH值越 低則析出的TA量越大。通過試驗分析比較，酸析應控制 pH在3.5，TA析出量和硫酸投加量可達到j(luò)平衡點。酸 析反應時間應保證20min，再進入濃縮池，濃縮液用防腐 聚b烯廂式壓濾機進行脫水回收TA。該廢水經(jīng)過酸析處 理后可使COD去除率大于65%，BOD5/COD提升到0.3以 上。濃縮澄清液和濾液到集水池進行再處理。

2.1.2 稀堿減量廢水處理

該廢水pH值為13～14，COD為2×104～4×104 mg/L，主要為生產(chǎn)工藝后段清洗水。由于TA濃度較低 且量大，若直接加硫酸進行酸析，則達到酸析點的投酸量大，而TA析出量少，使得單位處理成本上升。所用染料主要有靛藍、硫化黑等，另使用變性淀粉、元明粉、s堿、勻染劑、滲透劑等多種印染助劑，污水排放量1000m3/d。為此， 擬先將稀堿減量廢水用于脫硫除塵，由于廢水中的NaOH 能和煙氣中SO2快速反應，在有效去除SO2的同時，廢水 pH降低，減少后續(xù)酸析的硫酸投加量。考慮到TA回收 需要，通過調(diào)節(jié)脫硫水回流量，控制pH在6.5以上，防 止TA析出。試驗證明，該控制點的脫硫效率達到95％以 上，可使煙氣達標排放，為企業(yè)解決了另一環(huán)保難題。 脫硫廢水經(jīng)過沉淀后，澄清液再投加硫酸進行酸析 處理，同樣控制pH在3.5，后續(xù)處理與上述濃堿減量廢 水處理工藝一致。

2.1.3 鐵碳微電解

酸析后廢液pH低，若直接采用堿回調(diào)，則投堿量 大，增加處理成本。可利用原電池原理，在酸性條件 下，反應池中形成無數(shù)以鐵為陽極、碳為陰極的微型原 電池，電極反應如下：

陽極：Fe-2e→Fe2 E0（Fe2 /Fe）= -0.44V

陰極：2H 2e→ 2[H]→H2↑ E0（H /H2）＝0V

電極反應產(chǎn)生的Fe2 在后續(xù)處理中將被作為混凝劑 使用，且在曝氣條件下多形成Fe3 ，有利于后續(xù)的混凝 反應，減少混凝劑投加量。低的碳磷比也造成系統(tǒng)的除磷效果差，達不到設(shè)計要求的污水廠排水排放一級A標準，需要通過投加絮凝劑來保證出水中磷含量的達標。而電極反應產(chǎn)生的羥基自由 基（OH?）可氧化多種有機物。在充氧曝氣條件下，經(jīng) 過30min鐵碳微電解反應后，廢水的COD去除率可達到 50%～60%。

pH影響微電解的電極反應速率和產(chǎn)物生成，而反 應終水中導致OH-濃度增加，pH上升。試驗表明，當 pH升高了1.5左右之后趨緩，即出水pH一般在4.5～5.0。

2.1.4 綜合廢水處理

其它廢水主要有實驗室廢水、織機含油廢水、差別 化纖工藝廢水等。這部分水經(jīng)過隔油預處理后與錦綸印 染廢水混合后，再進入曝氣混合池與鐵碳微電解池出水 進行曝氣混合，同時投加石灰，調(diào)節(jié)pH至8.0。

由于鐵碳微電解池出水pH值較低，且水中含有大量 Fe2 、Fe3 、硫酸根等，選擇投加石灰，可同時形成CaSO4 和Fe(OH)2、Fe(OH)3 等沉淀物，并形成混凝效果，通過吸 附架橋作用去除水中污染物質(zhì)。印染廢水污泥產(chǎn)生狀況綜述目前，在國內(nèi)印染廢水的處理方法主要是生物法為主，有時候也將生物法與化學法聯(lián)合起來進行使用。在后續(xù)的混凝反應池中 再投加助凝劑，以增強沉淀去除效果。

中試數(shù)據(jù)表明，印染廢水與鐵碳反應后的堿減量廢 水混合處理的加藥量和處理效果，與各自單獨處理相比 較，可節(jié)省加藥量約30％，并且出水水質(zhì)更佳。經(jīng)過混 凝反應和斜管沉淀后，混合廢水COD可控制在3000mg/L 左右，BOD5為1000～1600mg/L。這時再與生活污水混合進行后續(xù)生化處理。加入WTO后,隨著我國紡織印染行業(yè)的勢頭逐步看好,紡織印染行業(yè)用水的需求量不斷增大,而供給量卻相對減少。 生化處理工藝采用U A S B 接觸氧化工藝。針對 水中殘留的一定量的生物難降解物質(zhì)，采用UASB工 藝。UASB工藝出水COD為500～1200mg/L，BOD5約為 300～700mg/L。而接觸氧化工藝通過充氧曝氣和好氧菌 膠團的作用，進一步氧化分解水中污染物質(zhì)，并通過二 沉池的污泥回流，提高生化系統(tǒng)污泥活性。

由于該項目的廢水污染物濃度高，水質(zhì)變化大，因 此在后段增加混凝沉淀池、生物濾池和砂濾池，可確保 出水色度和有機物達標排放。

工藝產(chǎn)生的污泥主要為混凝沉淀污泥和生化剩余污 泥，通過濃縮、壓濾脫水，干污泥外運妥善處置。

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我國是紡織印染大國，紡織印染廢水排放量約 占工業(yè)廢水排放量的35%。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印 染廢水排放量為3x106-4x106 m3 /d [1] 。國內(nèi)印染廢 水處理以生化處理為主，近年來，隨著化纖織物的 發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進步，PVA漿料、新型助 劑等難生化降解的有機物大量進入印染廢水，降低 了其可生化性，使COD去除率大大降低[ 2] 。同時，曝氣池中活性污泥對多變化的染料中間體廢水的馴化、適應也不甚容易。而由于水資源的缺乏，廢水處理資源化已提到日程，印染廢 水的深度處理直至回用已漸被要求。吸附、g級氧化[3] 、強化生物處理[4]、膜法[5]等多種方法單獨或組 合工藝在印染廢水深度處理中已有研究，但應用臭 氧和超聲波對印染廢水進行深度處理以達到中水回用目的的研究相對較少。目前采用臭氧和超聲波等處理印染廢水的研究主要為對印染廠初始出水的處理。因負荷較高、能耗較高而無法普及[6-13] 。筆者分別采用臭氧氧化法、超聲波一活性炭法對二級生化處理的印染廢水進行深度處理，并對COD的去除率和能否達到中水回用的要求進行了研究。