一文看懂印染廢水處理技術、工藝;外附5個典型案例

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印染行業是紡織工業用水量較大的行業,水作為媒介參與整個印染加工過程。

印染廢水是指棉、毛、麻、絲、化纖或混紡產品在預處理、染色、印花和整理等過程中所排出的廢水。


1. 印染廢水水質水量特點


由于印染過程中工藝繁復,且需投放種類繁多的染料、漿料、助劑等化學品,因此印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水。


1印染廢水污染物的種類和來源


廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質、砂類物質、無機鹽等。染料結構中硝基和胺基化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有較大的生物毒性,嚴重污染環境。


下面介紹一下印染廢水污染物種類和來


污染物 種類

來源

懸浮物

纖維屑粒

BOD

有機物,如染料、漿料、表面活性劑和加工助劑等;

COD

染料、還原漂白劑、醛、還原凈洗劑和整理劑等;

重金屬

銅、鉛、鋅、鉻、汞、氰離子等;

色度

染料、顏料在廢水中呈現性質


染料及特點



印染工藝中主要是染色,而染色的過程就離不開五顏六色的染料,染料是印染廢水污染物的主要來源之一,染料種類繁多,生物可降解程度也各不相同。

下表總結各種染料的特點。


染料類型

分子結構

特點

直接染料

芳香族化合物的磺酸鈉鹽(-SO3Na)和少量羧基鈉鹽(-COONa)

不依賴其它介質而直接染色

不溶性偶氮染料

不溶于水,重氮組分(顯色劑)是一些芳伯胺的重氮鹽,偶合組分主要是酚類化合物。

又稱為冰染料,先用偶合組分(色酚)溶液打底,再通過冰冷卻的重氮組分(色基重氮鹽 )溶液,使其在織物上直接發生偶合反應而顯色,生成固著的不溶于水的偶氮染料,從而達到上染目的。對人體和環境有害,已被歐美市場禁用

活性染料

含有能與纖維上的羥基、氨基或酰胺基發生共價鍵結合的活性基團的可溶性染料

廣泛應用于棉、麻、絲、毛和化纖等紡織材料的印染

還原染料

分子結構中都至少含有兩個羰基(﹥C=O),它們在強的還原劑連二亞硫酸納(俗稱保險粉)的作用下,羰基被還原成羥基(-OH)

不溶于水,在堿性的強還原溶液中生成隱色體而溶解后才能染色

可溶性還原染料

由還原染料衍生而來的,是用還原染料經過還原及酯化而成的隱色體硫酸酯鈉(鉀)的鹽

與還原染料不同的是在染色的過程中一般不使用燒堿和保險粉

分散染料

水溶性較低的非離子型染料,主要是低分子偶氮、蒽醌及二苯胺的衍生物

在分散劑的作用下,在溶液中為0.5-2微米分散顆粒

酸性染料

含有磺酸基、羧基等親水基團,其母體多為偶氮類、蒽醌類和三苯甲烷類

在酸性溶液中與纖維上的氨基結合,可以直接染羊毛、蠶絲和錦綸

金屬絡合染料

由染料分子(大多是酸性染料)和金屬離子(銅、鈷、鉻、鎳等)絡合而成

可溶于水和有機溶劑,在中性或酸性溶液中染色。其染品更能耐曬耐洗


助劑及種類


助劑是印染廢水的另一主要來源,助劑主要包括表面活性劑、金屬絡合劑、還原劑、氧化劑、分散劑、樹脂整理劑和染色載體等

按用途分為以下類別:

潤濕劑和滲透劑類;

乳化劑和分散劑類;

起泡劑和消泡劑類;

金屬絡合劑類;

勻染劑、染色載體和固色劑類;

還原劑、拔染劑、防染劑和剝色劑類;

粘合劑和增稠劑類;

柔軟劑和防水劑類,上漿硬挺整理劑類,樹脂整理劑熒光增白劑類;

防靜電類,阻燃整理類;

羊毛防縮和防蛀類,防霉防臭整理劑類,防油易去污類。

印染廢水中含有少量油劑,主要來自煮煉廢水和整理工序廢水,含量少,對水質影響不大。


2印染廢水的來源和水量水質特點


印染廢水不單單產生于染色過程中,印染過程分多個工序,每一道工序都要排出廢水,預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水,染色工序排出染色廢水,印花工序排出印花廢水和皂液廢水,整理工序則排出整理廢水。



印染廢水是以上各類廢水的混合廢水。其中所含的污染物有原料的污物、油脂、添加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸堿等。

下表從印染工藝角度討論廢水水質的特點列出每一道工序所產生出廢水的水量水質特點及其主要污染物。


工序

水量水質特點

主要污染物

退漿

水量較小,但污染物濃度高,廢水呈堿性,pH值為12左右,有機物含量高,上漿以淀粉為主的(如棉布)退漿廢水,其   COD、BOD值都很高,可生化性較好;上漿以聚乙烯醇(PVA)為主的(如滌棉經紗)退漿廢水,COD高而BOD低,廢水可生化性較差。

各種漿料、漿料分解物、纖維屑、燒堿、亞硝酸鈉、

過氧化氫、淀粉堿和各種助劑等。

煮煉

水量大,污染物濃度高,廢水呈強堿性(pH為10~13),水溫高,呈褐色。COD、BOD值可高達3000mg/L。

纖維素、果酸、蠟質、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等。

漂白

水量大,但污染較輕。漂白劑易分解,BOD約為200 mg/L ,COD較低。

殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉、亞溴酸鈉、過氧化氫、高錳酸鉀、保險粉、亞硫酸鈉、硫酸等。

絲光

含堿量高,pH為12~13,NaOH含量在3%~5%,多數印染廠通過蒸發濃縮回收NaOH,所以絲光廢水一般很少排出,經過工藝多次重復使用最終排出的廢水仍呈強堿性,BOD、COD、SS均較高。

NaOH等堿性污染物。

染色

水量較大,水質組成復雜,隨所用染料的不同而不同,一般呈強堿性(pH在10以上),色度很高,COD較BOD高得多,可生化性較差。

含漿料、染料、助劑、硫酸鈉、燒堿、保險粉、重鉻酸鉀、硫化鈉、硫酸、吐酒石、苯酚、表面活性劑等。

印花

水量較大,除印花過程的廢水外,還包括印花后的皂洗、水洗廢水,色度高,氨氮含量高,污染物濃度較高,BOD、COD均較高。

漿料、染料、助劑、尿素、氫氧化鈉、表面活性劑、保險粉等

整理

水量較小,對整個印染廢水水質營銷較小。

纖維屑、樹脂、甲醛、油劑和漿料,表面活性劑等。

堿減量

由滌綸仿真絲堿減量工序產生。pH值高(>12),有機物濃度高,   CODCr可高達9萬mg/L,高分子有機物及部分染料很難被生物降解。

含滌綸水解物對苯二甲酸、乙二醇等,其中對苯二甲酸含量高達75%。

洗毛

廢水呈棕色或淺棕色,表面浮有一層含有各種有機物、細小懸浮物及各種溶解性有機物的含脂浮渣。

碳酸鈉、硫酸鉀、氯化鉀、硫酸鈉、不溶性物質和有機物、羊毛脂。


3不同印染產品的廢水水質特點

上面是從印染工藝角度討論廢水水質的特點,也可以說從廢水的來源看廢水的組成。下面,從產品的角度,也就是印染的對象(料子)分析廢水水質有哪些特點。


印染產品由于原料纖維、產品種類和生產工藝等不同,使用的染料、助劑種類和品種不同,加工的工藝方法不同,漂洗次數不同,因此其排放廢水的水質亦不同。另外,由于不同化學纖維的含量在各類產品中所占的比重不同,其使用染料和助劑的種類也不斷變化,因此所排放的廢水中各污染物含水量也不相同。按產品使用纖維原料的不同,紡織印染可分為:棉紡印染、毛紡印染、絲綢印染和麻紡印染。


下表總結了產品類型與所排廢水的水質特點。


產品類型

產品成分及工藝特點

廢水水質特點

棉混紡織

化學纖維(主要為滌綸)成分居多,經紗上漿時采用變性淀粉和聚乙烯醇混合漿料,

一定量的聚乙醇,使廢水中增加了難降解物質,降低了廢水的可生物降解性。

毛紡

天然纖維比例較大,化學纖維比例相對較少;織造過程中不需上漿

水質相對較為穩定,廢水的可生物降解性優于棉紡產品排放的印染廢水,在提取羊毛脂后宜采用生物處理方法。

天然真絲

天然真絲綢指以天然蠶絲為原料,天然真絲綢產品廢水分為脫膠廢水和印染廢水兩種。

絲綢廢水中含有染料、表面活性劑、固色劑、酸、堿以動及蠶絲上的雜質與水解產物等,有機物濃度高、波范圍大,色度較深。脫膠廢水為較高濃度的有機廢水,可生物降解性能較好。絲綢印染廢水為有機污染物濃度較高、組分復雜、色度深且波動大的特點,需要進行深度處理。

化纖仿真絲

化纖仿真絲綢產品加工過程中,產生堿減量廢水和印染廢水。

堿減量廢水是難降解高濃度有機廢水。含有相當量的對苯二甲酸和乙二醇,總體看廢水的可生物降解性能較差,但與印染廢水混合后,水質稍有改善。

麻紡纖維為纖維素纖維

麻紡產品生產過程中脫膠廢水為高濃度的有機性廢水,較易生物降解。麻紡織產品加工過程中排放的印染廢水與棉紡織印染廢水相近,只是色度略低。



2. 印染廢水排放標準



印染廢水的排放標準為《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB 4287-1992)。


第一類:能在環境或動植物體內積蓄,對人體健康產生長遠影響的有害物質,最高允許排放濃度列與下表。


有害物質名稱

最高允許排放濃度(毫克/升)

汞及其無機化合物

0.05(按Hg計)

鎘及其無機化合物

0.1(按Cd計)

六價鉻化合物

0.5(按Cr計)

砷及其無機化合物

0.5(按As計)

鉛及其無機化合物

1.0(按Pb計)


第二類:其長遠影響小于第一類的有害物質,最高允許排放濃度列表。


有害物質或項目名稱

最高允許排放濃度

PH

6-9

懸浮物(水力排灰、洗煤水等)

500毫克/升

生物需氧量(520℃)

毫克/升

化學需氧量(重鉻酸鉀法)

100毫克/升

硫化物

1毫克/升

揮發性酚

0.5毫克/升

氰化物(以CN-計)

0.5毫克/升

有機磷

0.5毫克/升

石油類

10毫克/升

銅及其化合物(按Cu計)

1毫克/升

鋅及其化合物(按Zn計)

5毫克/升

氟的無機化合物(按F計)

10毫克/升

硝基苯類

5毫克/升

苯胺類

3毫/升


3. 印染廢水處理技術



印染廢水的處理方法主要有:物理處理法、化學處理法、物化處理法、生物處理法、堿減量處理法。印染廢水處理以生物法為主,還結合其他方法進行預處理。



1. 物理法


1、膜分離


作為一種高效分離技術,膜分離是利用生物膜對物質選擇性通透的原理,對廢水中的污染物進行分離、濃縮、回收而達到廢水處理目的。



膜分離技術不需投加化學試劑,在處理過程中也不產生新的化學物質,不產生二次污染;處理過程簡單,操作方便,可在常壓下進行,能耗低;可從廢水中回收有用的鹽類和部分染料,使之循環使用;處理后的廢水可直接回用,減少了廢水排放量。


膜分離技術應用于染料廢水處理方面主要是超濾和反滲透。據報道,用管式和中空纖維式聚砜超濾膜處理還原染料廢水脫色率在95%~98%之間,CODCr去除率60%~90%,染料回收率大于95%。而納濾膜用于印染廢水處理中,如采用加壓過濾方式,通常在1.0Mpa以上的操作壓力下運行,不僅能耗高而且膜污染嚴重,切對原水處理要求較高,改加壓式過濾工藝為浸沒式過濾工藝可以提高其效率并節能。


2、高能物理法


高能物理法是一種新的水處理技術,當高能粒子束轟擊水溶液時,水分子發生激發和電離,生成離子、激發分子、次級電子,這些輻射產物在向周圍介質擴散前會相互作用產生反應能力極強的物質HO·自由基和H原子,與有機物質發生作用而使其分解。高能物理法處理印染廢水具有有機物的去除率高、設備占地小、操作簡單、用來產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高、能耗大、能量利用率不高等特點。

2017年3月,中廣核達勝在浙江金華建成首個電子束輻照處理印染廢水的示范工程,是該方法投入實際應用的重大突破。


3、超聲波技術



利用超聲波可降解水中的化學污染物,尤其是難降解的有機污染物。它集高級氧化技術、焚燒、超臨界水氧化等多種水處理技術的特點于一身,降解條件溫和、降解速度快、適用范圍廣,可以單獨或與其它水處理技術聯合使用。該方法的原理是廢水經調節池加入選定的絮凝劑后進入氣波振室,在額定的震蕩頻率的激烈震蕩下,廢水中的一部分有機物被開鍵成為小分子,在加速水分子的熱運動下,絮凝劑迅速絮凝,廢水中色度、COD、苯胺濃度等隨之下降,起到降低廢水中有機物濃度的作用。目前超聲技術在水處理上的研究已取得了較大的成果,但絕大部分的研究都還局限于實驗室水平上。


2. 物化法


1、吸附法


吸附法特別適合低濃度印染廢水的深度處理,具有投資小、方法簡便、成本低的特點,適合中小型印染廠廢水的處理。


吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水混合,或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床,利用吸附劑表面活性,將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附并濃集于其表面,達到凈化水的目的。



活性炭具有較強的吸附能力,對陽離子染料,直接染料,酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附功能,但活性炭價格昂貴,不易再生。由殼聚糖與活性炭及纖維素混合制成的染料吸附劑對活性染料和酸性染料有優異的吸附能力,且在水中具有優良的分散性,可采用簡單而廉價的接觸過濾法處理。另外,研究表明,以活性炭的篩余炭作基炭,用碳酸銨溶液浸泡,烘干后再用水蒸氣活化,可提高活性炭的吸附容量和使用壽命。


大孔吸附樹脂是內部呈交聯網絡結構的高分子珠狀體,具有優良的孔結構和很高的比表面積。吸附樹脂可用于去除難以生物處理的芳香族磺酸鹽,萘酚類物質。 它易再生,且物理化學穩定性好,樹脂吸附法已成為處理染料廢水的有效方法之一。


高嶺土吸附劑能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。此外,國內也應用活性硅藻土和煤渣處理傳統印染工藝廢水,費用較低,脫色效果較好。但產泥渣量大,且進一步處理難度大。


2、混凝法


混凝法主要有沉淀法和氣浮法,因其具有投資費用低、設備占地少、處理容量大、脫色率高等優點,至今仍是我國中小型印染企業普遍采用的廢水處理方法。混凝劑有無機混凝劑、有機混凝劑及生物混凝劑等。混凝法常用的混凝劑是硫酸鋁、氯化鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)等,PAC吸附架橋性能最好,而PFS價格較低。混凝法對疏水性染料效果好,但對親水性染料效果差。在廢水中投加鋁、鐵鹽等絮凝劑,使其形成高電荷的羥基化合物,他們對水中憎水性染料分子如硫化染料、還原染料、分散染料的混凝效果較好。混凝過程中明顯的吸附架橋作用不會改變染料分子的結構。



近年來,國內外采用高分子混凝劑日益增多,電荷密度小,分子量低,易發生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有機高分子絮凝劑分子量大,分子鏈中所帶的官能團多,絮凝性能好,用量少,pH范圍廣。天然高分子絮凝劑主要有淀粉及淀粉衍生物、甲殼質衍生物和木質素衍生物3大類。傳統混凝法對疏水性染料脫色效率很高。缺點是需隨著水質變化改變投料條件,對親水性染料的脫色效果差,COD去除率低。此外,生成大量的泥渣且脫水困難也是限制該方法廣泛應用的主要原因之一。如何選擇有效的混凝脫色工藝和高效的混凝劑,則是該技術的關鍵。用NaOH作催化劑將玉米淀粉和醚化劑反應制得的陽離子淀粉CST,用量為7~15 mg/L時,對酸性染料、活性染料的脫色率達90%以上。用接枝聚合制得的木質素季胺鹽絮凝劑處理酸性染料廢水,絮凝劑中的季胺離子與廢水中的磺酸基團生成不溶于水的物質,投量20 mg/L,色度去除率達90%。利用海蝦、蟹殼為原料制得的殼聚糖用來處理印染廢水,CODCr去除率達85%以上。


3. 化學法


1、化學氧化法


化學氧化法是目前較為成熟的方法,是利用臭氧、Fenton試劑、氯、次氯酸鈉等將染料的發色基團破壞而脫色。


臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果,不產生污泥和二次污染,而且臭氧發生器簡單緊湊、占地少,容易實現自動化控制。但是處理成本高,對硫化、還原等不溶于水的染料效果較差。不適合大流量廢水的處理,而且CODCr去除率低。通常很少采用單一的臭氧法處理印染廢水,而是將它與生物法、混凝法等其它方法相結合,彼此互補以求達到最佳的廢水處理效果。


Fenton試劑氧化法,其脫色的實質是H2O2 與Fe2+ 反應所產生的羥基自由基使染料有機物斷鏈。 Fenton試劑除氧化作用外,還兼有混凝作用。采用鐵屑過氧化氫氧化法處理印染廢水,在pH為1~2時鐵氧化生成新態Fe2+,其水解產物可脫除硝基酚類,蒽醌類染料廢水色度。傳統Fenton法反應條件溫和,設備簡單,適用范圍廣,研究表明,用此法處理2-萘磺酸鈉生產廢水,先用FeCl3混凝沉淀后,然后在pH 1.5~2.5條件下以H2O2 2 g/gCODCr,Fe2+4 g/L水,氧化60 min可去除 CODCr99.6%、色度95.3%。目前,隨著人們對Fenton法研究的深入,近年來又把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中,使Fenton法的氧化能力大大增強。


2、光化學氧化法


光催化氧化應用廢水治理領域,始于20世紀80年代后期,可分為光分解、光敏化氧化、光激發氧化和光催化氧化四種,目前研究和應用較多的是光催化氧化法。光氧化法處理印染廢水脫色效率較高,但設備投資和電耗還有待進一步降低。


常用光敏化半導體(如TiO2、CdS 、Fe2O3 、WO3 作催化劑),在紫外線高能輻射下,電子從價帶躍遷進入導帶,在價帶產生空穴,從而引發氧化反應。此法對染料廢水的脫色效率高,缺點是投資和能耗高。



與傳統的水處理技術中的以污染物的分離、濃縮以及相轉移為主的物理方法相比,光化學氧化能有效地破壞許多結構穩定的生物難降解的有機污染物,而且具有反應條件溫和(常溫、常壓)、氧化能力強、速度快、節能高效、污染物降解徹底等優點,幾乎所有的有機物在光催化作用下可以完全氧化為CO2、H2O等簡單無機物。但光催化氧化方法對高濃度廢水效果不太理想。


關于光催化氧化降解染料的研究主要集中在對光催化劑的研究上。一些鐵配體化合物具有光化學活性,可被利用來降解有機污染物。其中,TiO2化學性質穩定、難溶無毒、成本低,是理想的光催化劑。傳統的粉末型TiO2光催化劑由于存在分離困難和不適合流動體系等缺點,難以在實際中應用。近年來,TiO2光催化劑的攙雜化、改性化成為研究的熱點。光催化氧化法用新型的旋轉式光催化反應器,在優化條件下采用懸浮態TiO2時,偶氮染料脫色率達98%。分別采用固定床型光反應器和斜板式光反應器對有機染料直接耐翠藍GL進行了光催化降解研究,經60 min光照,其降解率分別為83%和81.4%。


3、濕式空氣氧化法


濕式空氣氧化法(WAO)是在高溫(125~320℃)、高壓(0.5~20 MPa)條件下,廢水中通入空氣,使其中的有機物直接氧化。


還有一種濕式氧化法的強化和改進——超臨界水氧化(SCWO),這是指當溫度、壓力高于水的臨界溫度(374℃)和臨界壓力(22.05 MPa)條件下的水中有機物的氧化。超臨界態水的物理化學性質發生較大的變化,水汽相界面消失,形成均相氧化體系,有機物的氧化反應速度極快,快速轉化為CO2、H2O、N2和其他無害小分子;S、P等轉化為最高價鹽類穩定化,重金屬氧化穩定固相存在于灰分中。有實驗驗證,對有機碳含量27.33 g/L的有機廢水,在550℃,60 s內,有機物的去除率可達99 %以上。超臨界水氧化法與傳統的方法相比,效率高,反應速度快,適用范圍廣,可用于各種難降解有機物;在有機物的含量低于2%時;可通過自身熱交換,無須外界供熱,反應器結構簡單,處理量大。


4、電解法



利用電解過程中的化學反應,把印染廢水中的污染物轉化為無害物質。近年來由于電力工業的發展,電力供應充足并使處理成本大幅降低,電化學法已逐漸成為一種非常有競爭力的廢水處理方法。染料廢水的電化學凈化根據電極反應發生的方式不同,可分為內電解法、電凝聚電氣浮、電催化氧化等。


電解法對處理含酸性染料廢水效果較好,但對顏色深、COD高的廢水處理效果差。電解法一般還同時伴隨著氣浮或混凝沉淀作用,所以處理效果較好,但是也存在電解過程中所加的電解質會造成其它雜質超標現象。




應用最廣泛的是內電解法中的鐵炭法,這是通過化學腐蝕原理對印染廢水進行處理,利用鐵-炭構成原電池產生電位差和電極效應,陽極反應生成大量的Fe2+進入廢水,進而氧化成Fe3+,有氧的條件下加入堿后會生成Fe(OH)2和Fe(OH)3膠體,形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物。陰極反應產生大量新生態的[H]和[O],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,從而實現有機大分子的開環、斷鏈,這樣就會破壞染料的發色基團,消除了印染廢水的色度,提高了廢水的可生化度。用鐵屑內電解法對5大類11種染料廢水進行脫色處理。研究表明,對中等色度和濃度的廢水,脫色率在96%以上;加入助劑可使廢水CODCr去除率在70%以上。內電解法的優點是利用廢物在不消耗能源的前提下去除多種污染成分和色度。缺點是,由于內電解法的電場強度較弱,其電位差相對較小,內電解反應速率也不夠理想,反應柱易堵塞、對高濃度廢水處理效果差。


但相比之下,電化學氧化法利用通電過程氧化溶液中的基團或離子產生強氧化劑,如?OH、O3和H2O2等,將印染廢水中的有機物徹底氧化分解為二氧化碳和水,相較于內電解更為徹底。對COD和廢水色度去除率較好,可作為高濃度印染廢水的預處理工藝。


4. 生物法


生物處理方法可分為好氧法、厭氧法和厭氧-好氧結合。國內對印染廢水以生物處理為主,尤以好氧生物處理法占絕大多數。好氧處理法運行簡單,對CODCr、BOD5的去除率較高,對色度的去除率卻不太理想。而厭氧處理法對印染廢水的色度去除率較高。厭氧處理法污泥生成量少,產生的氣體是甲烷,可利用作為能源。但單獨使用,效果不理想。目前印染廢水在處理時,多先進行厭氧處理,提高廢水的可生化性,使出水水質穩定,減少了沖擊負荷,便于后續的好氧處理。


一、生物法之好氧法


1、活性污泥法



具有投資相對較低、處理效果較好等優點。該技術將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣,使印染廢水中的有機污染物分解,生物固體隨后從已處理廢水中分離,并可根據需要將部分回流到曝氣池中。活性污泥既能分解大量的有機物質,又能去除部分色度,還可以微調pH值,運轉效率高且費用低,出水水質較好,適合處理有機物含量較高的印染廢水。



2、SBR法



序批式活性污泥法(SBR)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥廢水處理技術。該技術具有時間上的推流作用和空間上的完全混合兩個優點,使其成為處理難降解有機物極具潛力的工藝。彭若夢等采用SBR工藝處理印染廢水,在進水COD在800mg/L,pH在8.0左右的情況下,COD的去除率在50%~90%。


3、生物膜法




生物膜法是通過生長在填料如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水的方法,該法對印染廢水的脫色作用較活性污泥法高。生物膜法在印染廢水處理中有較多的形式,主要包括接觸氧化法和生物濾池。由于印染廢水的高濃度、難降解特性,決定了單純的生物膜法在處理印染廢水中很難達到滿意的處理效果。目前生物膜法的發展主要有3個方面:


(1)在填料的改進方面,主要是利用填料強大的比表面積,將有機污染物吸附在填料表面,從而延長了有機物在反應池中的停留時間,最終達到降解的目的;


(2)復合式生物膜處理工藝的處理效果明顯優于單個的生物膜處理工藝,因為單個的生物膜處理工藝一方面受到反應容器體積大小和填料吸附能力的限制,不可能無節制地延長有機物的HRT,另一方面,印染廢水中有機物成分復雜且難降解,往往需要多種生存環境的微生物共同作用才能去除,而且單個的生物膜處理工藝的生態系統比較單一,很難同時存在能夠降解廢水中所有有機物的微生物,甚至有可能生成更難降解、有毒的二次污染物,因此,應發展復合式生物膜處理工藝;


(3)與物化處理工藝相結合,利用物化法提高有機物的可生化性,如利用電化學方法將含有苯環類的有機污染物中的苯環開環等。


4、生物接觸氧化法



該法是從生物膜法派生出來的,兼具活性污泥和生物膜兩者的優點。廢水與生物膜相接觸,生物膜由菌膠團、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成,在有氧的條件下,生物膜吸附廢水中的有機物,有機物被微生物氧化分解,可使廢水得到凈化,因其具有容積負荷小、占地少、污泥少、不產生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、可降解特殊有機物的專性微生物等特點,近年來在印染工業廢水中廣泛采用。


5、MBR工藝



MBR又稱膜生物反應器,是一種由活性污泥法與膜分離技術相結合的新型水處理技術。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜);按膜的結構型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。


在MBR工藝中,膜分離組件可以提高某些專性菌的濃度活性,還可以截留大分子難降解物質;還可以在處理廢水的同時回收化工原料;處理后排除的部分水能達到回用水的標準。同幟等設計的厭氧-好氧(A/O)MBR處理印染廢水時發現,停留時間長短,對去除率有較大影響。停留時間長,去除率相對較高,但也不能過長,否則會引起污泥濃度(MLSS)的降低。


二、生物法之厭氧法


1、厭氧生物濾池



厭氧生物濾池的構造與浸沒式好氧生物濾池相似,但池頂密封。濾池中厭氧微生物濃度較高,生物固體平均停留時間可長達150d左右。厭氧生物濾池的運行效果受溫度影響大,不同溫度下厭氧生物濾池的容積負荷相差較大,大多數厭氧生物濾池在中溫(35℃±3℃)條件下運行。


李亞新等采用塑料孔板波紋填料厭氧生物濾池處理印染廢水。研究結果表明,該厭氧生物濾池啟動期短,出水水質穩定,耐沖擊負荷能力強。水力停留時間(HRT)是影響處理效果的主要運行參數。在35℃條件下,HRT=18.3h、負荷為0.5~2.0kgCOI)/m3·d、進水COD為206~2225mg/L、色度為125—1250倍時,COD去除率70%一86.6%、色度去除率為60%一84%、PVA的去除率為40%~87%。


2、UASB反應器



上流式厭氧污泥床(UASB)反應器是在升流式厭氧生物濾池的基礎上發展起來的一種高效厭氧生物反應器,主要由進水配水系統、反應區、三相分離器、出水系統和排泥系統組成。


張琳等以生產性針織印染廢水為基質,將7種高效脫色菌及紫色非硫光合細菌固定在活性污泥載體上,投加至UASB+AF反應器中,在常溫下啟動成功,培養出顆粒污泥。培養條件:水溫20—30℃,pH值7.2~7.5;水力停留時間(HRT)由31h縮短至10h;UASB反應器容積負荷0.5~5.0kgCOD/(m3·d);其色度去除率90%以上,COD去除率90%以上。


3、ABR反應器



厭氧折流板式(ABR)反應器運用擋板構造,在反應器內形成多個獨立的反應器,實現了分相多階段缺氧,其流態以推流為主;具有不斷流,不堵塞,無需攪拌和易啟動的特點。自20世紀80年代初誕生以來,提高它的性能或者處理某類特別難降解的廢水一直是其研究的重點。


方前逵等采用ABR反應器對印染廢水進行預處理,以改善其可生化性,為生物處理創造有利條件。主要研究ABR預處理印染廢水的影響因素,包括pH值、HRT和污泥形態等。運行結果以及實驗數據表明,HRT在6—12h,pH值為7,污泥質量濃度為12~15g/L時,處理效果最佳。


4、厭氧流化床



厭氧流化床(AFB)反應器具有接觸充分、水力停留時間短、不易堵塞、負荷高、占地少等特點。由于在較高的廢水和氣體的流速下產生混合作用,使得該反應器可以保持較高的負荷和去除率。


許效天等采用脈沖循環流化床與物化沉淀池的組合工藝對印染廢水進行處理。工程規模為5000m3/d,處理前COD為800~1200mg/L、BOD5為200~300mg/L、懸浮物(SS)150—200mg/L、pH值8~10、色度300~800倍。處理后COD為92mg/L、pH7.5、色度15倍,達到《污水綜合排放標準》的一級標準。


5、IC反應器



厭氧內循環(IC)反應器由第一反應室和第二反應室疊加而成,每個反應室的頂部各設一個集氣罩和水封組成的三相分離器,如同兩個UASB反應器上下疊加串聯。具有容積負荷率高、占地面積少、抗沖擊負荷能力強、出水的穩定性高的工藝特征。


陳勇等研究了IC反應器處理印染廢水的啟動、運行及其處理效果。結果表明,IC反應器在12~15d出現內循環,到25~33d全為印染廢水并逐漸提高到較高負荷時,仍有較高的COD去除效率。全為印染廢水時,COD去除率仍能達到80%左右。對色度也有一定的去除率,可達70%以上。


6、水解酸化處理


工程上厭氧發酵產生沼氣的的過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段等三個階段。水解酸化工藝是把反應控制在第二階段完成之前,不進入第三階段。在水解反應器中實際完成水解和和酸化兩個過程。在以往的研究中發現采用水解反應器,可以短的停留時間(HRT=2.5h)和相對高的水力負荷下(>1.0m3/(m2·h))獲得較高的懸浮物去除率(平均85%的SS去除率),還可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性,以利于好氧后處理工藝。但是,該工藝的COD去除率相對較低,僅有40%~50%,并且溶解性COD去除率很低,實際上只能起到預酸化作用。


丁春生等采用混凝沉淀-水解酸化-好氧工藝處理印染廢水。通過工程實踐表明,此組合工藝處理印染廢水可獲得較好的處理效果,出水水質各項指標達到了行業排放標準中的二級標準。運行結果表明,COD平均去除率為81.2%,色度平均去除率為83.3%,該工藝二次沉池中部分污泥回流到水解酸化池,保證了水解酸化池內具有一定的污泥濃度,從而提高了去除率。


三、生物法之厭氧-好氧組合


傳統的好氧和厭氧生物處理法已不能滿足印染行業的需求,進而產生了厭氧-好氧組合生物處理技術,充分利用了厭氧和好氧生物處理技術的優點,厭氧-好氧系統中的厭氧段具有雙重的作用:一是對廢水進行預處理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有機物;二是對系統的剩余污泥進行消化。例如如下三種工藝:厭氧-好氧-生物炭接觸工藝、厭氧-好氧生物轉盤工藝和水解酸化-好氧工藝。


厭氧-好氧-生物炭接觸:對于CODCr為800~1000mg/L的印染廢水,使用該處理工藝,處理效果完全可以達到國家排放標準,再稍加進一步處理還可回用,系統的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產廠采用該流程,運轉時間最長的達5年以上,處理效果穩定,而且從未外排污泥,也沒發現厭氧池內污泥過度增長。


厭氧-好氧生物轉盤:該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置,整個系統的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉盤。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當投加微量絮凝劑,測得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。


水解酸化-好氧工藝:水解酸化與好氧法結合的厭氧處理已不是傳統 的厭氧消化,水力停留時間一般為3~5 h,只發生 水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對 印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質,期望 他們在厭氧段發生水解、酸化,變成較小的分子, 從而改善廢水的可生化性,為好氧處理創造條件, 并能較好地解決PVA、染料的處理問題。



5. 印染廢水新型生物處理技術


廢水新型生物處理技術是新近發展起來的一種新的環境生物技術。印染廢水新型生物處理技術有生物強化技術和固定化微生物技術。


1、生物強化技術


由于傳統的生物方法對色度的去除往往不夠理想,國內外許多學者致力于培育或改良高降解活性菌種用于印染廢水處理,產生了生物強化技術。其機理為向廢水處理系統中投加具有特定功能菌。功能菌可以是自然界中的優勢菌種,也可以是通過基因組合技術產生的高效菌種,增強生物量,強化生物量的反應,以去除某一種或某一類有害物質為目的。具有代表性的就是白腐真菌,白腐真菌對染料具有廣譜的脫色和降解能力,由于其在次生代謝階段產生的木質素通過氧化酶和錳過氧化酶所致。培養條件對白腐真菌脫色及降解活性有較大影響。目前,生物強化技術最普遍的應用方式是直接投加對目標污染物具有特效降解能力的微生物。


2、微生物固化技術



利用固定化微生物技術提高廢水處理效率的工藝方法,也被稱作“生物增效”。微生物固化技術將微生物固定在載體上以獲得高密度高活性細胞。與懸浮生物處理技術相比,固定化微生物技術具有效率高、運行穩定、可純化和保持高效優勢菌種,反應器生物量大、污泥產量少以及固液分離效果好等一系列優點。Chen等以PVA凝膠小球固定高效菌,降解偶氮染料,在搖瓶培養試驗中,12h內對偶氮染料(500mg/L)的脫色率達75%。



6  難點:堿減量廢水的處理


堿減量工藝,是一道工序,指的是利用濃堿液對滌綸織物中的大分子酯鍵進行水解、腐蝕,促使纖維織物組織松弛減輕織物重量,從而達到織物真絲感的一種生產工藝。滌綸仿真絲堿減量工序產生的廢水就是堿減量廢水。堿減量廢水的主要組分是對苯二甲酸、乙二醇、聚醋低聚物以及少量的各種助劑(如N,N-聚氧乙烯基烷基胺、耐堿滲透劑、季銨鹽陽離子表面活性劑)等。其中對苯二甲酸含量高達75%,低聚物含量約為2%。堿減量工藝廢水的污染非常嚴重,一般每萬米滌綸布需排放廢水30~50t,CODCr濃度高、堿度高、可生化性差等特點,成為印染行業污染重、處理難度極大的廢水。目前處理堿減量廢水的成熟技術在國內仍是空白。在研究該項廢水的處理時通常采用化學法,化學法去除對苯二甲酸有較好的作用,但仍存在不少問題。有文獻研究,根據廢水水質特點,設計采用酸析-電催化氧化-耐鹽菌降解-多效催化氧化處理工藝,工程運行結果表明,進水CODCr的質量濃度為25400 mg/L,出水的質量濃度為200 mg/L以下,達到工業園區污水處理廠進水要求,實現了堿減量廢水單獨處理達標。



綜合以上,將各處理方法做比較,列于下表:


處理方法

效果及優點

缺點

物理法

除去顆粒狀懸浮物,去除部分色度

處理程度不高

物化法

混凝法

占地少,運行管理方便,對疏水性染料脫色效率很高

泥渣量多且脫水困難,對親水性染料處理效果差

吸附法

如先曝氣,會加快吸附速率

若廢水BOD>200mg/L則不經濟

化學法

氧化法

色度去除率較高,適用于高濃度有機廢水

耗能大,COD去除率小

電化學

對含酸性染料的廢水有較好的處理效果

對顏色深、COD高的廢水處理效果較差,存在析氧及析氫等副反應

生物法

好氧法

對BOD去除效果明顯

色度和COD去除率不高

厭氧法

能直接處理高濃度印染廢水

條件較為苛刻,BOD去除率較低

厭氧-好氧

BOD、COD和色度的去除率較高

微生物對營養物質、pH、溫度等條件有一定要求



4.  印染廢水處理工藝




常規的工藝流程

印染廢水通過排水管網收集進入格柵池,去除大顆粒雜質和其他懸浮物。后進入調節池,調節池內設鼓風曝氣均化水質、均衡水量。之后經提升泵提升至兼性池(水解酸化池)中,兼性池中含有大量的兼性細菌,利用其水解和產酸作用提高廢水的生化性。然后自流入接觸氧化池,池內設置半軟性填料,為微生物提供生長附著床。生化池中代謝脫落的細菌、SS 隨廢水依次流入絮凝反應池和沉淀池等進行固液分離,沉淀池上部清水經消毒處理后達標排放。沉淀池底部污泥用泵打入污泥池濃縮脫水。


5. 印染廢水工藝案例


1、棉機織/針織印染廢水處理

棉機織廢水處理典型流程見下圖。流程中格柵一般設置兩道,通常一道為固定式柵條式格柵,一道為自動回轉式格柵。



調節池調節時間一般為6-8小時,其COD去除率平均8%左右。調節池一般均設有預曝氣,氣水比為(2-3):1,預曝氣主要作用是混合攪拌,帶起沉淀物進入下一處理單元。預曝氣為間歇曝氣,尤其避免充氧影響后續水解酸化池的操作條件。


厭氧水解酸化池根據廢水中污染物狀況,停留時間為4~10小時,COD去除率一般為15~30%,色度去除率可達40%~60%。對泡沫的消除也有明顯的效果。


流程中生物接觸氧化法、活性污泥法均采用鼓風曝氣方式。鼓風機多采用羅茨風機,曝氣充氧已很少采用穿孔管多采用膜片式散流曝氣器或彈簧曝氣軟管,氧氣轉移率可達25%以上。


生物接觸氧化池停留時間一般為T=8~10小時,COD去除率約55%~60%,色度去除率約50%,氣水比一般為(10~12):1。生物接觸氧化池通常設計為2~3段。


活性污泥法中曝氣池的停留時間通常為9-12小時,COD去除率約為60-70%,色度去除率約50%。


沉淀池沉淀時間通常采用1.5~2小時,對較大處理水量,多采用輻流式沉淀池。沉淀污泥通常采用機械排泥方法排入濃縮池,然后進行機械脫水或污泥干化。在厭氧水解池運行初其,為了提高池中污泥含量,也采用部分沉淀池污泥回流方法。


混凝沉淀或混凝氣浮工藝,都采用化學投藥方法。投藥品種多為聚合鋁或聚合鐵,其產生的污泥也排入污泥濃縮池與生物污泥一并處理。混凝沉淀法COD去除率約為35%~50%,色度去除率約40%~50%。混凝反應機械攪拌為好,混凝反應的水力條件是該設備處理效果的關鍵。


當廢水pH值較高時,在調節池前應考慮加酸中和,印染廢水pH值為9.0~9.5左右,一般可不需要考慮中和裝置。在流程中,根據各地排放標準和處理后水質狀況,又提出了不同的排放部位。可在沉淀池后排放,也可在混凝沉淀池后排放。


棉針織印染廢水中,由于纖維織造時經紗不需要上漿工藝,其廢水中不含漿料成分,因此廢水中有機污染物含量低于棉機織印染廢水,其廢水處理流程相對較短,有關設計參數也較低。流程中格柵要求與棉機織廢水處理相同。調節流中停留時間為6-8小時,COD去除率平均8%。通常也采用預曝氣方式進行攪拌,防止其沉淀及保證其去除率。生物接觸氧化池停留時間為6-8小時,COD去除率55%-60%,色度去除率50%,氣水比(8-10):1。其中的生物接觸氧化池可采用二段法。活性污泥池停留時間為8-10小時,COD去除率60%-70%,色度去除率50%。沉淀池沉淀時間通常為1.5-2.0小時。


根據廢水水質情況可適當調整上述有關參數,亦可選用棉機織廢水處理典型流程,但有關參數需做相應調整。近些年來間歇式活性污泥法、SBR法及其變形的CASS法、DAT-IAT法等在印染廢水處理中多有應用。由于其運行中有兼氧條件,可以不設或減小厭氧水解酸化池。


2、絲綢印染廢水處理

絲綢印染又分為真絲綢印染和仿真絲綢印染兩種。兩種產品的染色與印花工藝不同,其使用的染料和助劑也不相同,因而排放廢水水質不同,治理的工藝流程也不相同。


天然真絲綢產品廢水又分為脫膠廢水和印染廢水兩種。


(1)真絲脫膠廢水處理


真絲脫膠廢水為較高濃度的有機廢水,可生物降解性能較好。其中,煮繭廢水量占7%-10%,繅絲廢水量占60%-65%,其余廢水為繞絲及廢繭處理等工序產生。濃脫膠廢水其濃度指標一般為COD5000-10000mg/L,BOD2500-5000mg/L,pH為9.0-9.5。一般脫膠高濃度廢水水量較少,而脫膠沖洗水量較大,水質濃度較低,其COD500-1000mg/L,BOD300-600mg/L。一般采用分質處理后再混合處理,或全部廢水直接混合后再進行處理。真絲脫膠廢水處理典型流程見下圖。



流程中格柵設置二道,厭氧池采用UASB或AAFEB,停留時間8-12小時,采用常溫發酵,COD去除率80-85%左右。調節池停留時間6-8小時。生物接觸氧化池停留時間6-8小時,氣水比(10-12):1,一般采用二段法,COD去除率為60%左右。活性污泥池停留時間8-10小時,COD去除率60%-65%。二沉池的沉淀時間1.5-2.0小時,通常采用豎流式或平流式。


(2)天然真絲綢印染廢水處理


天然真絲綢指以天然蠶絲為原料的各類產品,其廢水中除了天然絲綢上所含的蠟質及漿料外,主要為染料和助劑。其廢水的污染物濃度類似于毛精紡產品和絨線產品。真絲綢印染廢水處理典型流程見下圖。



流程中格柵采用兩道。調節池停留時間8-10小時。生物接觸氧化池停留時間6-8小時,氣水比(10-12):1,COD去除率60%,色度去除率50%。活性污泥池停留時間10-12小時,COD去除率60-65%,色度去除率50%。沉淀池多采用豎流式,水量大時采用平流式或輻流式,沉淀時間1.5-2.0小時。


還有少數真絲綢印染企業中含有繅絲脫膠車間,產生部分脫膠廢水,根據廢水量的大小,可以對濃脫膠廢水單獨進行厭氧處理后,再與脫膠沖洗水和染色廢水混合,然后繼續進行好氧和化學處理,也有采用厭氧水解-好氧生物處理工藝。一般選擇合理的處理單元及參數,可以處理達標。


(3)化纖仿真絲綢印染廢水處理


化纖仿真絲綢產品加工過程中,產生堿減量廢水和印染廢水,其中堿減量廢水是難降解高濃度有機廢水。


堿減量工藝又可分為間歇式和連續式兩種。間歇式工藝可以回收大部分堿液,再用于生產并將滌綸織物水解下來的對苯二甲酸通過壓濾形成泥餅而被去除。連續式堿減量工藝可通過多減量并適當補堿液后,定期排放殘液。此時殘液中含有一定量堿液,主要是難生物降解的對苯二甲酸,這是一種難生物降解物質。


當采用連續式堿減量工藝時,多數企業將堿減量殘液單獨處理到一定程度后再與印染廢水混合進行混合廢水處理。堿減量廢水一般采用降溫和加酸中和辦法降低低其pH值,再與其他廢水混合處理。當堿減量廢水水量較小時,也可與印染廢水混合在一起進行統一處理。 化纖仿真絲廢水處理典型流程見下圖。



流程中格柵設置兩道。其中一道為固定式格柵,另一道為自動回轉式格柵。


為了使水處理的廢水水質和水量均勻,增加混合條件,調節池調節時間8-12小時,當廢水堿性較高時,需要加酸中至pH為9-10左右,以利后續生物處理單元正常運行。厭氧水解酸化池停留時間18-24小時,COD去除率為15%-20%。生物接觸氧化池停留時間15-25小時,COD去除率55%-60%。活性污泥池停留時間20-30小時,COD去除率60%-65%。為了提高生物接觸氧化池和活性污泥池中曝氣池的去除效果,發揮不同微生物菌種的特性,通常將其設計為二段或三段。沉淀池沉淀時間1.5-2.0小時。混凝沉淀和化學氧化作為達標排放保證單元,其投藥量和耗電量根據實際情況確定。


3、洗毛廢水處理


毛紡織產品主要是由羊毛纖維加工成的純毛紡織產品或羊毛纖維與化學纖維按不同比例加工而成的毛混紡織產品。一般毛紡織產品中羊毛占較大比例,而化學纖維所占比例較小。


羊毛是天然的動物性蛋白質纖維,從羊身上取下的天然原毛中除主要為羊毛纖維外,還含有羊汗、羊毛脂及固體雜物等雜質。為了使纖維具有可紡性及染色均勻,必須將原毛中羊毛纖維以外的物質全部除去,這就是洗毛過程。洗毛過程中以水為媒體,另外還需要投加一定量的純堿、洗滌劑等表面活性劑,通過洗毛聯合機的樞機洗滌作用和各各洗滌物質的物理化學作用,達到洗凈羊毛的目的。洗毛加工的不同槽體產生不同濃度的洗毛廢水,其中第一槽洗毛廢水含泥沙等懸浮顆粒較多,而第二、第三槽主要含有一定量的羊毛脂等物質進行回收,而第四、第五槽廢水主要作為逆流洗滌補充水用。五槽洗毛機洗毛工藝原理見下圖。


排放的洗毛廢水中仍含有一定量固體雜物及羊毛脂、羊汗等有機物,其廢水中有機物污染物含量高,其COD、BOD值均達10g/L以上。由于采取逆流漂洗工藝節約用水并不斷從二槽、三槽廢水中提取羊毛脂,使洗毛廢水排放量控制在10-30t/t毛。洗毛廢水經過沉淀及提取羊毛脂后,其有機污染物含量約為COD10-20g/L,BOD8-10g/L,這種廢水屬于可生物降解性較好的有機性廢水。廢水單獨處理時流程較長,主要采用完全厭氧處理工藝或兼氧工藝,去除相當量有機污染物后,再進行好氧生物處理。為了達標,還需要進行混凝沉淀或混凝氣浮等化學處理工藝。也有部分毛紡織企業設有洗毛車間,洗毛廢水經過提取羊毛脂和厭氧處理后,再與企業生產過程中排放的染色廢水混合進行好氧處理。如染色廢水量較大,有機污染物含量較低,可能不需要進行化學投藥處理,因為洗毛廢水量遠小于印染廢水量,而且由于適度處理的洗毛廢水加入后可以改善混合廢水的可生物降解性能,提高系統的處理效果。為了去除洗毛過程殘留的草刺等植物雜質,需要加酸使其炭化。洗凈毛經炭化排放的廢水呈弱酸性,有機物含量較低。這種廢水與提取羊毛指后的洗毛廢水混合,可明顯降低洗毛廢水濃度,處理工藝的有機負荷降低,有利于處理工藝的達標排放。


從洗毛廢水中提取的羊毛脂為粗制羊毛脂,其中含有一定量的水分和雜質,經過精細加工后,可獲得高附加值的精制羊毛脂。精制羊毛脂是高級潤滑油和高級化妝品的主要原料。


原毛中羊毛脂含量隨羊毛品種而定,一般細長毛羊毛含脂量高,而粗毛羊毛含脂量低。洗毛廢水處理典型流程見下圖。



流程中,洗毛廢水是指經提取羊毛脂后第二槽、第三槽廢水和第一槽的浸洗廢水的混合廢水。格柵間設置三道,一道為粗格柵,一道為自動固液分離機,最后一道為過濾篩板。沉砂池的停留時間1.5-2.0小時。調節池調節時間8-10小時,增加了預曝氣后其COD去除率為30%左右,混凝氣浮池主要去除廢水中殘存的羊毛脂等,投藥后COD去除率40%-50%。


水解酸化池為完成厭氧發酵的前期過程,可保證厭氧過程的效率。停留時間4-6小時,其中COD去除率為20%左右。


厭氧發酵池采用UASB、AAFEB或上流式厭氧膨脹床反應器,當保持中溫厭氧條件時,廢水停留時間8-12小時,COD去除率可達60%-75%。而在常溫條件下,其去除率會降低,此時應適當增加廢水停留時間。當洗毛廢水量較大時,產生的沼氣可以收集利用,否則將采取高空排放。


活性污泥池或生物接觸氧化池停留時間一般為10-12小時,COD去除率一般為50%-60%。


由于洗毛廢水為高濃度有機性廢水,其排放標準按有關規定執行。


4、毛紡織印染廢水處理

毛紡產品分為毛粗紡產品、毛精紡產品和絨線產品。毛紡織廢水主要指毛粗紡、毛精紡及絨線產品在染色過程中產生的各種廢水的總稱。它包括染色殘液、漂洗水、洗呢水、縮絨水等。其中染色殘液和初次漂洗水中含有部分剩余染料及大部分或全部染色助劑,而其余各類廢水污染物濃度較低。毛粗紡產品排放廢水中有機物濃度及色度均高于毛精紡產品廢水相應指標。而絨線產品排放廢水介于上述兩者之間。


毛紡織產品加工過程中主要污染源是染色工藝,它包括散毛染色、坯呢染色和毛條染色。純毛產品染色過程中排放的染色廢水一般微弱酸性,但由于一定量化學纖維的采用,毛混紡產品其染色廢水一般呈中性或弱堿性,毛紡染色混合廢水基本呈中性。


純毛產品染色廢水其B/C比約為0.4,屬于易生物降解的廢水,而純毛與毛混紡產品并存的染色廢水其B/C比約為0.3,屬于較易生物降解的廢水。因此,毛紡染色廢水總體上屬于可生物降解性能較好的有機性廢水。另外毛紡織產品所用染料均為水溶性染料,在染液中呈離子狀態,羊毛又是蛋白質纖維,上染率高,殘液中染料含量較低,也易于被外加相反電荷的離子所中和,因此較易于脫色。


(1)毛粗紡染色廢水處理,其典型流程見下圖



流程中格柵一般設置兩道,一道采用固定式格柵,另一道采用自動清理回轉式格柵。調節池停留時間8-10小時,COD去除率8%-10%,一般多采用預曝氣方式,預曝氣強度應不影響后續厭氧水解池的溶解氧限值。厭氧水解酸化池停留時間4-6小時,池體1/2-2/3裝設填料,COD去除率為20%-30%。生物接觸氧化池停留時間6-8小時,可以采用二段法或多段法,內置半軟型填料。氣水比(8-12):1,COD去除率為50%-60%。沉淀池沉淀時間2.0小時,小水量時采用豎流沉淀池。


曝氣生物濾池BAF停留時間0.5-1.0小時,氣水比(2-3):1,COD去除率為40%-50%,色度去除率為40%-60%。BAF池需設有沖洗設備,填料建議采用多孔陶粒。光化學氧化池停留時間0.5-1.0小時,COD去除率為50%,色度去除率為80%。


混凝沉淀池投藥以聚合鋁為主,停留時間2.0小時,其中混凝時間應保證20分鐘,COD去除率40%,色度去除率40%。也有采用鐵陽析電解處理的,處理時間0.5-1小時,脫色率50%左右,COD尚可進一步削減。根據排放標準不同,廢水可以由不同部位排放。


(2)毛精紡染色廢水處理,其典型流程見下圖



流程中設格柵兩道,分別為一道人工清理格柵,一道自動回轉機機械格柵,調節池停留時間8-10小時,生物接觸氧化池停留時間6-8小時,氣水分(6-8):1,沉淀池沉淀時間1.5-2.0小時。其后各處理單元的有關參數及去除率可參照上述毛粗紡廢水處理典型流程中同類單元參數,并做適當調整。


(3)絨線染色廢水處理,其典型流程見下圖。



絨線染色排放的廢水中有機物含量高于毛精紡廢水中有機物的含量,但廢水量一般較少。


由于毛線染色的廢水中含纖維較多,故格柵必須設置兩道,一道人工清理格柵,一道為自動清理格柵。流程中調節池停留時間8-10小時。曝氣生物濾池停留時間6-7小時,氣水比(8-10):1。由于毛紡織產品染色廢水可生物降解性能較好,故其生物處理單元運行較穩定。去除效率也較好。采用上述流程均可獲得滿意效果。


5、麻紡印染廢水處理


麻紡印染產品加工過程中產生麻脫膠廢水和印染廢水。


麻脫膠工藝目前基本采用集中式工廠化的化學脫膠方法,由專業化脫膠廠對脫麻膠廢水進行單獨處理。第一類廢水為煮練殘液,主要為煮練過程中產生可生化性較好的廢水,其廢水B/C比為0.3-0.4,廢水呈棕褐色。COD值一般為10-15g/L。第二類廢水為洗麻水、浸酸水等中段水,這部分廢水水量較大,其COD值為400-500mg/L。第三類廢水為漂酸洗水,其COD值為100-150mg/L。這幾種廢水混合后其COD值約為2500-4000mg/L,BOD800-1500mg/L,SS200-600mg/L,pH值9-12,色度400-600倍。麻脫膠廢水為高濃度偏堿性有機廢水,可生物降解性較好。


(1)麻脫膠廢水處理,其典型流程見下圖



流程中,格柵設置兩道,調節池的調節時間10-12小時,其COD去除率約為10%。厭氧水解池停留時間8-10小時,其COD去除率為25%-35%。接觸氧化池停留時間8-10小時,COD去除率60%。活性污泥池停留時間10-12小時,其COD去除率60%-65%。二沉池沉淀時間1.5-2.0小時。混凝沉淀池其投藥量按聚合鋁計為100-150mg/L,其COD去除率為50-60%。


化學氧化法中目前應用較好的為光化學氧化法去除COD,去除率為50%-60%,此方法脫色效果明顯。


麻紡印染廢水處理中,當脫膠車間排放一定量脫膠廢水時,一般將脫膠廢水預處理后與印染廢水進行混合處理。混合后廢水水質根據脫膠廢水和印染廢水水量的比例來確定。


(2)麻紡印染廢水處理


當麻紡廠只有染色和印花工藝時,麻紡印染廢水水質與棉紡印染廢水水質基本相近,使用染料和助劑也基本相同,只是織物顏色較淺。可參照棉機織廢水處理流程,根據廢水水質情況,對有關參數做適當調整。

(來源:工業水處理)


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