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印染废水的臭氧深度处理和有效回用

发布时间:2018-07-18来源:本文被阅读:976次

1、前言 

    我国是水资源相对匮乏的国家,印染行业是耗水大户,平均生产lkg产品需要消耗0.2~0.5 m3的水,同时印染企业也是排污大户,其废水排放量占纺织工业废水排放量的80%。印染废水的回用率很低,通常只有7%,是所有行业中水回用率较低的行业。因此,开展印染行业的污水治理迫在眉睫,而实现印染企业的水资源循环使用已成为解决环境污染及缓解用水困难的措施之一.也是企业提高竞争力.提质升级的重要举措。 

2、处理技术路线的设计原则

    当前印染企业正处于新老交替,产业优势转移,提质创优的发展阶段。水的封闭循环利用已成为企业实现可持续发展的一个重要目标。因此,企业对用水和污水回用应根据自身特点和发展要求及早进行合理设计和规划. 对于现有印染企业,应从实际出发,首先对现有污水处理设施进行评估,在得到确切评估结果的基础上进行整改、补充和添置新设施等,根据北京山美水美经验通常是因为出水水质的不合格或达不到回用的要求,为了不改变现有工艺,最简单的方式就是在深度处理阶段,采用高级氧化(高氧大型臭氧+活性炭)方式,安装方便。实施宗旨是利用一切现有设施,力求成本节约。设计原则是合理选择污水深度处理工艺,有效控制回用成本。按照国家污水排放一级标准进行设计,以减轻深度处理的难度,降低废水回用的运行成本。 

3、合理的回用技术 

   现有的印染废水回用技术往往是在印染废水达标排放的基础上,对原水(废水处理设施的出水)进行三级处理,由于原水成分复杂,不稳定,很难形成一种规范性、普适性的回用技术路线。各企业要根据企业回用水质的要求。选择具体的深度处理工艺或者集成工艺。 目前我国印染废水处理普遍采用“物化处理+生化处理”工艺。但处理效果不够稳定.一般很难达到一级排放标准.常用的回用处理工艺有:混凝、过滤、高级氧化、活性炭吸附、膜分离技术、离子交换法等.高级氧化通常是提高出水水质和回用水质最容易忽略的。也是改造和新设计工艺的重点,传统的氯制剂还会产生二次污染。目前最好的方式是高浓度氧气源高浓度臭氧(氧气空分技术提供,无耗材)。安装方式简单,采用曝气盘在氧化池内曝气即可。膜分离技术、离子交换法成本较高,还会产生二次高浓度污水。

几种有代表性的研究结果和应用如下: 

   (1)印染废水→物化处理(混凝沉淀)→生化处理组合(内循环厌氧+HCR/生物活性炭+接触氧化)→纤维球过滤→回用 将各种生物处理单元(包括厌氧、缺氧、好氧、高级好氧等)进行组合用于生化处理是一种发展趋势。其回用水水洗后的布样色光、深度与自来水洗后的一致。

   (2)印染废水→二级生化处理→氧化(臭氧和其它高级氧化技术)→过滤或者吸附→回用 二级生化出水后采用氧化技术结合活性炭吸附工艺是当前印染废水回用技术经常考虑的工艺,氧化对废水脱色非常有效.可把复杂的染料大分子转化成了有机小分子,氧化工艺结合活性炭吸附工艺.两者相互取长补短,可大幅度提高印染废水的回用水质。

4、影响因素和回用水质 

    在染色工序中.对水质要求严格,水质的优劣直接影响产品的质量,染料和助剂的消耗量。通常对纺织品染色品质要求越高.对水质的要求也越高.只有回用水水质各项指标都控制在使用水水质指标范围内.才真正意义上做到水的有效回用。目前国家还没有出台统一的印染废水回用水质指标,但参照中国印染协会提出的印染行业用水水质标准,可采如下回用水质标准:

色度(稀释倍数)≤25,

CODMn≤20,

总硬度(CaC03计)≤400 mg/L,

透明度≥30cm,

pH值6.0-9.0,

SS≤30mg/L,

铁为0.2-0.3mg/L,

锰≤0.2mg/L。 

    注:引自中国印染行业协会环保专业委员会“印染行业发展和水资源问题”报告。 废水处理回用于生产是否可行。要依据其对产品的质量是否产生影响来判断。表征这些影响的参数(或者说影响因素)主要有色度、硬度、悬浮物以及无机盐浓度等。其中色度和硬度是较为重要的两个参数.色度高会直接影响织物的颜色,从而降低色牢度;硬度高会使纤维变脆,着色变黄,从而降低颜色的鲜明度:无机盐浓度必须控制在一定范围内,过高会影响染布的匀染性,C1-过多会直接影响一些活性染料匀染性和色牢度.且易使染布褪色,过高的铁锰盐会使纤维布匹产生斑点以及染色不鲜艳等。因此.如何从诸多影响因素中筛选出主要因素,再通过监测主因水平来表征并建立一套回用水水质指标及标准将是今后业界研究的一个热点。企业要做好废水回用工作,也要根据生产要求来确定适用于自身的回用水水质指标及标准。 

5、回用应注意的问题 

    废水的大量回用会对生产产品和污水处理系统产生影响,应注意如下三个问题: (1)有机污染物循环积累 因为回用水中总会残存有机污染物.这些有机污染物通过回用从而转移到生产中。随着循环次数的增加.势必就会造成有机污染物的积累,积累到一定程度就会对整个污水处理系统产生影响。 (2)无机盐的循环积累在印染过程中通常会加人大量的无机盐类物质,如碳酸钠、碳酸氢钠、多聚磷酸钠、氯化钠、硫酸钠、连二硫酸钠等。由于传统末端处理工艺并不能去除无机盐,此时一味增加回用率,无机盐的循环积累会影响产品质量和污水处理单元。有研究表明,印染用水的电导率超过3000μS/cm,即含盐量约大于2000mg/L时。盐容易在织物上产生斑迹,影响产品的质量,而含盐量过高,造成盐的浓度升高会对废水生化处理单元产生破环性影响。因此,回用水的脱盐是维持循环系统盐的平衡,从其分离原理上,还是从经济性上考虑,都不具有可行性和适用性。(3)回用处理后排放浓水的处理和排放问题 膜分离技术应用于印染废水回用,尽管脱盐率高,但在得到大量回用水的同时,也产生包含大量的含盐和有机物染料的浓缩液,而浓缩液会对生化处理单元有影响。因此,应时刻注意浓缩液的氧化分解。

6、回用水的使用 

    染色废水在经过“清浊分流”后,应遵循“分质、分工段回用”和“适当回用”两个原则,占总污水量1/8到1/10的浊污水.从回用量上讲并不是回用的重点,可以结合“水解酸化+好氧处理”等工艺处理后排放.不再考虑回用或者少量回用于低品质用水,如冲洗用水、绿化用水和冲洗道路等。而清污水主要来自染缸内的冷却水、蒸汽冷凝水、染色的前处理水、染色水和染色后漂洗水等。冷却水和冷凝水可以进行现场收集.经简单处理后可立即回用,或者部分回用到染色前处理部分工序。前处理工序用水量约占总水量的15%.对水质要求不高,本身就需添加一些表面活性剂、碱等,回用水可以考虑回用于前处理阶段。染色工序用水量约占总水量的60%,对水质要求较高,可使用部分回用水。染深色时回用率可适当增加.回用水中盐分和氯离子的浓度不能高,会影响染色效果。染浅色布时,回用水使用率不能高.染色工序最多只能考虑20%左右。后整理工序用水量约占总水量的10%,对水质要求较高,不宜使用回用水.而且后整理废水最好也不要作为回用水水源.因为后整理使用柔软剂、防水剂等助剂对前处理和染色效果都有影响。工厂其他杂用水,如冲厕、浇花等可以全部使用回用水,约5%左右。染色的前处理水、染色水和后漂洗水,是水回用的重点,其废水可作为原水的进水,经处理后回用。由于回用水中存在有机染料和盐份的循环积累,在考虑大量回用时,除了考虑脱盐的问题外,还应注意“适当回用”原则。而回用水量与新鲜水量的比(回用率)是衡量适当回用的重要参数。 

7、回用率的确定 

    印染企业应从一味提高污水回用率和减少新鲜水补充量的误区走出来,应根据生产需要确定回用率。污水回用中因循环浓缩,存在着水质变差问题,探究其变化规律,确定运行参数,做到既节水又保证回用水质稳定、合格,具有重要意义。在回用水工艺设计时,先对循环系统中有机污染物、盐分等参数进行质量恒算.通过数学归纳法推导出污染物循环积累的数学模型.再通过证明模型的收敛性,确定污染物极限浓度与回用比例的关系,了解回用率对产品质量影响的规律.从而指导水回用实践。 根据生产实际.合理安排回用水和新鲜水的比例.是否可以缓解盐份和污染物积累对产品质量和污水处理系统的影响,这方面的研究还鲜见报道。通常讲脱盐可以改善回用水质,从而增加废水回用率,如果不采用脱盐技术.有研究表明.回用率最好控制在30%以下。 

8、回用技术展望 

   (1)企业应打破末端深度治理回用的旧观念,从源头预防人手,在企业全面开展清洁生产和节能减排工作.并对企业水系统进行综合治理.不断优化废水回用方案。对印染企业水系统实施了综合治理方案.方案包括源头生产工艺改进、环保设备的选型、绿色染化剂的筛选、残浆残液的集中处理、冷凝水就地回用。锅炉水膜除尘作预处理.部分水经三级处理直接回用等,使得企业节水减排大为改观。浙江中纺集团十分重视水回用工作,采用北京山美水美高氧大型臭氧机,进行深度氧化进行脱色、降低COD达到回用指标。处理水量12000 t/d与恰当的深度处理工艺进行集成,本着“务实治理、适度回用”的原则,切实地走回用之路。使终出水CODcr<50 mg/L,此法运行费用低、占地少,是目前值得推广的深度处理及回用技术。 

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