【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 廢水處理優(yōu)化控制。 印染廢水處理研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前 ,國內(nèi)的印染廢水處理工藝以生化法為主 . 隨著化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步 ,PVA[15]漿料、 新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水 ,給處理增加了難度 ,使原有的生化處理系統(tǒng)對(duì) CODCr 的去除率大都由原來的 70 %下降到 50 %左右 ,有的甚至更低 [16]。 近年來 ,國內(nèi)外專家開始研究高級(jí)氧化法處理印染廢水。高級(jí)氧化法是由 Glaze [17]等首次提出 ,泛指氧化過程中有大量羥基自由基參與的深度化學(xué)氧化過程 ,包括濕式空氣氧化法、 超聲波氧化法、 光催化氧化法、 超臨界水氧化法、 電化學(xué)氧化法等 ,其最大特點(diǎn)是 :使用范圍廣 ,處理效率高 ,反應(yīng)迅速 ,二次污染小 ,可回收能量及有用物質(zhì)。它的這些優(yōu)點(diǎn)使其在難處理的印染廢水的深度處理中有比較好的應(yīng)用前景。 隨著技術(shù)的進(jìn)步 , 膜分離技術(shù)的不斷開發(fā)是未來廢水深度處理的重要方向。但目前膜技術(shù)投資和運(yùn)行費(fèi)用高 , 易發(fā)生堵塞 , 需要高水平的預(yù)處理和定期的化學(xué)清洗 , 而濃縮物的處理問題 , 仍是制約其 廣泛應(yīng)用的主要原因。 根據(jù)國內(nèi)印染廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀 , 大多數(shù)印染行業(yè)廢水常用的 A/O 工藝 , 即水 解酸 化 + 好 氧 生化 + 物化 處理 工 藝一 般難 以 達(dá)到 綜合 污水 排 放(GB8978―1996) 一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn) , 多數(shù)企業(yè)出水 COD 在二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)左右 , 即出水 COD 在 150 mg/L 左右 [18]。為此 , 當(dāng)務(wù)之急是在現(xiàn)有常規(guī)工藝 ( 水解酸化 ― 好氧 ― 混凝沉淀 ) 基礎(chǔ)上 , 不改變已有設(shè)施 , 增加一套投資低、運(yùn)行成本少、東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 易建設(shè)、可操作性好的深度處理技術(shù) , 與原工藝有機(jī)結(jié)合 , 以實(shí)現(xiàn)使出水水質(zhì)達(dá)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)和回用要求的目 標(biāo)。 常見的印染廢水的處理方法 目前 , 印染廢水的處理方法主要有物理法、化學(xué)法、生物法或多種方法聯(lián)合處理 , 生物法因具有處理量大、運(yùn)行費(fèi)用低、基本不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn) , 一直是處理印染廢水的主要技術(shù)。 表 11 處理印染廢水不同方法比較 項(xiàng)目 生物濾池 生物活性炭 二氧化氯 光催化氧化 改性硅藻土 COD 去除率（ %） 1020 1540 2035 2035 4060 脫色效果 較差 尚好 (有選擇性 ) 尚好 (有選擇性 ) 尚好 (有選擇性 ) 好 對(duì)水量 適應(yīng)性 較低 , 適合 大水 量 較高 , 適合 中小水量 較高 , 適合 中小水量 較高 , 適合 中小水量 較高 , 大小 水量均可 運(yùn)行費(fèi)用 低 較低 較高 較高 較低 吸附技術(shù) 傳統(tǒng)的生化 +物化組合在處理紡織印染廢水上能夠去除大部分有機(jī)物 , 然而 , 出水仍有相當(dāng)大的色度。為了去除色度 , 后續(xù)處理是必要的。在印染廢水深度處理方面研究和應(yīng)用最廣的是活性炭吸附 [4]。但該法存在活性炭吸附易于飽和東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 及再生困難 , 且再生后其吸附能力亦有不同程度下降等問題。因此在工程實(shí)踐中 , 活性炭吸附成本相當(dāng)昂貴。 因改性硅藻土具有混凝、吸附、過濾三大特 性 ,故在印染廢水深度處理中具有可進(jìn)一步降低 COD,和脫色 , 去除效果較一般物化法為好。將經(jīng)生化處理后的廢水 (COD 140~210 mg/L) 用硅藻土凈水設(shè)備進(jìn)一步處理后 , 出水 COD 為60~90 mg/L, COD 去除率達(dá) 40%~%[19]。 電化學(xué)氧化法 S. Lin 等 [20]采用電化學(xué)氧化 + 化學(xué)絮凝 + 離子交換處理印染廢水二級(jí)出水 , 研究發(fā)現(xiàn) , 電化學(xué)氧化和化學(xué)絮凝主要是去除廢水中的色度、濁度及 COD, 而離子交換主要是減少廢水中的 Fe3+濃 度、電導(dǎo)率、硬度和進(jìn)一步降低 COD 濃度。電化學(xué)氧化過程中添加少量 H2O2, 可以使其效率大大提高。試驗(yàn)結(jié)果表明 , 此物化組合方法處理二級(jí)出水高效 , 出水能夠回用于印染工業(yè)。 T. Kim 等 [9]的研究也得出了相似的結(jié)論。 光氧化法 采用光敏化半導(dǎo)體為催化劑處理有機(jī)廢水是近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。光敏化氧化大多采用光敏化半導(dǎo)體 TiO2 為催化劑催化氧化和降解水中有機(jī)物 , 是廢水處理的新技術(shù)。 X. Li 等 [21]采用光催化氧化 /微濾系統(tǒng)對(duì)印染廢水生化出水進(jìn)行深度處理 , 試驗(yàn)表明 , 在 10～ 20 h 內(nèi) , TiO2 光催化反應(yīng)器能夠?qū)⒃撍耆?色 , COD 去除率高于 90%。催化劑 TiO2 能夠從懸浮液中有效地分離 , 通過微濾 , 幾乎能夠完全回收用于光催化反應(yīng)器中。處理出水能夠滿足紡織印染回用水指標(biāo)。 孫文中等 [11]對(duì)用復(fù)相光催化劑 WO3 /Cd/W的光催化法深度處理印染廢水進(jìn)東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 , 印染廢水的 COD、色度由原來的 mg/L、 倍減小到 mg/L、 倍 ,去除率分別達(dá)到 %、 %。光催化法處理印染廢水工藝過程簡(jiǎn)單、節(jié)能、設(shè)備少 , 具有一定的應(yīng)用前景。王濤等 [12]采用微波無極紫外光氧化反 應(yīng)器對(duì)印染廠二級(jí)物化處理后終端出水進(jìn)行深度回用中試試驗(yàn)。運(yùn)行結(jié)果表明 , 廢水的色度去除率達(dá)到 100%, COD 去除率達(dá)到 73%。出水水質(zhì)穩(wěn)定并達(dá)到印染廠回用要求。 光氧化法深度處理印染廢水脫色效率較高 , 但設(shè)備投資和電耗還待進(jìn)一步降低。目前的研究仍只是停留在實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模運(yùn)行階段。 生物活性炭法 生物活性炭法 (BAC) 是將活性炭吸附和生物處理相結(jié)合的處理工藝。耿士鎖 [13]采用生物接觸氧化 生物炭流化床串聯(lián)裝置對(duì)毛紡印染廢水深度處理 ,進(jìn)水COD 為 113～ 263 mg/L, BOD5 16～ 56 mg/L, SS14～ 184 mg/L, 色度 20～ 200 倍 。 出水 COD 為 12～ 78mg/L, BOD5 為 1～ 8 mg/L, SS 3 ～ 39 mg/L, 色度 2～ 53 倍 。 去除率分別為 70%～ 89%、 86%～ 94%、 78%～ 79%、 73%～ 90%。處理后出水水質(zhì)良好 , 水質(zhì)符合洗滌用水回用的標(biāo)準(zhǔn)要求。濰坊第二印染廠同樣采用厭氧酸化 + 接觸氧化 + 混凝沉淀 + 生物炭池系統(tǒng)對(duì)該廠印染廢水進(jìn)行深度處理 [16], 出水能夠滿足該廠要求的回用指標(biāo) : COD≤50 mg/L、 BOD5≤30 mg/L、 SS≤5 mg/L、色度 ≤25 倍、 pH 6～ 8。工程實(shí)踐證明 ,生物活性炭工藝對(duì)印染廢水的 COD、BOD SS 和色度均有良好的去除效果 , 然而為了延長(zhǎng)活性炭的使用壽命 , 需要進(jìn)行嚴(yán)格的反沖洗并控制進(jìn)水 COD≤200 mg/L。 曝氣生物濾池 曝氣生物濾池 (Biological Aerated Filter, BAF)是一種集物理吸附、過濾和生東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 物降解于一體的新型生物膜處理技術(shù) , 它適用于低懸浮物和低 COD 廢水的處理 [18]。 BAF 應(yīng)用于印染廢水深度處理主要是因?yàn)榻?jīng)過厭氧水解 + 接觸氧化工藝處理的廢水 , 其 B/C 值很小 , 可生化性很差 , 難降解的殘余有機(jī)物首先被濾料和濾料上生物膜所吸附 , 其停留時(shí)間相當(dāng)于生物膜泥齡時(shí)間 , 因此有足夠的接觸時(shí)間 , 使這些有機(jī)物被微生物所降解。 黃瑞敏 [13]在混凝處理后采用 BAF 處理 , 可使針織棉染色廢水的 COD 指標(biāo)低于國家污水排放標(biāo)準(zhǔn) ,接近生產(chǎn)回用的要求。 BAF 出水再經(jīng)過精密過濾去除細(xì)小懸浮物和離子交換去除水中的無機(jī)鹽后 , 出水的各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到回用的要求。 膜技術(shù) 越來越多的研究表明 , 將不同的膜分離技術(shù) ( 如微濾、超濾、納濾、反滲透等 ) 相結(jié)合 , 或膜分離技 術(shù)與其他技術(shù) ( 如膜生物反應(yīng)器 ) 相結(jié)合 , 是印染廢水深度處理的一個(gè)研究方向。 為了降低膠體和懸浮物濃度 , 減少膜污染和維持足夠長(zhǎng)的操作周期 , 微濾通常作為納濾的預(yù)處理 [21]。 A. Rozzi[20]研究表明 , MF+NF 深度處理二級(jí)出水 , 處理出水完全能夠滿足回用標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)出水平均 COD 為 mg/L, 經(jīng) MF 處理后平均出水 COD 為 mg/L, 去除率在 50%左右 。 NF 平均進(jìn)水 COD 為 mg/L, 平均出水 COD 為 24 mg/L, 去除率為 %, 其他各項(xiàng)指 標(biāo)包括硬度、電導(dǎo)率、吸光度等也完全能滿足回用要求。膜生物反應(yīng)器 (Membrane Bioreactor, MBR) 被證明是處理紡織印染廢水的高效技術(shù) , 它能取得比傳統(tǒng)生物廢水處理技術(shù)高的處理效果 [15]。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 我國印染廢水治理中存在的主要問題 目前我國印染廢水治理存在主體之間內(nèi)外倆方面雙重矛盾的問題。對(duì)紡織企業(yè)而言，一方面，企業(yè)急需解決本身存在的各種問題包括改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)裝備調(diào)整生產(chǎn)技術(shù)工藝，強(qiáng)化科學(xué)有效的管理，提高末端污染處理技術(shù)水平，加強(qiáng)培訓(xùn)和人才培養(yǎng)，加快實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)等問題；另一方面，為眼前 利益驅(qū)動(dòng)，對(duì)現(xiàn)行的政策法規(guī)、管理體制、宏觀決策采取漠視規(guī)避的態(tài)度，消極或非主動(dòng)的應(yīng)付各種環(huán)境政策和管理措施。對(duì)政府機(jī)構(gòu)而言，一方面在不斷強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，并制定了許多相關(guān)的法律法規(guī)，投入了大量的財(cái)力人力積極推進(jìn)企業(yè)清潔生產(chǎn)工作；另一方面由于現(xiàn)行經(jīng)濟(jì)體制和管理體制尚不完善，客觀上又存在政策法規(guī)研究的不夠。管理監(jiān)督力度不夠，宣傳引導(dǎo)服務(wù)不夠等方面的問題 主要研究?jī)?nèi)容 本課題以剛果紅、溴酚藍(lán)作為模擬印染廢水， 首先對(duì)活性污泥進(jìn)行馴化，在馴化階段 用序批式活性污泥處理系統(tǒng)（ SBR）對(duì)模擬印染廢水進(jìn)行處理 ， 在此處理過程中對(duì)廢水的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定；與此同時(shí)，單獨(dú)用粉煤灰對(duì)模擬廢水進(jìn)行處理并測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)；然后用粉煤灰、序批式活性污泥處理系統(tǒng)聯(lián)合起來一起處理廢水，并測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)；最 后對(duì)粉煤灰做了改性，用改性后的粉煤灰在不同 pH下處理模擬廢水 并測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo) 。在實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)模擬印染廢水 進(jìn)行測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)主要包括 NH4+N、 NO2N、 NO3N、 DO 值 、 COD。 本實(shí)驗(yàn)所采用序批式活性污泥處理系統(tǒng)如下圖： 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 圖 11 SBR工藝典型運(yùn)行方式 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 第 2 章 實(shí)驗(yàn)材料和方