紡織印染廢水處理工藝分析
一、紡織印染工程生產(chǎn)過程主要有煮煉、漂白、染色等部分組成
由于針織坯布紗線上不含漿料，故針織坯布不需要退漿。但為了去除織物上的天然雜質(zhì)，需經(jīng)過再煮煉工序，去除織物上的色素及剩余雜質(zhì)等，還需要經(jīng)過漂白工序。棉針織產(chǎn)品的印花和染色生產(chǎn)工藝及污染物產(chǎn)生流程：
二、生產(chǎn)過程產(chǎn)生廢水的環(huán)節(jié)
根據(jù)生產(chǎn)工藝，本工程的廢水可分為煉漂廢水和印染廢水兩種：
(1)煉漂廢水
主要有：針織布在煮煉和漂白加工過程中產(chǎn)生的廢水 。這種廢水主要是固體懸浮物濃度較高，色度較低。
(2)印染廢水
主要有：針織布在印花和染色加工過程中產(chǎn)生的廢水。這種廢水主要是固體懸浮物濃度較低，色度較高。
三、處理工藝的功能要求
污水處理工藝的選擇直接關(guān)系到處理后出水的各項水質(zhì)指標(biāo)能否穩(wěn)定可靠地達到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求、建設(shè)投資和運行成本是否節(jié)省、運行管理及維護是否方便，及占地指標(biāo)是否較低。因此污水處理工藝方案的選定是污水處理系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵。
1、印染污水的特性
紡織印染行業(yè)是工業(yè)污水排放大戶，污水中主要含有紡織纖維上的污物、油脂、鹽類以及加工過程中附加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸堿等。
廢水特點是有機物濃度高、成分復(fù)雜、色度深且多變，pH變化大，水量水質(zhì)變化大，屬難處理工業(yè)廢水。隨著化學(xué)纖織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理要求的提高，使PVA漿料、人造絲堿解物、新型染料、助劑等難降解有機物大量進入紡織印染廢水，對傳統(tǒng)的廢水處理工藝構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)，COD濃度也從原來的數(shù)百毫克每升上升到3000～5000mg/l。
漿染廢水色度高、COD高，特別是近年根據(jù)國外市場開發(fā)出來的絲光藍、絲光黑、特深藍、特深黑等印染工藝，該類印染大量使用硫化染料、印染助劑硫化鈉等，因此廢水中含有大量的硫化物，該類廢水必須加藥預(yù)處理，然后再進行系列化處理，才能穩(wěn)定達標(biāo)排放。漂染廢水中含有染料、漿料、表面活性劑等助劑，該類廢水水量大，濃度和色度均較低，如果單純采用物化處理，則出水也在100～200mg/l之間，色度也能以滿足排放要求，但污染量大大增加，污泥處理的費用較高，容易造成二次污染，在目前環(huán)保要求較嚴(yán)的情況下應(yīng)充分考慮生化處理系統(tǒng)，常規(guī)的強化生物處理工藝可以滿足處理要求。
2、印染污水處理要求
根據(jù)上面章節(jié)對污水水質(zhì)的分析，本工程要求的污水處理程度較高，因此對污水處理工藝的選擇應(yīng)十分慎重。本工程選擇污水處理工藝應(yīng)充分考慮污水量和污水水質(zhì)以及經(jīng)濟條件和管理水平，優(yōu)先選用技術(shù)先進、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟處理工藝。下面將各種工藝的特點進行論述，以便選擇切實可行的方案。
3、 印染廢水處理工藝的分析
針對印染行業(yè)廢水處理難度的增加，近年來國內(nèi)外都開展了一些研究工作，主要是新的生物處理工藝和高效專門細菌以及新型化學(xué)藥劑的探索和就用研究。其中具有代表性的有厭氧-好氧生物處理工藝、高效脫色菌和PVA降解菌的篩選與應(yīng)用研究、高效混凝脫色劑的研制等。
4、紡織印染廢水處理的物理法—吸附法
在物理處理法中就用最多的是吸附法，這種方法是將活性碳、粘土、高嶺土等多孔物質(zhì)的粉未或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去。目前，國外主要采用活性碳吸附法(多半用于三級處理)，該法對去除水中溶解性有機物非常有效，但它不能去除水中的膠體和疏水性染料，并且它只對陽離子染料、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性能。
吸附處理使用的吸附劑多種多樣，工程中需考慮吸附劑對染料的選擇性，應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)來和選擇吸附劑。另外國內(nèi)也有用活性硅藻土和煤渣處理傳統(tǒng)印染工藝廢水，費用較低，脫色效果好，其缺點是泥渣產(chǎn)生量大，且進一步處理難度大。
5、紡織印染廢水處理的化學(xué)方法
紡織印染廢水處理混凝法
混凝法的基本原理是在廢水中投入混凝劑，在廢水里形成膠團，與廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中和，形成絮凝團?；炷ú坏梢匀コ龔U水中的粒徑為10-3～10-6mm的細小懸浮顆粒，而且還能夠去除色度、油分、微生物、BOD、COD等有機質(zhì)。
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好。近來國外采用高分子混凝劑者日益增加，且有取代無機混凝劑的趨勢。高分子混凝劑最常用是的聚丙烯酰胺(PAM)，有陰離子型、陽離子型及非離子型。
紡織印染廢水處理氧化法
化學(xué)氧化法是利用強氧化劑對廢水中的色度、細菌微生物、有機物(COD、BOD)等污染物進行強化氧化的處理方法。
在對印染廢水進行化學(xué)處理的時候，由于受運行費用及環(huán)境接納的限制，能常不使用化學(xué)固態(tài)氧化藥劑。在國外臭氧氧化法就用較多，并且已總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模式。
臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。
紡織印染廢水處理電解法
電解對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果，脫色率為50%~70%，但對顏色深、CODCr高的廢水處理效果較差。對染料的電化學(xué)性能研究表明，各類染料在電解處理時其CODCr去除率大小依次為：硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。目前這種處理方法正在推廣使用交已運用到一些工程實際當(dāng)中。
6、紡織印染廢水的生物處理方法
從目前情況來看，我國印染廢水好氧生物處理以表面加速曝氣和接觸氧化法占多數(shù)，此外鼓風(fēng)曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤工藝也有應(yīng)用。生物處理對于去除BOD等有機質(zhì)有效，但對于色度去除率并不高，一般在50%左右，所以當(dāng)色度要求比較高時，需要輔以物理或化學(xué)處理方法。
好氧生物處理對于去除BOD有明顯效果，一般可達80%左右，但色度和COD去除效率不高，尤其PVA等化學(xué)漿料、表面活性劑、溶劑及匹布堿減量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但使印染廢水的COD高達2000mg/l~3000mg/l，而且BOD/COD的比值也較以前大幅下降，單純的好氧生物處理難度越來越大，出水難以達標(biāo)?；谝陨锨闆r，如今印染廢水的厭氧生物處理技術(shù)越來越受到人們的重視，探求高效、低耗、投資省的印染水處理新技術(shù)已日顯重要。
厭氧的主要處理構(gòu)筑物是厭氧罐，染料中的偶氮基團、三苯甲烷以及單氮基因聚合物，都能通過厭氧分解，通常在中溫條件下進行(37oC)，水力停留時間(HRT)8h，主要含甲基紅染料的污水顏色能完全去除。用UASB反應(yīng)器和管道厭氧消化器直接處理高濃度染料廢水的中長期運行結(jié)果表面，廢水中的色度和COD去除率分別穩(wěn)定在80%~90%以上。
此時與好氧法相結(jié)合的厭氧處理作用已不是傳統(tǒng)的厭氧消化，它的水力停留時間(HRT)一般為6h~12h，只發(fā)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差的一些高分子物質(zhì)，期望它們在厭氧段發(fā)生水解、酸化作用，變成較小的分子，從而改善廢水的可生化性，為好氧處理創(chuàng)造條件。應(yīng)用這一流程，較好地解決了PVA、染料的處理問題。這一流程的另一大特點是，好氧段所產(chǎn)生的剩余污泥全部回流到厭氧段，厭氧段有較長的污泥停留時間(SRT)，有利于污泥厭氧消化，從而顯著降低了整個系統(tǒng)的剩余污泥量。上述組合工藝具有雙重的作用：一是對廢水進行預(yù)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(tǒng)的剩余污泥進行消化。
7、紡織印染廢水處理：混凝法
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法、混凝過濾法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好。近來國外采用高分子混凝劑者日益增加，且有取代無機混凝劑的趨勢。高分子混凝劑最常用是的聚丙烯酰胺(PAM)，有陰離子型、陽離子型及非離子型。
根據(jù)以往經(jīng)驗，印染廢水中懸浮物與藥劑形成的膠團比重較大，考慮到操作強度及運行方便，本項目應(yīng)宜采用混凝沉淀法。
8、紡織印染廢水處理：厭氧工藝的選擇
厭氧處理主要有水解酸化池、厭氧生物濾池、UASB反應(yīng)池等。其中水解酸化池取代了傳統(tǒng)的初沉池，水解池對有機物的去除率遠遠高于傳統(tǒng)的初沉池，更為重要的是經(jīng)過水解處理，使污水更適宜后繼的好氧處理;可掛裝填料提高處理效率，操作簡便，處理效率高，適用于中低濃度廢水;本項目采用水解酸化處理方法。
9、紡織印染廢水處理：好氧生物處理
好氧處理工藝有很多處理方法。好氧處理工藝分為活性污泥法和生物膜法，活性污泥法大致分為兩大類：第一類為按空間進行分割的連續(xù)流活性污泥法;第二類為按時間進行分割的間歇式活性污泥法。生物膜法以接觸氧化法應(yīng)用最多最普遍。
生物接觸氧化法是一種典型的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。
生物接觸氧化法中微生物所需的氧通過鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而進行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生物膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外。
生物接觸氧化法具有以下特點：
(1)由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷;
(2)由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力;
(3)剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便;
綜上所述，接觸氧化法處理效果穩(wěn)定，操作強度較小，易于控制，剩余污泥少而且污泥穩(wěn)定，不需設(shè)污泥消化池，能實現(xiàn)生物處理池的功效最大化。