创新技术改变环境水处理 大气处理设备

一、印染废水说明

印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。印染废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒有害成分及色度高等特点。一般印染废水pH值为6～10，CODCr为400～1000mg/L，BOD5为100～400mg/L，SS为100—200mg/L，色度为100～400*。但当印染工艺、采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理*的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其CODCr浓度也由原来的数百mgm上升到2000—3000mg/L以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH值达11.5～12，从而使原有的生物处理系统CODCr去除率从70*下降到50*左右，甚至更低。印染各工序的排水情况一般是：

1、退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有*浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和*助剂。废水呈碱性，pH值为12左右。上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(女口涤棉经纱)退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。

2、煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。

3、漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂，少量醋酸、革酸、硫代硫酸钠等。

4、丝光废水：含碱量高，NaOH含量在3*～5*，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高。

5、染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。

6、印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。

7、整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。

8、碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75*。碱减量废水不仅pH值高(一般>12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中COD2Cr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。

二、印染废水工艺设计

1、印染废水常用处理工艺

印染废水处理常用的方法主要分为两大类：物化法和生化法。

2、 物化处理*简介

物化法是在污水中加入絮凝剂、助凝剂，在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺。常用的物化处理单元主要有：絮凝沉淀、气浮、吸附、过滤。

1)调节池

在整个处理系统中设置了废水调节池。通过调节池设置，能*平衡水质、水量，使废水能比较均匀进入后续处理单元，*整个系统的*冲击性能减少处理单元的设计规模。有利于降低运行成本和水质波动带来的影响。在调节池内设置空气搅拌装置,*止发生沉淀现象,同时可以起到水质均衡的作用。设置液位自动控制装置，水泵将根据液位自动开启。

2)微电解

当将铁和碳浸没在酸性废水中时，由于铁和碳之间的电极电位差，废水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的碳成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：

阳极(Fe): Fe- 2e→ Fe2+,

阴极(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2,

从反应中看出，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性, 能改变废水中许多有机物的结构和特性, 使有机物发生断链、开环等作用。若有曝气，即充氧和*止铁屑板结。还会发生下面的反应：　

O2+ 4H+ +4e→2H2O；

O2+ 2H2O+ 4e→4OH－；

2Fe2+ +O2+4H+→2H2O+ Fe3+。

反应中生成的OH－是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3 胶体絮凝剂, 可以*地吸附、凝聚水中的污染物, 从而增强对废水的净化效果。

3)气浮

气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体，粘附污水中悬浮物，使其密度小于水而上浮到水面以实现固液分离的过程。同时可在废水中加入铁盐或铝盐等化学混凝剂以*空气浮选法的效率。根据《含油污水处理工程*规范》——编制说明中的数据，如果加入化学*剂，去油效率可达到90*以上，出水含油量小于50mg/L。

气浮法具有以下特点：

①　由于气浮池表面负荷高可达12m3/m2.h，水在池中停留时间只需10min～20min，而且池深只需2m左右，故占地少，节省投资费用；

②　气浮池具有预曝气作用，出水和浮渣具有一定的含氧量，有利于后续处理或再利用，泥渣不易腐化；

③　浮渣含水率低，一般在96*以下，有利于后续处理；

④　可回收利用油脂；

⑤　性能*,处理效果稳定*；

⑥　安装方便,操作简单,易于掌握；

⑦　气浮法所需混凝*剂少；

⑧　**,设计合理,运行费用低等。

4)二沉池

废水经过接触氧化后，夹带氧化过程中产生的少量的活性污泥及新陈代谢的生物膜，以及不能进行生物降解的少量固形物，进入二沉池进行固液分离。使水得到澄清排出。沉淀池采用竖流式，总停留时间不少于2.0小时，沉淀的污泥全部回流至污泥池作进一步消化减少剩余污泥。出水槽设计成可调液位的齿形集水槽，增加沉淀效果。

5)絮凝沉淀反应池

絮凝沉淀通过加入絮凝剂、助凝剂，使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，形成较大絮状颗粒，从而使污染物被吸附去除。常用的处理设施有：竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染废水处理中常用，一般可去除40*～50*的CODcr、60*～80*的色度。

6)吸附

吸附是利用固体表面的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量，当污染物碰撞到固体表面时，受到吸引而停留在固体表面的过程。常用的有：活性炭、硅藻土、树脂吸附剂等。

7) 过滤

过滤是去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。主要有：各类滤池、*膜材过滤器等。过滤在印染废水处理中不常用，除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。

3、生化处理*介绍

生化法是利用*的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其具有降解污染物*、运行费用相对低、基本不产生"二次污染"等特点，被*应用于印染污水处理中。生化处理*主要分为厌氧和好氧。厌氧包括：水解酸化、UASB、IC厌氧塔等；好氧主要包括：生物膜法、活性污泥法等。

1) 水解酸化池

在回用水处理工艺中水解酸化池的作用是重要的一个环节。水解——是大分子有机物降解的必经过程，大分子有机物想要被*所利用，必须先水解为小分子有机物，这样才能进入*细胞内进一步降解。酸化——是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这是回用水废水处理工艺中水解酸化作为预处理单元的原因。

水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，水解是指有机物进入*细胞前、在胞外进行的生物化学反应。*通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应；酸化是一类典型的发酵过程，*的代谢产物主要是*有机酸。在不同的工艺中水解酸化的处理目的也不同。水解酸化在好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，*废水的可生化性，以利于后续的好氧处理；而在混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开。

总的来说厌氧水解酸化的目的主要是将原有废水中非溶解性有机物转变为易生物降解的有机物，*废水的可生化性，并且降解一部分COD，以利于后续的好氧处理。在考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解酸化就主要用于低浓度难降解废水的预处理了。

2)厌氧*——IC反应器

IC厌氧反应器是一种多级内循环反应器，为第三代厌氧反应器的代表类型（UASB为*代厌氧反应器的代表类型），与*代厌氧反应器相比，它具有占地少、有机负荷高、*冲击能力更强，性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000-15000mg/L时的高浓度有机废水；*代UASB反应器一般容积负荷为5-8kgCOD/m3；第三代IC厌氧反应器容积负荷率可达15-30kgCOD/m3。IC厌氧反应器适用于有机高浓度废水，如，玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、化工废水、酒精废水等。

特点：

a、具有很高的容积负荷率

IC厌氧反应器由于存在着内循环、传质效果好、生物量大。其进水负荷率远比普通的UASB反应器高，一般可高出3*左右。当处理高浓度有机废水，COD高为10000-15000mg/L时，容积负荷率可达15-30kgCOD/m3。

b、*冲击负荷能力强

由于IC反应器实现了自身的内循环，循环量可达进水的10-20*。因为循环水与进水在反应器底部*混合，使反应器底部的有机物浓度降低，从而*了反应器的*冲击负荷能力：同时大水量也使底部污泥得以膨胀，*了废水中的有机物与*的*接触反应，*了处理负荷。

c、出水稳定性能好

因为IC反应器相当上下两个UASB反应器的串联运行，下面一个反应器具有很高的有机负荷率，起"粗"处理作用，上面一个反应器的负荷低，起"精"处理作用，使出水水质好且稳定。

d、节省投资和占地面积

IC 反应器容积负荷率高出普通UASB 反应器3*左右，其体积相当于普通反应器的1/4—1/3 左右，大大降低了反应器的基建投资；而且IC反应器高径比很大，所以占地面积少。

3) 接触氧化池

废水经厌氧水解池处理后，自流进入接触氧化池，从而进入接触氧化阶段，即进入好氧处理。

接触氧化池是一种生物膜法为主，兼有活性泥的生物处理装置，通过提供氧源，废水中的有机物被*所吸附、降解，使水质得到净化。

在设计过程中考虑接触氧化时间较长为宜，即6小时，内部设高比表面积弹性填料，填充率为70*，比表面积近600m2/m3，在设计面积负荷时也应*考虑周围环境，能*较好的处理效率。因此设计负荷应选择比较低的值：0.83kg/m3·日。填料使用寿命在8年。气水比也同时考虑较高的值：15:1，曝气形式：微气孔曝气。该装置在运行过程中*不会出现堵塞现象，具有曝气气孔小，氧的利用率高等优点，与传统曝气形式相比，具有无可比拟的优点。

接触氧化是一种以生物膜法为主兼有活性污泥法的生物处理工艺。经过*充氧的废水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料，生满生物膜的填料表面经过与充氧的废水*接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使废水得到进化。

本设计采用*的立体弹性填料，不仅比表面积大，且水流特性*。

由于大量*被固定在填料层表面，形成高浓度的污泥床，俗称生物膜，它具有较强的*负荷冲击。

此种结构由于没有或极少量地产生悬浮性的活性污泥，因而不会产生污泥膨胀，这也是此法的一大特点。

此阶段产关键在于填料层的生物培养与落床，只要运行初期将此项工作做好，运行期间基本不用过问其它问题。

4)膜MBR处理*

好氧O池采用膜分离活性污泥法，即膜MBR工艺。

膜组件取代传统生物处理*末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，*生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。

膜生物反应器因其*的截留作用，可保留世代周期较长的*，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能*繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供更加好效果。

目前，膜MBR处理*主要采用PVDF复合超滤膜应用于膜MBR生物反应器中，除发挥更好的生化效果，降低COD、BOD功效，还有更高的过滤精度达0.02um以上，膜通量大，膜丝采用复合*具有更*和更好的*氧化性能。同时膜MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。所以膜MBR*很好的在污水深度处理提标改造工程项目、中水回用工程、市政净水工程和大型直饮水项目等得到更好的应用。

三、印染废水工艺流程图