【集萃網(wǎng)觀察】1、印染廢水處理現(xiàn)狀 隨著人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求越來越高，印染廢水排放標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)，對(duì)于高、中難度處理印染廢水，單獨(dú)的生化或物化處理都難以達(dá)到排放要求。目前國內(nèi)的印染廢水處理多采用以生化法為主，物理化學(xué)法為輔的手段。但是由于近年來化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，尤其是PVA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，給印染廢水的處理增加了難度。普通的生物處理系統(tǒng)大都由于處理效率低下而使出水的CODcr,色度等污染指標(biāo)達(dá)不到排放要求。此外，PVA等化學(xué)漿料造成的CODcr占印染廢水總CODcr的比例相當(dāng)大，很難被普通微生物所利用而使其去除，去除率往往只有20-30％。 印染廠的生產(chǎn)工藝對(duì)其廢水的可生化性影響很大。通常廢水中化學(xué)藥劑、無機(jī)鹽的含量過高，有機(jī)物含量相對(duì)較少．原水缺乏微生物合成所必須的營養(yǎng)，可生化性差。此外，染色廢水由于染料品種復(fù)雜、季節(jié)性變化較大．其可生化性也有所變化，從而使生化處理(主要是指好氧)難以達(dá)到預(yù)期效果。 由于工業(yè)化發(fā)展帶來水環(huán)境的持續(xù)惡化，水資源的日益缺乏使國家對(duì)環(huán)保節(jié)水問題日益重視，目前江浙、廣東一帶等印染加工業(yè)集中地區(qū)、北方部分缺水地區(qū)，已普遍提高了廢水處理排放標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)印染企業(yè)的廢水排量也實(shí)行嚴(yán)格限制，取水資源費(fèi)、污水排放費(fèi)也逐步大幅提升。環(huán)保要求的提高已使部分地區(qū)印染企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張面臨著嚴(yán)重的威脅，因此可以毫不夸張地說，今后對(duì)水資源如何進(jìn)行有效再利用將成為企業(yè)發(fā)展的生命線。在此基礎(chǔ)上，如何采用水處理新技術(shù)不斷提升再利用的安全性與經(jīng)濟(jì)性，已成為大部分印染企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的課題。目前，我國印染行業(yè)廢水每天排放量為300～400萬m3基本上經(jīng)過常規(guī)處理后達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)后排放，沒有回用到生產(chǎn)中去，而很多印染企業(yè)在生產(chǎn)中需要消耗大量的生產(chǎn)用水(一般采用自來水)，而現(xiàn)在自來水的價(jià)格上漲，促使生產(chǎn)成本上升，因此采用本項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢水資源化具有廣泛的意義．在印染行業(yè)中水回用方面存在巨大的市場(chǎng)。 2、印染廢水中M B B R技術(shù)的應(yīng)用 2．1 MBBR工藝原理 MBBR工藝?yán)硎峭ㄟ^向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外．每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。
MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)。進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚(yáng)長避短，相互補(bǔ)充。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動(dòng)的生物膜”。 2．2 MBBR特點(diǎn) 與活性污泥法和固定填料生物膜法相比．MBBR既具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性．又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點(diǎn)。 (1)填料特點(diǎn) 填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的．比重接近于水，以圓柱狀和球狀為主，易于掛膜，不結(jié)團(tuán)、不堵塞、脫膜容易。 (2)良好的脫氮能力 填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生．對(duì)氨氮的去除具有良好的效果。 (3)去除有機(jī)物效果好 反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高，一般污泥濃度為普通活性污泥法的5～10倍，可高達(dá)30～40g／L。提高了對(duì)有機(jī)物的處理效率，同時(shí)耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。 (4)易于維護(hù)管理 曝氣池內(nèi)無需設(shè)置填料支架．對(duì)填料以及池底的曝氣裝置的維護(hù)方便．同時(shí)能夠節(jié)省投資及占地面積。 MBBR工藝可以減小反應(yīng)器的體積，減少能耗，在保證有機(jī)物去除率的同時(shí)，提高氨氮的去除效率；與生物膜AO工藝組合，也能改善去除氨氮的效果�？傮w來看，MBBR工藝在有機(jī)物和氨氮的處理效果方面要強(qiáng)于傳統(tǒng)活性污泥法和傳統(tǒng)生物膜法。對(duì)于目前大多數(shù)印染廠來說，占地面積更小、處理效率更高的MBBR系統(tǒng)將成為一種更合適的工藝選擇。 3、膜生物反應(yīng)器(MBR)在印染廢水處理中的應(yīng)用 膜生物反應(yīng)器(MBR)是目前公認(rèn)的水處理高新技術(shù)，它綜合了膜處理技術(shù)和生活處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有流程簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、占地少等優(yōu)點(diǎn)，是污水回用的適用技術(shù)，目前該技術(shù)已在德國、美國、日本等國家廣泛應(yīng)用于污水處理和再利用領(lǐng)域。 3．1 MBR的組成 從整體結(jié)構(gòu)上看，MBRm主要由膜組件、生物反應(yīng)器和泵三部分組成，其中生物反應(yīng)器是污染物降解的主要場(chǎng)所，膜組件相當(dāng)于生物處理系統(tǒng)中的二沉池，起固液分離的作用，泵是系統(tǒng)出水的動(dòng)力來源。 根據(jù)膜組件的設(shè)置位置．可將MBR分為一體式和分置式兩類。前者是將膜組件放置在生物反應(yīng)器的內(nèi)部，后者是把膜組件與生物反應(yīng)器分開設(shè)置，顯然，這種分置式的MBR因?yàn)樵黾恿宋勰嗷亓鞅煤途S持一定的膜面流速而存在動(dòng)力消耗大、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用高的問題，與之相比，一體式MBR的膜表面錯(cuò)流是由曝氣器產(chǎn)生的空氣攪動(dòng)產(chǎn)生，不需污泥回流系統(tǒng)，因而系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單、能耗較低，這也是目前小區(qū)中水回用處理工藝中通常采用的形式。 3．2工藝特點(diǎn) MBR工藝與其他生物處理工藝相比，具有以下特點(diǎn)： (1)出水水質(zhì)好，穩(wěn)定性高膜過渡出水使得生物反應(yīng)器內(nèi)獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負(fù)荷沖擊能力。同時(shí)，污泥停留時(shí)間較長，這也為難降解有機(jī)物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應(yīng)器內(nèi)繁殖富集，特別是對(duì)難降解有機(jī)物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜分離對(duì)小于膜孔徑有機(jī)大分子物質(zhì)的截留作用，能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩(wěn)定。 (2)占地少膜生物反應(yīng)器可以維持較高的污泥濃度，通常MLSS為8-20g／L，是傳統(tǒng)生物處理的2．5～5倍．同時(shí)系統(tǒng)省去了二沉池和污泥回流設(shè)備，因而占地面積省。 (3)操作維護(hù)簡(jiǎn)單膜分離單元工藝簡(jiǎn)單，出水和運(yùn)行不受污泥泥膨脹等因素的影響，操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便．且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制管理。 (4)污泥處水費(fèi)用低系統(tǒng)污泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少，產(chǎn)泥量僅占傳統(tǒng)工藝的30％，這對(duì)后續(xù)的污泥處理極為有利。 3．3經(jīng)濟(jì)分析 MBR工藝具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)省占地面積、易于管理維護(hù)等特點(diǎn)，出水消毒后可直接回用,與傳統(tǒng)的中水處理工藝(二級(jí)生物處理+混凝沉淀+過濾+消毒)相比具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，其主要表現(xiàn)在： (1)MBR工藝容積負(fù)荷高，無二沉池，基建投資省； (2)污泥產(chǎn)量低，后期處理投資與處置費(fèi)用低； (3)出水水質(zhì)好，省去了三級(jí)處理； (4)隨著膜技術(shù)的發(fā)展，膜的價(jià)格會(huì)不斷下降、性能會(huì)更好； (5)占地面積小，在需要征地和空間有限的情況下，更顯優(yōu)越； (6)因工藝簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便，其潛在的運(yùn)行管理費(fèi)用較低。 在水資源日益緊張的今天，將處理后的水回用于綠化、洗車和沖廁，其應(yīng)用前景廣泛。MBR工藝作為一種新型、高效的水處理技術(shù)，具有處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積少和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，這是其他傳統(tǒng)工藝無法比擬的。相信隨著小區(qū)中水設(shè)施建設(shè)的逐步推進(jìn)，MBR技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛 4、印染廢水回用技術(shù) 全世界染料年總生產(chǎn)量在60萬噸以上，其中50％以上用于紡織品染色，而在紡織品加工過程中，有10％一20％的染料作為廢物排出。我國印染行業(yè)每天有400多萬噸的廢水排放，每年要耗用100多億噸的清潔水。按每排放1噸印染廢水又將污染20噸清潔水體計(jì)算，每年未達(dá)標(biāo)排放的廢水又破壞150多億噸清潔水．?dāng)?shù)字驚人。據(jù)國家環(huán)�？偩纸y(tǒng)計(jì)，我國印染行業(yè)排放廢水總量位于全國制造業(yè)排放總量的第5位，印染企業(yè)的單位產(chǎn)品耗水量大約是發(fā)達(dá)國家的3倍左右，而水的重復(fù)利用率卻落后于制造業(yè)平均水平，僅為7％。所以如何提高印染廢水的水處理技術(shù)，采用科學(xué)合理的工藝技術(shù)路線組合，切實(shí)解決印染廢水的治理和廢水的回用，不僅僅是對(duì)一個(gè)企業(yè)，一個(gè)地區(qū)的影響，對(duì)整個(gè)行業(yè)發(fā)展，乃至國家經(jīng)濟(jì)都有深遠(yuǎn)的影響。 4.1 超濾技術(shù)在印染廢水中應(yīng)用 4．1．1超濾的基本原理 超濾(UltraFiltration，簡(jiǎn)稱UF)。是溶液在壓力作用下，溶劑與部分低分子量溶質(zhì)穿過膜上微孔到達(dá)膜的另一側(cè)．而高分子溶質(zhì)或其它乳化膠束團(tuán)被截留，實(shí)現(xiàn)從溶液中分離的目的。它的分離機(jī)理主要是靠物理的篩分作用。超濾分離時(shí)是在對(duì)料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)因膜表面及微孔的一次吸附，在孔內(nèi)被阻塞而截留及膜表面的機(jī)械篩分作用等三種方式被超濾膜阻止，而水和低分子物質(zhì)通過膜。超濾膜比微濾膜孔徑�。�0．7～7 kg／cm2的壓力下，可用于分離直徑小于101μm的分子和微粒。它主要應(yīng)用于生活污水、含油廢水、紙漿廢水、染料廢水等廢水處理。超濾材料大多數(shù)是有機(jī)高分子膜，目前無機(jī)膜材料也開始制備和應(yīng)用。 4．1．2超濾技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用 目前常用的生物化學(xué)法CODcr去除率和脫色效果都不夠理想，出水CODcr和色度往往不易達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。在處理印染廢水中如果應(yīng)用超濾技術(shù)，讓廢水先通過超濾膜，使色素和水分離，再將廢水中的染料和水進(jìn)行回收．不僅能保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源。而且會(huì)給印染行業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 Ana Maria Brites Alves等人采用超濾技術(shù)對(duì)某制革廠染色循環(huán)中三個(gè)不同時(shí)段的出水進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)研究．實(shí)驗(yàn)中采用4個(gè)截流分子量(MWCO)分別為40、10、5和3kDa的聚醚砜膜及采用封閉環(huán)再循環(huán)式(CLR模式)和批方式(B模式)兩種方式。第一種水樣E1是標(biāo)準(zhǔn)牛皮革的黑色染料及含有不同比例的其它不同顏色的染料的混合物，pH為2．8，導(dǎo)電率為23ms／cm，TSS為25．9mg／1，TS為56g／l，色度為5．1g／1；第二種水樣E2是經(jīng)過特殊處理后的牛皮革黑色染料及同樣含有不同比例的其它不同顏色的染料的混合物，pH為3．5，導(dǎo)電率為15．4ms／cm，TSS為19mg／l，TS為28g／l，色度為31g／l；第三種E3是標(biāo)準(zhǔn)牛皮革的藍(lán)色染料及含有不同比例的其它不同顏色的染料的混合物，pH為3．2，導(dǎo)電率為13．8ms／cm，TS為39．3g／l，色度為38．7g／l。在CLR模式實(shí)驗(yàn)中，對(duì)E1，MWCO為10KDa的膜的透水量比MWCO為40KDa的要高得多，而前者的脫色率為72％，后者為77％。對(duì)E2，MWCO為5KDa和40KDa的膜污染均相當(dāng)嚴(yán)重，兩者的透水率均很低．其脫色率分別為95％和90％。對(duì)E3，MWCO最低(3KDa)的膜的透水量比純水是低50％，其脫色率達(dá)到100％。在B模式實(shí)驗(yàn)中．隨著VRF的增加透水量均下降，當(dāng)VRF達(dá)到5時(shí)下降程度可以忽略，除了E1水樣和MWCO為10和40KDa的膜以外其它情況的脫色率均相當(dāng)高(92％一98％)，而Ts的去除率就顯得較低。B模式比起CRL來透水量隨著VBF的變化不是很大。UF用于制革廠染色循環(huán)過程中廢水的脫色是可行的．透過水的顏色取決于膜種類及原水水質(zhì)．對(duì)以上幾種情況脫色率均能達(dá)到70％，出水可回用與其它染色過程中。 4．2反滲透技術(shù)在印染廢水中的應(yīng)用 4．2．1反滲透分離技術(shù)原理及特點(diǎn) 反滲透膜分離技術(shù)是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新的膜分離技術(shù)，作為膜分離領(lǐng)域的一個(gè)分支，具有廣闊的發(fā)展前景。 反滲透膜分離技術(shù)的原理基于稀濃溶液之間的滲透壓，當(dāng)用一張半透膜將稀溶液(如純水)與濃溶液(如鹽水1隔開時(shí)，稀溶液會(huì)向濃溶液滲透并保持相應(yīng)的滲透壓。如果對(duì)濃溶液施加大于滲透壓的壓力，則濃溶液會(huì)向稀溶液一側(cè)滲透．使溶質(zhì)由濃溶液向稀溶液轉(zhuǎn)移。 一般反滲透膜微孔尺寸在10A左右，操作壓力為1．O～10．0Mpa，切割分子量小于500，能截留鹽或小分子量有機(jī)物，可使水中離子的含量降低96％～99％。由于反滲透技術(shù)具有無相變、組件化、流程簡(jiǎn)單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優(yōu)點(diǎn)，它由最初的只用于海水淡化，逐步擴(kuò)大到苦咸水淡化、食品加工、醫(yī)藥衛(wèi)生、飲料凈化、超純水制備等方面，產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益。就印染廢水的反滲透處理而言，反滲透能去除離子物質(zhì)．具有良好的脫鹽脫色效果，應(yīng)用于印染廢水能產(chǎn)生明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。 4．2．2反滲透在印染廢水中應(yīng)用 反滲透是以壓力推動(dòng)為動(dòng)力的膜分離技術(shù)。壓力差約為2～10Mpa，一直在海水淡化、苦咸水脫鹽、鍋爐補(bǔ)給水的處理和飲用水制備等方面有廣泛的應(yīng)用。上世紀(jì)70年代美國的J．J．Porter和C．A．Brandon等人就開始將膜分離技術(shù)應(yīng)用于印染廢水的處理，采用反滲透法對(duì)18種染料的回收和再利用進(jìn)行了試驗(yàn)，使用內(nèi)壓管式醋酸纖維膜、中空纖維聚酰胺膜、卷式醋酸纖維膜以及外壓管式Zr(Ⅳ)氧化物-PAA動(dòng)態(tài)膜，分離效果良好。色度去除率大于99％，COD去除率均在92％以上，透過水可重新使用。1983年Tinghuis報(bào)道了用反滲透技術(shù)對(duì)13種酸性、堿性染料溶液的分離效果。鮑廷鏞等采用反滲透技術(shù)對(duì)錦綸染色廢水進(jìn)行了處理．研究表明�？墒谷跛嵝匀旧珡U水濃縮10倍以上，色度去除率為99％～99．5％，COD從400～500mg／L下降到10～100mg／L。TDS從1000～2000mg／L下降到200～300mg／L，廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。王堅(jiān)等還對(duì)印染廢水的反滲透膜的選擇、滲透機(jī)理以及廢水反滲透處理系統(tǒng)進(jìn)行了探討。西北紡織工學(xué)院的郭明遠(yuǎn)對(duì)反滲透膜分離活性染料溶液做了不少研究。劉宗義曾利用卷式反滲透膜處理錦綸絲洗滌廢液。獲得了較好的分離效果。膜分離技術(shù)在印染廢水處理領(lǐng)域已有一定的研究和應(yīng)用。作為一種高新技術(shù)，其分離效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、無相變和節(jié)能等特點(diǎn)使其在廢水處理方面的應(yīng)用潛力很大，發(fā)展前景十分廣闊。 印染廢水處理不可能僅僅依靠一種新技術(shù)的面世來解決全部問題，對(duì)于一個(gè)工程，一個(gè)行業(yè)，只有在整合多種新技術(shù)之后，形成合理的工藝路線．才能夠真正達(dá)到穩(wěn)定地解決問題的目的，因此，在新技術(shù)不斷面世的今天．工程實(shí)踐的應(yīng)用就更為重要，還是需要在實(shí)際工程中，不斷的應(yīng)用和探索，才能達(dá)到理論指導(dǎo)實(shí)踐．實(shí)踐支持理論的目的。 來源: 印染在線 杭州天創(chuàng)凈水設(shè)備有限公司
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