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超纤非织布印染废水处理方案

作者: 日期:2017/2/13 18:13:33 点击:

随着科技的发展,印染行业普遍采用碱减量技术, 使涤纶织物获得光滑柔软的手感、悬垂感和飘逸感等丝 绸织物的性能,并使织物在其他品质,诸如染色性等方 面甚至超过了天然纤维。但是由此而产生的碱减量废水 COD高,可生化性较差,污染严重,已成为难处理的工 业废水之一。

1 项目概况

厦门某纤维材料有限公司是一家从事超细纤维非 织造布的生产,并制成高档聚氨酯合成革的公司。该 公司在生产过程中排放的废水主要有四种类型,其 中,碱减量废水800m3/d,COD为2000~80,000mg/L; 染色废水480m3/d,COD含量为800~1400mg/L;生 活污水150m3/d,COD含量为300~500mg/L;其它废水 100m3/d,COD含量为2000~3000mg/L。该项目废水处理 执行《厦门市水污染排放控制标准》(DB35/322-1999) 中的一级排放标准,各项指标要求见表1

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2 废水处理工艺流程

由于生产工艺各工段产生的废水具有不同性质,应 采取分质分治的工艺对其进行处理。

2.1 分质分治工艺路线

2.1.1 浓碱减量废水处理

浓碱减量废水源自生产工艺前段碱液池,NaOH含量 可达到1%~2%,COD浓度达到5×104~8×104mg/L。水 中的对苯二甲酸盐含量高,有较大的回收价值。为提高 回收的对苯二甲酸(TA)纯度,设计中采用多介质过滤 器进行预处理,去除水中杂质,再进行后续酸析处理。 采用硫酸对碱减量废水进行酸析以回收TA,pH值越 低则析出的TA量越大。通过试验分析比较,酸析应控制 pH在3.5,TA析出量和硫酸投加量可达到最佳平衡点。酸 析反应时间应保证20min,再进入浓缩池,浓缩液用防腐 聚丙烯厢式压滤机进行脱水回收TA。该废水经过酸析处 理后可使COD去除率大于65%,BOD5/COD提升到0.3以 上。浓缩澄清液和滤液到集水池进行再处理。

2.1.2 稀碱减量废水处理

该废水pH值为13~14,COD为2×104~4×104 mg/L,主要为生产工艺后段清洗水。由于TA浓度较低 且量大,若直接加硫酸进行酸析,则达到酸析点的投酸量大,而TA析出量少,使得单位处理成本上升。为此, 拟先将稀碱减量废水用于脱硫除尘,由于废水中的NaOH 能和烟气中SO2快速反应,在有效去除SO2的同时,废水 pH降低,减少后续酸析的硫酸投加量。考虑到TA回收 需要,通过调节脱硫水回流量,控制pH在6.5以上,防 止TA析出。试验证明,该控制点的脱硫效率达到95%以 上,可使烟气达标排放,为企业解决了另一环保难题。 脱硫废水经过沉淀后,澄清液再投加硫酸进行酸析 处理,同样控制pH在3.5,后续处理与上述浓碱减量废 水处理工艺一致。

2.1.3 铁碳微电解

酸析后废液pH低,若直接采用碱回调,则投碱量 大,增加处理成本。可利用原电池原理,在酸性条件 下,反应池中形成无数以铁为阳极、碳为阴极的微型原 电池,电极反应如下:

阳极:Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)= -0.44V

阴极:2H++2e→ 2[H]→H2↑ E0(H+/H2)=0V

电极反应产生的Fe2+在后续处理中将被作为混凝剂 使用,且在曝气条件下多形成Fe3+,有利于后续的混凝 反应,减少混凝剂投加量。而电极反应产生的羟基自由 基(OHo)可氧化多种有机物。在充氧曝气条件下,经 过30min铁碳微电解反应后,废水的COD去除率可达到 50%~60%。

pH影响微电解的电极反应速率和产物生成,而反 应最终水中导致OH-浓度增加,pH上升。试验表明,当 pH升高了1.5左右之后趋缓,即出水pH一般在4.5~5.0。

2.1.4 综合废水处理

其它废水主要有实验室废水、织机含油废水、差别 化纤工艺废水等。这部分水经过隔油预处理后与锦纶印 染废水混合后,再进入曝气混合池与铁碳微电解池出水 进行曝气混合,同时投加石灰,调节pH至8.0。

由于铁碳微电解池出水pH值较低,且水中含有大量 Fe2+、Fe3+、硫酸根等,选择投加石灰,可同时形成CaSO4 和Fe(OH)2、Fe(OH)3 等沉淀物,并形成混凝效果,通过吸 附架桥作用去除水中污染物质。在后续的混凝反应池中 再投加助凝剂,以增强沉淀去除效果。

中试数据表明,印染废水与铁碳反应后的碱减量废 水混合处理的加药量和处理效果,与各自单独处理相比 较,可节省加药量约30%,并且出水水质更佳。经过混 凝反应和斜管沉淀后,混合废水COD可控制在3000mg/L 左右,BOD5为1000~1600mg/L。这时再与生活污水混合进行后续生化处理。 生化处理工艺采用U A S B +接触氧化工艺。针对 水中残留的一定量的生物难降解物质,采用UASB工 艺。UASB工艺出水COD为500~1200mg/L,BOD5约为 300~700mg/L。而接触氧化工艺通过充氧曝气和好氧菌 胶团的作用,进一步氧化分解水中污染物质,并通过二 沉池的污泥回流,提高生化系统污泥活性。具体参见www.dowater.com更多相关技术文档。

由于该项目的废水污染物浓度高,水质变化大,因 此在后段增加混凝沉淀池、生物滤池和砂滤池,可确保 出水色度和有机物达标排放。

工艺产生的污泥主要为混凝沉淀污泥和生化剩余污 泥,通过浓缩、压滤脱水,干污泥外运妥善处置。

2.2 工艺流程

综合上述分析,确定废水处理工艺流程如下图。

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2.3 处理效果

根据中试试验数据,该处理系统各工段处理效果如表2所示。

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3 经济效益分析

本设计总装机容量为193kW。岗位定员10人。通过 分析核算,该项目所有废水经过处理至达标排放,平均 吨水直接处理成本为0.89元,其中包含人工、药剂、动 力、维修耗材等各项直接费用。工艺回收的TA含量可 达到95%以上,可作为较初级的化工原料应用,为企业 创造了可观的经济效益。

4 结论

(1)印染厂碱减量废水经废酸酸析,控制酸析点pH在3~4范围,可有效回收TA,COD 去除率大于60%,并使得废水的B/C 比提升到0.3以上,适合生物处理。

(2)经过酸析处理的碱减量废 水经铁碳微电解反应池,既提高了 pH值,又去除了50%~60%的COD。 还可使得出水富含混凝成分,用于其 他印染废水的混凝处理,可节省药剂 量30%。

(3)UASB-接触氧化处理工 艺,可实现碱减量废水、印染废水、 生活污水等混合废水的达标处理。