印染废水处理工艺优化研究

Posted 2023-01-12 生化

篇首语：在学习上做一眼勤、手勤、脑勤，就可以成为有学问的人。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了印染废水处理工艺优化研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

研究了混凝—生化与生化—混凝两种工艺处理印染废水的处理效果，试验结果表明，生化—混凝处理工艺出水COD为77mg/L，去除率可达90.5%；出水色度为10倍，色度去除率达到98%。生化出水经混凝沉淀后产生的絮体颗粒大，沉降性好，产泥量少，混凝剂投加量也相对较少，可以降低系统的处理费用。采用生化—混凝工艺处理印染废水，其处理效果优于混凝—生化处理工艺。
1 试验水质水量
试验用印染废水水质水量如表1所示。

本试验采用印染废水作为试验原水，该废水呈棕黄色，色度为500倍，含有大量分散染料、匀染剂等溶解性有机污染物和保险粉(二亚硫酸钠)、片碱等无机物。
2 试验目的
2.1 研究印染废水处理关键技术
如何提高COD去除率是印染废水急待解决的关键难题之一。在处理工艺技术上，由于印染废水成分以有机物为主，理论上虽大部分可生化，但其水质BOD5/COD一般较低，可生化而又不易生化。同时，曝气池活性污泥对水质成分波动较大的染料中间体废水的适应性不佳，影响了生物降解能力。这些原因是印染废水难以被有效降解，净化后的水质COD仍然偏高之症结所在。
脱色困难是印染废水处理的另一难题。国内比较成熟的生物活性污泥处理法、物理化学处理法和膜处理法等处理技术，都不同程度地存在着各种各样的问题，其脱色效率都不高。选用技术经济合理的处理工艺是保证印染废水处理效果的关键。
2.2 混凝—生化与生化—混凝的工艺比较
生化法运行成本较低，在废水处理中应用最广。其原理是运用自然界生物细胞新陈代谢的生物化学反应来转化废水中染料，包括利用好氧菌或厌氧菌脱色等。但是微生物系统存在一系列缺陷，包括对环境因素的变化比较敏感、营养系统维持微生物生长难以较长时间控制等问题，因此在实际生产中单一的生物处理系统难以有效发挥作用。因此，要解决印染废水的两大处理难点，需要结合物化处理工艺作为生化处理的预处理或后续处理。
目前，混凝法由于技术投资省、设备简单、占地少等优点被广泛采用。混凝可以使印染废水中不溶或难溶的染料微粒与絮体一起沉降，混凝沉降速度快，一级混凝装置基本满足工艺要求。但如果废水中含有的溶解性有机物质较多，则混凝处理的净化程度就会下降，处理效果不理想，经济上不划算。实际工程中，一些企业从原理、设备、工艺及工程各方面考虑，把常用的物化法和固体吸附剂吸附、萃取、汽提、蒸馏、高温深度氧化等化工工程物化法以及生物化学法组合起来，能收到一定效果。
通过试验，从处理效果、经济等方面比较混凝—生化与生化—混凝两种工艺是十分必要的。
3 试验流程

4 试验结果与讨论
4.1 混凝—生化试验
分别采用PAC、FeSO4作为混凝剂，调节原水pH，对印染废水进行混凝试验，试验结果见表2。

由表2可见，混凝处理对于COD无显著去除效果，去除率仅为3.21%和30%。采用PAC作为混凝剂，混凝效果略优于FeSO4，且对色度也有一定的去除效果。本试验中的印染废水含有大量表面活性剂等溶解性有机物质，不溶性颗粒物质较少，因此混凝剂投加后在水中呈胶体状，出现少量小颗粒絮状物，难以沉淀。投加1mg/L PAM助凝剂后，絮体长大，开始沉淀，但是沉降性差，且泥量较多，约30min后，沉淀基本完成，此时底部污泥量约占总体积的60%～70%。
由此可见，混凝处理对于该印染废水的净化效果一般，只能去除少量有机污染物，并且产泥量大，不利于后续污泥处理。
4.2 生化—混凝试验
采用SBR方式进行生化试验，考察印染废水的可生化性。接种污泥取自某城镇污水处理厂污泥，微生物种类较多，有利于驯化。试验为期4个月，进水为印染废水与自来水按一定比例配制而成，逐渐增加进水中印染废水的比例，提高负荷。图3为印染废水生化试验数据。

由图3可以看出，整个生化培养过程可以分为以下三个阶段：
第一阶段：驯化阶段。由于微生物一开始不适应印染废水，在污泥负荷较低的情况下[约为10gCOD/(gMLSS.d)]，污泥量逐渐减少，且出水中含有大量悬浮物，出水水质不稳定，COD维持在200～450mg/L。
第二阶段：基本稳定阶段。经过两个月的驯化培养后，出水水质趋于稳定状态，污泥量不再减少，维持在1 500～2 000mg/L。此时出水澄清，呈棕黄色。逐渐增加进水中废水比例，提高污泥负荷[13～51gCOD/(gMLSS.d)]，当进水COD为400～450mg/L时，出水COD维持在200～250mg/L，COD去除率在50%左右。
第三阶段：二次启动阶段。进一步提高污泥负荷[56～226gCOD/(gMLSS.d)]，出水COD随负荷增加而上升，去除率保持在50%左右。
由此可以得出，该印染废水可生化性较差，水中含大量难生物降解物质。经过短时间低负荷的驯化后，生化出水COD可达《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准，色度基本没有去除。可见，单独的生化处理难以使其达标排放，需进一步处理。
经过生化处理，出水中仍存在一些难降解的有机污染物和色度。采用PAC作为混凝剂，对生化处理后的出水进行混凝试验，试验结果见表3。混凝处理对于COD的去除率达到了66%～83%，并且出水水质不受进水影响，保持在100mg/L以下。此外生化出水经混凝沉淀后上清液清澈，可见混凝处理对于色度也有良好的去除效果。混凝后经过约30min后，沉淀基本完成，此时底部污泥量约占总体积的5%～10%。生化处理出水混凝试验结果见表3。

生化处理可以将水中部分有机污染物有效去除，但对于一些难降解有机物和色度的去除效果不理想。对生化出水进行混凝处理，不但可以进一步去除剩余的COD和色度，而且混凝剂投加量减少，产生泥量也远远小于直接混凝产生的泥量，由此也可以降低运行费用。
表4列出了不同处理工艺的处理效果。可见，生化—混凝工艺对于本印染废水有良好的去除效果，处理后可以达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级排放标准。

5 结论
(1)针对本印染废水，采用生化—混凝处理工艺。系统出水COD为77mg/L，去除率为90.5%；出水色度为10倍，色度去除率为98%。
(2)生化出水混凝沉淀后产生絮体颗粒大、沉降性好，沉淀结束后污泥占总体积的5%～10%。产泥量少，混凝剂投加量少，可以降低处理费用。
(3)采用生化—混凝工艺处理印染废水，其处理效果优于混凝—生化工艺，可获得较好的出水水质，并具有操作简单，产泥量少的特点。