印染废水的厌氧/好氧/混凝沉淀/臭氧处理
白俊跃,徐灏龙,章一丹
摘 要:采用中试规模(3m3/d)悬浮生物滤池A/O/混凝沉淀/O3组合工艺,对纱线印染企业二沉池出水进行深度处理,考察稳定运行条件下,COD、色度和铁离子的去除效果以及处理出水对产品质量的影响。试验结果表明:进水COD、色度、铁离子分别为127mg/L,532倍和0.24mg/L时,相应的出水指标为51mg/L,4倍和0.055mg/L。在不影响产品质量的条件下,回用率可达50%左右。
关键词:染整;废水处理;臭氧
Dyeing effluent treatm entwith anaerobic /aerobic /coagulation /ozone combined process
BAI Jun-yue, XUHao-long, ZHANG Yi-dan
Abstract:Pilot trials (3m3/d) on advanced treatm ent of spinning, printing and dyeing effluents in the secondary settling tawere conducted by A /O /coagulation sedmi entation/O3combined process. Rem ovals ofCOD, colorand ferrous at stable condtions were tested. The results showed thatafter the combined treatm ent, the waterqualities were greatly mi proved w ithCOreduced from127mg/L to51mg/L, color reduced from532tmi es to4tmi es, and ferrous ion reduced from0.24mg/L 0.055mg/L. The reuse ratio of the effluent could reach50%.
Key words:dyeing and finishing; wastewater treatm ent; ozone
印染废水排放量大、浓度高,国内外针对印染废水回用开展了广泛研究,并取得了阶段性成果[1-6]。由于回用水质要求差异较大,目前采用的废水处理回用方式主要有两种:一是针对原水污染物浓度较低的企业,采用废水二级处理后进行深度处理回用[6,7];二是针对原水污染物浓度较高的企业,采用清污分流,即浓水处理后达标排放,清水深度处理后分质回用[1,3]。纱线染色废水污染物浓度较低,二级处理出水较为稳定,本试验采用A(厌氧)/O(好氧)/混凝沉淀/O3组合工艺对纱线印染企业二沉池出水进行了深度处理中试研究,考察了出水对产品质量的影响,并取得了较好的效果。
1 材料和方法
1.1 废水水质
废水取自浙江海宁某纱线染色企业二沉池出水,平均水质指标如表1所示。
1.2 载体及菌种来源
悬浮生物载体购于黄山金永利环境生物材料技有限公司,接种污泥取自企业污泥浓缩池。脱色菌种由本实验室自印染废水及工业废水处厂活性污泥中筛选分离得到的高效脱色菌株,对印废水具有良好的脱色效果[8]。
1.3 装置与流程
采用中试规模(3m3/d)悬浮生物滤池A/O/混沉淀/O3组合工艺,对纱线印染企业二沉池出水进深度处理,中试工艺流程如图1所示。
用提升泵将二沉池出水泵入脉冲布水器。脉冲水器储存3~5min的水量后瞬间布入兼氧池(A部,在兼氧池内投加脱色菌,以提高系统的生物脱色率,出水溢流到悬浮生物滤池,利用生物膜上微生物新陈代谢作用,去除污水中的大部分有机物,出水经氧氧化去除残留的色度和污染物后回用。
1.4 取样及分析方法
定期取组合工艺的进水、A段、O段、混凝沉淀出水,分析其中的COD、色度、pH值的变化情况。
CODCr的测定采用重铬酸钾法,色度的测定采用稀释倍数法,铁离子的测定采用二氮杂菲分光光度法,电导率的测定采用台式电导率仪。
2 结果与讨论
2.1 COD的去除效果
印染废水的COD和色度的去除主要是在A/O段完成的[9-11]。本研究考察了悬浮生物滤池A/O段对印染废水COD及色度的去除效果,COD去除效果如图2所示。
从图2中进水COD质量浓度变化曲线可以看出,进水COD质量浓度在100~340mg/L之间波动;A段HRT(水力停留时间)8h,O段HRT4h。中试1~5天为调试阶段,调试过程部分接种污泥流失,导致出水COD质量浓度升高。调试结束后,出水COD浓度逐渐降低并最终稳定在90mg/L以下,平均COD去除率31%左右。为了不增加处理出水的电导率,以保证处理出水经深度处理可回用于生产工艺,本研究采用阳离子型有机高分子脱色剂对A/O段出水进行混凝沉淀处理,药剂投加量为阳离子脱色剂30mg/L、聚丙烯酰胺(PAM)1mg/L,平均出水COD质量浓度55mg/L,COD去除率在36%左右。从COD处理效果可以看出:A/O段对COD去除效率较低,这是由于中试进水为已经过生化处理的二沉池出水,水中残留污物大多为难降解物质,故中试生化段对COD处理效率较低。经A/O/混凝沉淀后,出水的COD质量浓度小于60mg/L。试验结果表明,采用该工艺对染色废水二级处理出水具有较好的COD去除效果。
2.2 色度的去除效果
色度的去除效果见图3。
从图3可以看出,系统进水色度波动较大,色度在100~1000倍,好氧出水色度较低,在8~130倍,平均色度去除率可达到87%,这表明A/O段对色度具有良好的去除效果,且抗冲击能力较强;混凝沉淀出水色度在4~16倍,平均色度去除率74%,表明采用阳离子脱色剂可保证生化出水色度的稳定。经A/O/混凝沉淀处理后,色度平均去除率可达97.8%。
2.3 Fe离子去除效果
该纱线染色企业二沉池为混凝沉淀池,投加药为硫酸亚铁,导致出水Fe离子浓度高达0.3mg/L,印染用水要求Fe离子浓度<0.1mg/L,因此,本研考查了进出水Fe离子浓度的变化,结果如图4所示
从图4可见,进水Fe离子质量浓度在0.160.3mg/L,远高于0.1mg/L的用水要求。经过A段处理后,Fe离子质量浓度降到0.08mg/L;经混凝淀进一步降低至0.07mg/L以下,这是由于Fe2+被化为Fe3+后形成絮体,被载体吸附或经沉淀后去试验结果表明,采用FeSO4作为混凝剂处理印染废经生化处理后,Fe离子不会对回用水质产生影响。
2.4 O3对色度及COD去除效果
臭氧是强氧化剂,能将含活性染料、阳离子染酸性染料、直接染料等水溶性染料的废水几乎完全色,且处理速度快。目前国内外有关臭氧用于印染水的脱色处理的研究工作日渐活跃[12-14]。
中试采用O3处理混凝沉淀出水,O3的投加量10mg/L,试验分别考察了不同反应时间条件下COD去除效果,结果如表2所示。
从表2可以看出,反应2min时,色度迅速降低,但COD没有变化。这是由于反应初期,有机物的发色基团被迅速氧化,故色度降低明显,但由于氧化不彻底,导致COD没有变化。随反应时间延长,部分有机物被彻底氧化,出水COD浓度逐渐降低,反应时间延长到60min后,出水的COD和色度去除率分别达到了15%和75%。试验结果表明,采用O3处理混凝沉淀出水,在保证足够的反应时间条件下,对色度和COD具有良好的去除效果。将中试出水用于染色后的水洗等工艺生产,在不对产品质量产生影响的条件下,回用率可达到50%左右,这与其它相关文献报道相一致[12]。
3 结论
(1)采用A/O/混凝沉淀/O3组合工艺处理纱线染色废水,进水水质为CODCr127mg/L,色度532倍,Fe0.24mg/L,相应的出水指标分别为51mg/L,4倍,0.055mg/L,出水符合水洗工艺用水要求,且回用率可达到50%左右。
(2)以A/O为主体的生化处理工艺,对色度的去除率可达到97.8%,脱色效果显著;对Fe离子具有良好去除效果,且采用FeSO4作为混凝剂处理印染废水,经生化处理后Fe离子不会对回用水质产生影响。
(3)采用O3处理混凝沉淀出水,若能保证足够的反应时间,可对色度和COD具有良好的去除效果。O3投加量10mg/L,反应时间60min条件下,出水的COD和色度去除率分别达到了15%和75%。
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