《印染废水的处理方案总结综述》6200字

印染废水的处理方案总结综述目录TOC\o"1-2"\h\u18855印染废水的处理方案总结综述 1117661.1生物法 1178801.2物理法 251751.3化学法 4311631.4印染废水处理方案选择 5243781.4.1预处理工艺的选择 553211.4.2二级处理工艺的选择 624091.4.3深度处理工艺的选择 9通常印染废水的处理方法有：物理法、化学法、生物法等。其中物理法处理效果较差；化学法所需投加药剂量大，但投资占地省；生物法是一种较为普遍的处理方法。1.1生物法生物法主要是利用微生物的新陈代谢作用，以废水中的有机物作为营养物质以满足自身生理活动，将废水中的有机物质去除的过程。生物处理以低廉的运行成本，高效的有机物降解能力在污水处理中有着得天独厚的优势，一般需要在可生化性良好的废水下才能发挥出其应有的效能。由于经济社会的快速发展，各类新型染料和助剂的添加，使得染整废水的可生化性愈发降低，单一的生物处理早已不能满足现今的废水排放标准。现代染整废水中的有机物大多是难降解的高分子复杂有机物质，B/C值一般仅有0..2左右REF_Ref9779\r\h[1]。因此常辅以相关可增加可生化性的处理单元（如臭氧预氧化、水解酸化等）进行处理。常见的生物法可以划分为厌氧生物处理与好氧生物处理。（1）厌氧生物处理是一个过程，在没有分子氧的情况下，厌氧或半厌氧微生物逐渐分解废水中的有机物，最终产生甲烷和二氧化碳。这种工艺的优点是效率高、消耗低。对厌氧生物处理的基本过程的主流解释是Bryant在1970年代提出的三步理论。这意味着复杂的有机物质首先要经过水解发酵步骤，在那里它们最初被水解为简单的溶解性有机物质，如高级脂肪酸、酒精和醛类。然后是氢气和乙酸的生产步骤，在这一步骤中，来自上一步骤的酸类醇类被氧化分解为乙酸和氢气；最后是产甲烷步骤，在这一步骤中，来自第一和第二步骤的乙酸、氢气和二氧化碳被产甲烷细菌利用，将其转化为甲烷和二氧化碳。好氧生物处理是指在氧化剂的作用下，通过活性污泥或处理系统的生物膜中的好氧微生物的新陈代谢来分解和氧化废水中的有机物的过程。有机物被微生物代谢，一部分被分解为微生物生理活动的能量，一部分被用来合成为微生物原生质的一部分，即用于其自身的增殖和繁殖。好氧生物处理可分为两大类：活性污泥法和生物膜法。活性污泥法是当今废水处理中最广泛使用的方法之一。A/O工艺、SBR工艺、CASS工艺等最常用于染整废水处理系统。它适用于每天处理量超过3000吨且水质变化不大的废水喷漆和整理项目。其基本原理是利用驯化和人工培养的微生物群落在人工加强的通气条件下悬浮生长，降解和去除污水中可生物降解的有机物，从而净化水质。生物膜法是一种利用生长在某些固体表面的微生物来处理有机废水的方法。由于新型填料（如软填料、半软填料）的发展，生物膜法在工程中的应用越来越广泛。接触氧化法、生物过滤器、膜生物反应器（MBR）等是处理涂装废水的常见生物膜类型。需要注意的是，生物膜技术不适合在环境较低的北方地区使用。接触氧化法实质上是一种介于活性污泥法和生物滤池之间的一种膜法工艺，是应用最广的生物膜工艺REF_Ref31818\r\h[3]。其最大的特点在于在池内设置供微生物挂膜生长的填料，并在池底部进行曝气充氧，以达到让污水与填料上的生物膜充分接触的目的。其最大的优势在于所采用的填料拥有很大的比表面积，能为微生物提供广阔的生存空间，保证了池内的微生物浓度，并且污泥产率较低，操作维护简便，氧利用率高，运行能耗低。主要适用于规模较小的染整废水处理，因为接触氧化法的微生物固定于填料栖息生长，拥有较好的稳定性，足以应对因为规模较小而产生的大幅度废水负荷变化。1.2物理法常见的物理法处理技术有活性炭吸附法、膜分离法。活性炭吸附是一种利用活性炭将废水中的污染物（主要是水溶性染料）富集或浓缩在废水表面的方法，活性炭因碳化和活化而形成非常大的空隙。它被广泛用于化工和其他行业的精制和染色过程。近年来，由于其对合成染料的吸附能力，它还被用于处理油漆和涂饰行业的废水。在使用活性炭吸附废水之前，要对废水进行吸附试验，以确定使用何种活性炭。活性炭吸附用于油漆和精加工行业的深层酸洗以及持久性有机化合物的吸附和去除。主要缺点是活性炭在吸附饱和后需要再生，而且再生难度大、成本高，适用于中小型油漆和涂饰厂的污水处理。除活性炭外，还可以使用其他吸附剂，如表2-1所示。表2-1常见吸附剂吸附剂类别吸附剂种类可再生活性炭、离子交换纤维、膨润土等天然矿物不可再生煤渣、粉煤灰、木屑、铁屑等膜分离法是以选择性透过膜为分离介质，在多组分溶质和溶剂中，通过外力推动将相应组分进行分离/浓缩的技术。因为在染整过程常添加如碳酸钠、氯化钠等无机盐，传统生物处理工艺一般无法对其进行处理，若长期将水回用至生产过程将会造成无机盐的循环积累，进而影响产品品质并损害生化处理系统。因此膜分离技术作为一项有效的脱盐技术，在染整废水的深度处理中得到广泛应用。其主要缺点在于膜易受污染、使用运行成本高昂，染整废水中成分复杂，各种胶体悬浮物、微生物、有机质均有可能引起膜污染，使得膜通量大大降低，出水水质水量大打折扣，能耗水平大幅提升。因此在使用膜分离技术之前需要对来水进行足够的处理才可进入膜处理系统。常见膜分离方法及其特点见表2-2。表2-2常见膜分离方法及其特点方法推动力传递机理透过物截留物膜类型微滤压力差筛分水、溶剂和溶解物悬浮颗粒、纤维多孔膜、非对称膜超滤压力差筛滤及表面作用水、盐及低分子有机物胶体大分子、不溶有机物非对称膜纳滤压力差离子大小或电荷水、溶剂溶质复合膜反渗透压力差溶剂的扩散水、溶剂溶质、盐非对称膜或复合膜1.3化学法常见的化学法包括化学混凝法、高级氧化法。化学混凝法的目的是通过向废水中添加化学品，破坏废水中细小悬浮物和胶体颗粒的稳定系统，使其通过分子间的相互作用凝聚成较大的颗粒，然后通过浮选或在空气中沉淀而排出。混凝法的优点是处理成本低，操作简便，能有效减少悬浮物和油漆，并能去除有毒有害的有机物，目前已广泛用于处理油漆和涂饰公司的废水。然而，它的缺点是需要处理产生的泥渣，这增加了污泥的形成，以及它对水溶性染料的脱色能力有限REF_Ref11891\r\h[4]。它适用于疏水性类型的染料以及需要处理大量水染整公司。在凝结过程中，起到凝结和絮凝作用的物质被称为絮凝剂，其功能是破坏胶体的稳定性，促进胶体絮凝，其中无机混凝剂被称为凝结剂，有机混凝剂被称为絮凝剂。为了促进废水的凝结，需要使用称为凝结剂的辅助物质。最常用的混凝剂的性能如下表表2-3。表2-3常见混凝剂性能介绍名称分子式制备性能硫酸铝以铝矾土和硫酸为原料，经酸化、沉淀、中和、浓缩和结晶制备而成灰白色粉末或块状晶体，易溶于水，难溶于醇，水溶液呈酸性，pH=5.5~6.5碱式氯化铝（PAC）以盐酸、氢氧化铝为原料，经过合成过滤、浓缩、干燥制得固体产品纯品为褐色透明液体，是高效水处理剂，pH=3.5~4.5，适用于各类废水处理三氯化铁可用盐酸制备法，即利用盐酸和铁屑制备，再用氯气氯化，也可用一步氯化法直接制备黑棕色固体，吸湿性强，易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚，稀释时生成棕色氢氧化铁沉淀聚丙烯酰胺（PAM）由单体丙烯水解圣城丙烯酰胺，再在引发剂作用下加温聚合而成白色粉末或半透明颗粒，属于非离子型的水溶性高分子聚合物，不溶于大多有机溶剂高级氧化法是针对染整废水高色度问题的成熟治理方案REF_Ref32043\r\h[5]。可在段时间内将难降解的有机物彻底降解无害化。高级氧化法在染整废水处理中最常见的氧化剂包括臭氧氧化法、Fenton氧化法。臭氧作为一种强有力的氧化剂，主要用于氧化去除工业废水中的酚类、氰化物、有机硫化物、不饱和脂肪族和芳香族化合物，并可用于水消毒过程。它对铁和锰等金属离子、可吸附的卤代烃（AOX）和气味有良好的去除率。尽管臭氧对去除油漆和涂饰废物中的油漆非常有效，但它通常需要现场准备，必要的臭氧发生器很昂贵，而且操作要求很严格。其次，臭氧消耗化学需氧量的能力有限，因为它主要将复杂的有机化合物氧化成小分子，而化学需氧量的消耗取决于进一步的生化处理步骤。它适用于对含有活性染料、直接染料、阳离子染料等的废水进行着色和处理。它不适合用于疏水性染料残留物的脱色，如还原、硫化和分散。Fenton氧化法主要是利用过氧化氢在二价铁的催化下生成的具有极强氧化能力的羟基自由基，对废水中难降解有机物进行直接氧化，引发并传播自由基链反应，加快还原性物质与有机物的氧化还原程度，对难降解的复杂有机物能迅速而有效的去除，转化成无机态，尤其适合高浓度的难降解工业废水的处理。但高级氧化技术高昂的药剂费用，大大增加运行成本，限制了这方面技术在工程实践上的应用。1.4印染废水处理方案选择1.4.1预处理工艺的选择为了防止泵和管道的堵塞，可以用格栅进行拦截。在水质出现较大波动的情况下，可以使用控制池来平衡水质和水量，确保系统稳定运行。控制池的设计也应配备一个混合装置，以完全混合池中的污水，达到水质和数量的平衡，降低目标温度，并确保水中的颗粒不容易沉淀到池底。因此，本设计使用格栅+调节池进行预处理。混凝沉淀法能很好去除疏水材料中的色度和SS，可以去除部分有毒物质，从而为后续的生化单元创造良好的条件。水解酸化可以将高分子物质转化为低分子物质，将不可降解的有机物转化为易降解的有机物REF_Ref32105\r\h[6]。废水经过水解酸化处理后，化学需氧量和颜色都会减少，但生物化学需氧量仍会增加，导致污水的可生化性得到改善，也为生物反硝化系统提供了下游的氮源，改善了污泥特性。同时，水解过程中产生的酸度可以部分中和进水的碱度。因此，本项目建议采用混凝沉淀+水解酸化的预处理工艺。1.4.2二级处理工艺的选择经过预处理后，印染废水中各种污染物的数量在一定程度上减少，废水的可生化性得到改善，降低了进一步生物处理的能力。然而，废水中的化学需氧量、生物化学需氧量、固体悬浮物浓度、色度等仍然与相应的标准限值相差甚远。印染废水主要采用好氧法处理。目前，常用的好氧处理工艺有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘法和塔式生物滤池等，具有去除效率高、停留时间短、去除效果好等优点REF_Ref186\r\h[7]。然而，好氧处理虽然能显著降解废水中的BOD5和氨氮，但对CODCr、色度的去除率较低。许多过程之前往往是先进行厌氧、缺氧工艺，以改善加压和有色废物的生化特性REF_Ref252\r\h[8]。根据废水量和水质特点，以及国内外经验，处理印染行业的废水通常采用三种主要工艺，即生物接触氧化法、SBR法和膜生物反应器MBR法。SBR工艺SBR技术称为序批式活性污泥处理单元。它与传统工艺的不同之处在于，该技术是连续的、间歇性的。它的连续运行是由其核心反应器，即曝气池的运行来保证的。曝气池是一个由5个阶段组成的系统。进水、反应、沉淀、出水和备用。SBR工艺更加灵活，因为它可以通过调整适当的操作条件，在有氧、缺氧和厌氧环境之间进行切换，以实现不同的处理目标。SBR工艺只需要一个反应器，不需要二沉池，也没有污泥回流系统。因此在基建投资上要比传统活性污泥工艺节省30%以上，占地面积较小REF_Ref366\r\h[9]。目前，它更多地被用于市政污水、制革厂废水、印染废水和其他工业废水。该工艺通常有下列优点REF_Ref444\r\h[10]-REF_Ref471\r\h[11]:

（1）工艺流程简单,运转灵活,基建费用低;

（2）处理效果良好,出水可靠;

（3）较好的除磷脱氮效果;

（4）污泥沉降性能良好；对水质水量比变化的适应性强。该工艺还有一些局限性：（1）反应器容积利用率低。（2）水头损失大（3）不连续的出水,要求后续构筑物容积较大,有足够的接受能力。（4）峰值需氧量高。（5）设备利用率低。2、生物接触氧化法生物接触氧化是好氧微生物在氧气存在下高速降解废水中有机物的过程，具有活性污泥法和生物膜法的特点REF_Ref533\r\h[12]。填料放置在水箱中的一定高度，空气分配系统放置在底部，使污水淹没在整个填料中，并高度富含氧气，同时在污水中以一定的流速，与水相和气相充分接触，使微生物吸附并降解水箱中的部分有机物，在置换下迅速清除填料中的老化生物膜。老化的生物膜在剪切力作用下迅速从包装材料中去除，水进入二级沉淀池，在那里进行污泥和水的分离，从而净化出水REF_Ref572\r\h[13]。生物接触氧化池通常设计成长方形，通过水池、填料、进水系统和空气分配系统等，通常在水池底部装上曝气系统，以覆盖整个水池的曝气进行均匀布气。填充材料的使用和安装也取决于一些条件，所使用的填充材料一般分为三种类型：软性、硬性及弹性REF_Ref611\r\h[14]。每种类型的填充物应分几层安装。通过对上述三种填充材料的比较，并考虑到项目的实际情况，选择了一种立体弹性填料作为该池体的挂膜材料。生物接触氧化法被广泛用于处理城市垃圾、印染废水、石油化工废水和其他污水，并得到了发展。该工艺通常有下列优点REF_Ref725\r\h[15]-REF_Ref751\r\h[16]:（1）生物接触氧化池具有较高的容积负荷;（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便;

（3）生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力;（4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其f/m保持在较低水平，污泥产量较低。但是因为装载填料，生物接触氧化池制作成本较高，一般适用于中小型废水处理站。

3、MBR膜生物反应器

MBR技术是一种结合了膜分离和生物反应器的新型污水处理工艺。它实现了HRT和SRT的分离，这反过来又增加了反应器中活性污泥的浓度，从而改善了废水中有机物的降解。在结构上，该工艺包括一个生物处理系统，分为缺氧和好氧阶段，以及一个膜处理系统。该工艺使用膜组件来分离固体和液体，具有良好的分离效率，在废水回用方面有重要的应用。首先，在缺氧和好氧池中，有机物.氮被转化为铵氮，通过硝化作用和反硝化作用转化为氮气，从而降低氨氮含量。生化污水被加压，然后用一个孔径非常小的膜过滤，以去除生物处理过程中没有沉淀的悬浮物和沉积物，从而确保污水符合排放标准。然而，如果进水质量差，膜有可能被污染或堵塞，膜的成本很高，而且操作条件很困难REF_Ref856\r\h[17]。

该工艺通常有下列优点REF_Ref885\r\h[18]:膜组件与生物反应器之间的相互影响小;

（2）单位面积膜的水通量大;（3）运行稳定可靠，操作管理容易;（4）易于膜的清冼、更换和增设。该工艺还存在一些缺点：为减少污染物在膜表面的沉积，需要较高的膜面流速，因而配置的循环泵需要较高的流量，单位产水能耗很高，一般为6-8Kw·h/m3。循环泵内的高剪切力会引起生物絮体的破坏，导致生物活性的降低。综上所述，由于SBR工艺往往会使污泥