超纤非织布印染生产废水的治理工程方案设计分析

 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*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*。

      项目概况
      山东友谊超纤合成革有限公司是一家从事超细纤维非织造布的生产,并制成高档超纤合成革的公司。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《淄博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。
      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。
      分质分治工艺路线
      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 x 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*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。
      稀碱减量废水处理
      该废水pH值为13~14,COD为2×104~4×104mg/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。
      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一2e→Fe2+      E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
      阴极:2H+ +2e→2[H]→ H2↑   (H0+/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(OH·)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*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。
      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*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,BOD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UASB+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COD5约为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。 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。
      工艺流程
综合上述分析,确定废水处理工艺流程如下图。
      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。

      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*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。
      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一接触氧化处理工艺,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。




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