碱减量—印染混合污水的处理

刘晓林
东华工程公司(化工部第三设计院)?环境市政工程设计研究分院 合肥 230024

　　摘要：采用在生化处理前进行酸化－混凝预处理，或在生化处理后进行后处理（混凝沉淀或铁碳曝气）的方法处理印染－碱减量混合污水，保证处理出水满足GB 4287－92二级排放标准。通过先加酸酸化去除污水中的TA，然后再进行生化处理，不但COD_Cr总去除率可达93％以上，同时处理时间也大大缩短。
　　关键词：印染；碱减量；污水处理；生化处理；混凝沉淀
　　中图分类号： X791
　　文献标识码：A
　　文章编号： 1009-2455(2000)02-0019-04

Treatment of Mixed Waste Water from Alkali Decrement-printing and Dyeinｇ
LIU Xiao-lin

　　Abstract：The waste water from alkali decrement-printinｇ and dyeinｇ is featured by complicated composition and high COD_Cr content and is difficult to degradate bio-chemically.With the treatment using only biological oxidation the removal rate of COD_Cr may only reach 65％～80％.This paper put forward some suggestions and proved through experiments that either the pre-treatment of acidification-coagulation before biochemical treatment or the post-treatment coagulation sedimentation or iron/carbon aeration after biochemical treatment may ensure that the outlet water will meet the grade-two discharge standard in GB 4287-92 in the treatment of the waste water from alkali decrement-printinｇ and dyeinｇ.The addition of acid for acidification to remove TA in the waste water followed by biochemical treatment makes it possible that the total COD_Cr removal rate will reach 93％ or higher and the time for the treatment will be significantly shortened.
　　Key words：printing and dyeinｇ；alkali decrement waste water treatment；biochemical treatment；coagulation and sedimentation

1　污水的水质特点

　　印染工业污水水质一般随采用的纤维种类和加工、印染工艺的不同而变化幅度较大。由于现代织物上越来越多地使用化学浆料(PVA)、化纤织物加工和整理越来越多的采用碱减量法处理技术，因此形成了较难处理的碱减量—印染混合污水。此类污水的特点是：碱度大、污染物浓度高、生化降解性差，目前已成为纺织印染行业环保治理的难点和重点[1-2]。
　　表1是试验期间该区域污水排放泵站连续30d的水质监测结果。
　　根据该地区排污特点：混合污水中碱减量污水占总水量的10％～20％，冬季约10％，夏季约20％，但其COD_Cr量却是混合污水总COD_Cr量的60％。

表1 排水监测结果 分析项目 pH CODcr/(mg.L^-1) BOD₅/(mg.L^-1) 色度/倍 TA/(mg.L^-1) 平均值 11.52 1738 874 260 742 波动范围 11.15-11.88 1275-2050 673-1045 180-350 528-898

2　试验及结果

现场处理试验可分为：预处理、生化处理、后处理和组合流程的连续处理等几个方面。
2.1　预处理试验
2.1.1　酸化—混凝处理
　　印染—碱减量混合污水采用一般生化处理不能实现达标排放。根据混合污水中TA占总COD_Cr量60％以上，TA在酸性条件下可析出^[3]以及印染污水可采用混凝脱色处理的特点，进行了酸化—混凝预处理试验。表2列出了加酸酸化—聚合铝混凝沉淀处理的试验结果。

表2 酸化——混凝沉淀处理试验结果 分析项目 污水水质 处理后水质 pH CODcr/(mg.L^-1) 色度/倍 pH CODcr/(mg.L^-1) 色度/倍 CODcr去除率/% 平均值 11.49 1692 240 3.93 665 ＜100 61 波动范围 11.15-11.76 1431-1972 220-250 3.76-4.17 545-755 　 55-66

2.1.2　铁碳曝气处理试验
　　直接将印染—碱减量混合污水置于由等体积铁屑、焦碳组成的铁碳反应池^[4]中进行曝气处理试验。图1是相同试验条件下该混合污水经铁碳曝气处理和仅经空气吹脱处理的比较结果。图1结果表明：在长达72h的处理过程中，铁碳曝气处理可使混合污水COD_Cr去除率达到90.5％，其中前14hCOD_Cr去除速率较快，而直接空气曝气吹脱处理实际去除率很低。
　　另外，经过铁碳预曝气处理，污水中TＡ的去除与总COD_Cr的去除结果基本一致。这表明采用铁碳曝气作为预处理手段，也可有效降低后续生化的处理负荷。

2.2　间歇生化处理试验
2.2.1　混合污水生化降解曲线
　　图2是印染—碱减量混合污水少量加酸调pＨ值至10左右与不加酸直接生化处理的比较结果，结果表明：不加酸中和的混合污水在生化反应上有一个滞后期，其后虽然COD_Cr去除速率与加酸中和污水的差不多，但污水处理最终的残余COD_Cr浓度却比加酸中和污水的残余COD_Cr浓度高出约100mg/L，这说明在污水中少量加酸中和有利于生化处理。

　　图3是高COD_Cr浓度混合污水与较低COD_Cr浓度混合污水的生化处理比较试验结果。结果表明：采用好氧生化处理时，欲达到相同的处理出水水平，高浓度污水需处理较长时间。

　　图4是混合污水经酸化—化学混凝预处理后污水的生化降解曲线。结果表明：经化学混凝处理的出水继续进行生化处理，可以做到达标排放。

　　图5是将印染—碱减量混合污水仅进行化学混凝脱色预处理与脱色后再酸化除TA污水的生化处理比较结果。结果表明：脱色再除TA污水生化性能较好。
　　而混合污水采用铁碳曝气预处理6 h后再进行生化处理的试验结果表明：将铁碳曝气作为前处理手段，效果不太理想，其最终处理出水残余COD_Cr浓度高于220 mg/L。
　　另外，考虑到混合污水全部进行酸化除TA预处理药剂费用较高以及为充分发挥少量加酸中和的作用，还进行了将中和所需的酸加在1／3污水中，使其酸化除TA后再与另2／3污水混合生化处理的试验。试验结果表明：在总加酸量一样的情况下，取部分污水酸化除TＡ预处理，可以达到有效利用酸，进一步降低生化处理出水COD_Cr浓度的目的。与仅少量加酸中和污水的处理相比，同样的条件下其总生化处理出水COD_Cr浓度可再降低约70 mg/L。
2.3　混合污水的后处理试验
2.3.1 混合污水生化处理出水的铁碳曝气处理试验
　　由于混合污水经生化法处理后，COD_Cr浓度仍有300 mg/L左右，未能达标，因此作为把关措施之一的铁碳曝气处理是否有能力处理达标就显得比较关键，处理结果如图6所示。

2.3.2　生化处理出水的混凝沉淀处理试验
　　混合污水经生化处理，出水用FeSO₄、聚合铁及高分子助凝剂絮凝处理时均无明显的效果，而用聚铝或MCFP高分子药剂作絮凝剂时则效果较好。表3是不同生化处理出水采用聚铝混凝处理的结果。
　　从表3可看出：混凝沉淀后处理可以保证生化出水处理达标，但生化处理出水COD_Cr浓度增高时，处理达标所需药剂量亦增加。而采用PCFM药剂处理生化出水的处理效果比采用聚合铝好，且所需药剂量也较少，但由于其价格较高，因此使用受到限制。
2.4　连续流程生化处理试验结果
　　通过对以上试验结果的分析，可以看出：对印染—碱减量混合污水的处理，达标的途径有多条，本文仅简述二个典型流程的处理结果。
　　① 流程一
　　试验流程一见图7。此试验是采用酸化—化学混凝处理，使污水COD_Cr浓度大大降低后，再进行生化处理的流程试验。

　　试验条件：
　　前处理加药量：98％ H₂SO₄ 0.8 kg/m³，PAC 0.22 kg/m³
　　中和加碱量：NaOH 0.02 kg/m³
　　试验水温：20～30℃
　　生化池DO：＞2 mg/L
　　污泥浓度 MLSS 2～3 g/L
　　表4是该流程处理印染—碱减量混合污水的试验结果。
　　此流程的预处理的药剂费用约0.90元／m³污水，但生化处理时间仅需6h，较直接生化处理达到同样的效果至少减少了12 h。缺点是耗酸量较大。

表3 生化出水的混凝沉淀处理结果 分析项目 生化处理出水 聚合铝加量/（mg.L^-1) T-1150(0.1%)/(mg.L-1) 后处理出水 CODcr去除率/% pH CODcr/(mg.L^-1) pH CODcr/(mg.L^-1) 色度/倍 1 9.04 292 400 0.04 8.26 164 ＜50 44 　 　 　 500 　 7.93 149 ＜50 49 　 　 　 600 　 7.80 137 ＜50 56.5 2 8.56 321 400 0.04 8.06 203 　 37 　 　 　 500 　 7.96 178 ＜50 44 　 　 　 600 　 7.90 136 ＜50 60

表4 流程一处理试验结果 混合污水 预处理出水 生化处理出水 pH CODcr/(mg.L^-1) pH CODcr/(mg.L^-1) COD去除率/% pH CODcr/(mg.L^-1) COD去除率/% 11.60 1815 5.94 634 64.6 8.05 127 80.2 11.53-11.66 1660-1887 5.57-6.14 565-708 57.3-70.10 7.83-8.57 106-147 77.5-85.5

　　② 流程二
　　试验流程二见图8。此试验是先进行A/O生化处理，然后进行混凝沉淀后处理的流程试验。

　　试验条件：
　　预中和：加98％ H₂SO₄ 0.3kg/m³，调节污水pH值至10左右
　　后处理：加ＰＡC 0.22kg/m³
　　试验水温：20～30℃
　　生化处理：O池DO＞2mg/L
　　A池：液下低速搅拌
　　污泥浓度 MLSS：2～3.0g/L
　　表5是该流程处理混合污水的试验结果。

表5 流程二处理试验结果 混合污水 预处理出水 生化处理出水 pH CODcr/(mg.L^-1) pH CODcr/(mg.L^-1) COD去除率/% pH CODcr/(mg.L^-1) COD去除率/% 11.60 1815 8.65 385 77.6 8.57 149 60.7 11.53-11.66 1660-1887 8.45-8.82 320-428 70.0-82.6 8.35-8.74 126-177 45.6-67.3

3　讨论与建议

　　① 印染—碱减量混合污水直接采用生化处理，COD_Cr最大去除率一般在65％～80％之间；少量加酸中和有利于提高生化去除率和缩短生化处理时间。
　　② 酸化—混凝处理用于预处理，有利于使印染—碱减量混合污水处理达标，并可大大节省后续生化处理时间；少量加酸中和有利于提高生化去除率和缩短生化处理时间。
　　③ 采用铁碳曝气处理无论是作为预处理还是后处理，对于污水中COD_Cr的去除都有明显效果，但作为后处理较之前处理更有利于使污水处理达标。
　　④ 连续流程生化处理试验结果表明：采取多种生化处理手段处理印染—碱减量混合污水，虽各有特点，但处理效果基本一致，因此，以较少的代价和投入使印染—碱减量混合污水处理达标，还须在清洁生产、预处理和后处理上采取措施。
　　⑤ 碱减量污水的进入是印染—碱减量混合污水COD_Cr浓度较高的直接原因，建议将该污水在源头单独加以处理，通过加酸酸化脱除TA，不但可回收利用TA，还可使污水中COD_Cr去除70％左右，减少源头排出污水的COD_Cr浓度，从而有利于后续处理达标。

参考文献：

?　1?王国庆，等.仿真丝生产中碱减量及染整废水的治理[J].环境保护，1998，(2)：21～23.
?　2?沈东升，等.印染碱减量废水处理[J]..中国给水排水，1997，13(5)：32～34.
?　3?刘晓林.缺氧生化处理技术在石化精对苯二甲酸废水处理中的应用[J].环境污染与防治，1996，18(4)：16～19.
?　4?韩洪军，等.铁屑－炭粒法处理纺织印染废水[J].工业水处理，1997，17(6)：15～17.

作者简介：
　　刘晓林?(1957－)?，男，高级工程师，主任工程师。