活性染料印染廢水處理工藝

1、活性染料印染廢水特點(diǎn)

染料利用率低，色度、COD高；電解質(zhì)濃度高。堿性大、pH高（一般pH為11）；為了保持pH值穩(wěn)定，加入大量弱堿（純堿）；污染物成分復(fù)雜、可生化性差，是難處理的工業(yè)廢水。

2、現(xiàn)有活性染料印染廢水處理技術(shù)

活性染料雖然種類不同，但都是分子量在600~2000之間，含羥基、胺基的水溶性小分子物質(zhì)，主要用于棉染。其廢水的主要處理技術(shù)如下。

微生物生化法（厭氧酸化水解、好氧生化降解、生物炭降解、光合細(xì)菌法）。

混凝沉淀（或氣?。┓ā⒚撋珓┟撋?。

膜分離法。根據(jù)所分離的物質(zhì)，在MF膜、UF膜、NF膜、RO膜中選擇膜種類。

電化學(xué)法（電催化氧化法、電化學(xué)氧化法、電凝聚法、電氣浮法、光電化學(xué)氧化法、內(nèi)電解法）。

強(qiáng)氧化法（芬頓試劑強(qiáng)氧化法、金屬氧化物催化臭氧強(qiáng)氧化法、紫外線催化臭氧強(qiáng)氧化法）。

樹脂吸附法、活性炭吸附法。

超聲波氧化法、濕式空氣氧化法、超臨界水氧化法。

3、活性染料印染廢水處理技術(shù)選擇

經(jīng)過研究分析和對比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以下技術(shù)具有較高的科學(xué)性和先進(jìn)性，效果顯著。

3.1 芬頓試劑強(qiáng)氧化法

H2O2與Fe2+的結(jié)合，在酸性條件下，通過Fe2+與Fe3+相互轉(zhuǎn)換、傳遞，將H2O2激發(fā)出具有高氧化電位（2.8V）、獲得電子能力非常強(qiáng)（僅次于F2）的羥基自由基（-OH），（-OH）通過引發(fā)鏈反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行直到H2O2耗盡，最終將有機(jī)污染物完全氧化為最簡單的小分子H2O、CO2等。因此它適用于很多種有機(jī)物的氧化分解，是一種有效處理印染廢水的方法，特別是應(yīng)用于生物難降解或一般化學(xué)氧化難奏效的印染污水的處理。要達(dá)到這種效果，針對不同的廢水其反應(yīng)條件（如pH、H2O2與Fe2+的比例、試劑的濃度、試劑投加量）至關(guān)重要。以比較有代表性的3種難降解的染料廢水為例，在不同的Fe2+/H2O2、pH下做交差試驗(yàn)。

試驗(yàn)條件：

（1）CODCr：活性艷紅廢水為52.2mg/L，活性翠藍(lán)廢水為95mg/L,酸性湖藍(lán)A為125mg/L。

（2）pH：活性艷紅廢水為4.0，活性翠藍(lán)廢水為3.8，酸性湖藍(lán)A為3.2。

（3）FeSO4溶液濃度為0.1mol/L，H2O2溶液為30%。

（4）反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。

試驗(yàn)效果：不同Fe2+/H2O2（V/V）的處理效果見表1。不同pH值下的處理效果見表2。

結(jié)果表明：芬頓試劑處理三種染料廢水的最佳條件各有不同，分別是：活性艷紅：Fe2+/H2O2=1：1、pH=3.8；活性翠藍(lán)：Fe2+/H2O2=1：2、pH=3.8；酸性湖藍(lán)A：Fe2+/H2O2=1:2、pH=3.2。

對于同一種染料，污染物濃度不同、去除量不同，所需H2O2的量也不同。因此說芬頓試劑處理活性染料印染廢水，隨著廢水中污染物成分、含量等變化，最佳處理?xiàng)l件也在變化。需要針對不同水質(zhì)跟蹤試驗(yàn)，尋找最佳條件，調(diào)整加藥量，實(shí)現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)效果和處理效果。

對不同廠家的活性染料印染廢水做了芬頓試劑強(qiáng)氧化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3、表4。

注：

（1）表3中進(jìn)水為未經(jīng)過任何處理的歐蒂愛污水處理站進(jìn)水。

（2）表3中絮凝沉淀出水為強(qiáng)氧化反應(yīng)后加入陰離子聚丙烯酰胺絮凝沉淀后出水。

注：

（1）表4中進(jìn)水為經(jīng)過生化反應(yīng)后的出水。

（2）表4中絮凝沉淀出水為強(qiáng)氧化反應(yīng)后加入陰離子聚丙烯酰胺絮凝沉淀后出水。

試驗(yàn)說明：在正常條件下，由于廢水成分復(fù)雜，污染物含量、懸浮物較高，芬頓試劑分解有機(jī)物，降低CODCr緩慢，Fe2+被氧化生成的Fe3+具有絮凝作用，形成的絮體阻隔了芬頓試劑與有機(jī)物的接觸，使有機(jī)污染物不能被徹底氧化分解。強(qiáng)氧化過程對活性染料廢水色度去除率70%~90%，CODcr去除率45%~65%。在每噸強(qiáng)氧化出水中加入2~5L1‰陰離子聚丙烯酰胺，具有良好的絮凝沉淀效果，出水水質(zhì)明顯改善。

試驗(yàn)結(jié)果分析：芬頓試劑處理活性染料廢水效果顯著、污染物去除徹底，技術(shù)科學(xué)合理，出水水質(zhì)好，值得推廣。缺點(diǎn)是（1）要有一定的反應(yīng)過程，需要足夠的構(gòu)筑物來滿足強(qiáng)氧化劑徹底氧化分解和絮凝沉淀污染物，建設(shè)投資較大。（2）工藝要求嚴(yán)格。（3）廢水堿性大、緩沖力強(qiáng)，酸調(diào)和pH回調(diào)耗藥量大，處理費(fèi)用較高。因此不適合少量污水和高堿性污水的處理。

3.2 硫酸亞鐵、氧化鈣脫色絮凝法

由于活性染料為水溶性帶正電荷的小分子物質(zhì)，不呈現(xiàn)膠體狀態(tài)，與常用絮凝劑的陽離子（AL+3、Fe+3等）同性電荷相排斥，所以常用絮凝劑（聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、陽離子聚丙烯酰胺等）對活性染料印染廢水不但起不到絮凝效果，相反起到分散作用，并且難溶性的大分子有機(jī)絮凝劑、脫色劑對其絮凝、脫色效果也不理想。Fe2+、Ca2+在堿性條件下能接受孤對電子，Fe2+、Ca2+與含有孤對電子的活性染料分子絡(luò)合，形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的膠體狀大分子物質(zhì)，這些膠體狀物質(zhì)進(jìn)一步聚合形成絮凝體，從水體中分離出來達(dá)到凈水效果，并且pH越高絮凝、脫色效果越好。

3.3 生化法

包括厭氧微生物酸化水解和好氧微生物氧化分解。是一種清潔、環(huán)保、節(jié)能的污水處理方法，是目前優(yōu)選的方法。生化處理法又分為活性污泥法和生物膜法，在生物膜法的基礎(chǔ)上又發(fā)明了MBA（膜生物反應(yīng)器法）和MBBR（移動床生物膜法）。由于印染廢水是難生物降解的廢水，單靠生化法處理，很難達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，要與其它方法組合處理。

4、活性染料印染廢水處理工藝組合

活性印染廢水特點(diǎn)決定，用單一技術(shù)處理存在以下問題。

（1）有些技術(shù)達(dá)不到出水標(biāo)準(zhǔn)。

（2）一些技術(shù)即使能夠達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，處理費(fèi)用也很高。因此需要根據(jù)水質(zhì)情況，選擇多種技術(shù)相組合的處理工藝。下面以歐蒂愛襪業(yè)廢水和東北襪業(yè)廢水為例，針對不同情況采取的不同的處理工藝。

4.1 生化+混凝沉淀組合工藝處理歐蒂愛廢水

4.1.1 工藝選擇依據(jù)

（1）該廢水堿性大、pH高（10.5~11.2），純堿含量大，使所產(chǎn)生的廢水具有較強(qiáng)的緩沖能力，在調(diào)節(jié)pH值到4以下時(shí)加酸量大（每m3廢水加入3~4kg98%濃硫酸）。CODcr高，單位水量消耗的H2O2量大，用芬頓試劑處理該廢水費(fèi)用較高。用硫酸亞鐵、氧化鈣絮凝沉淀處理，節(jié)省了大量氧化鈣，處理費(fèi)用較低。

（2）處理后的出水，通過市政管網(wǎng)進(jìn)入市污水處理廠進(jìn)一步處理，執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-2012）》中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)要求較低。

（3）污水量較小，100m3/d左右，工作量和污泥量不大。污泥也較易處置。

（4）為了降低處理費(fèi)用、減輕次污染、提高出水質(zhì)量，在絮凝沉淀前段設(shè)置接觸水解酸化和好氧生化，使部分污染物被生化分解（由于該廢水可生化性低，提供給微生物的營養(yǎng)匱乏，為了提高微生物活性，調(diào)節(jié)碳氮磷比例，需補(bǔ)充一定量微生物所必需的營養(yǎng)物質(zhì)）。

4.1.2 歐蒂愛廢水處理工藝流程圖

4.1.3 工藝處理結(jié)果見表5

由表5可見，采取此工藝處理后的出水完全能夠達(dá)到<<紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-2012）>>中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，并且較其它工藝具有簡便、快捷、節(jié)能、低費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)。

4.2 生化+芬頓試劑強(qiáng)氧化+絮凝沉淀+過濾組合工藝處理東北襪業(yè)廢水

4.2.1 工藝選擇依據(jù)

（1）該廢水為印染廢水、織造廢水、生活廢水、電廠濃縮水相混合的廢水。堿性?。?/span>pH8.5~9.5），在調(diào)節(jié)pH值到4以下時(shí)加入酸量較少（每噸廢水加入0.5kg98%濃硫酸）；可生化性較好，生化反應(yīng)污染物去除率高。芬頓試劑強(qiáng)氧化H2O2消耗量小（每噸廢水加入0.6kg27%H2O2）。采用此工藝處理費(fèi)用較低，且出水水質(zhì)好。

（2）處理后的出水直接排入東遼河或循環(huán)利用，出水水質(zhì)要求高，執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2016）》中的一級A甲標(biāo)準(zhǔn)和《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)（GB/T19923-2005）》標(biāo)準(zhǔn)。除芬頓試劑強(qiáng)氧化法外，其它方法很難達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。

（3）污水量較大（12000m3/d），如果采用工硫酸亞鐵、氧化鈣脫色絮凝法處理該廢水，不但出水達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，而且產(chǎn)生的大量污泥也較難處置。采用芬頓試劑強(qiáng)氧化法外完全避免了這些問題。

4.2.2 東北襪業(yè)廢水處理工藝流程圖

4.2.3工藝處理結(jié)果見表6

由表6可見采取此工藝處理后的出水能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2016）》中的一級A甲標(biāo)準(zhǔn)和《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)（GB/T19923-2005）》標(biāo)準(zhǔn)。且噸水處理費(fèi)用在3.5元左右，低于其他工藝的處理費(fèi)用。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)了印染廢水處理前沿技術(shù)，如：臭氧催化強(qiáng)氧化法、三維電極電化學(xué)氧化法、活性氧污水處理技術(shù)等，都為印染廢水處理展示了美好前景。今后印染廢水處理將以“服務(wù)綠色生活”為使命。遵循以科學(xué)為先導(dǎo)，技術(shù)為支撐，不斷創(chuàng)新發(fā)展，全面提升處理工藝的先進(jìn)性、科學(xué)性。實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，最終達(dá)到零排放。（來源：遼源市污水處理公司、遼源市水務(wù)集團(tuán)）