印染廢水處理脈沖水解酸化-芬頓氧化技術

　　隨著紡織印染業(yè)的發(fā)展，印染廢水已成為當前最主要的水體污染源之一。印染廢水具有排放量大、成分復雜、色度高、可生化性差等特點，且多數(shù)染料及其代謝中間產(chǎn)物具有致突變性、致癌性和其他毒性。目前處理印染廢水工藝不盡相同，有生化處理采用氧化工藝的，有物化處理包括氣浮、活性炭吸附、氧化脫色、混凝沉淀等等，種類繁多。現(xiàn)實生產(chǎn)中，大部分處理工藝都存在一定的不足，有的耐沖擊能力弱運行不穩(wěn)定，有的運行條件難以達到設計要求，有的運行成本過高企業(yè)無法承受。脈沖水解酸化-芬頓氧化技術可以將印染廢水中的有毒及難降解物質(zhì)分解為無毒、易降解的小分子物質(zhì)，提高系統(tǒng)的可生化性，同時降低廢水的色度，因此被廣泛應用于印染廢水處理。

　　1、印染廢水的來源及特點

　　印染廢水主要來源于印染加工的四個工序：預處理，染色，印花，整理。預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出印染廢水、印花廢水和皂液廢水，整理工序排出的整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的綜合廢水。

　　不同的印染工藝階段，所產(chǎn)生的印染廢水有不同特點，即使在同一階段，廢水水質(zhì)也因產(chǎn)品不同而差異很大。總體來說，紡織印染廢水主要有水量大、污染物濃度高、成分復雜，COD、BOD、SS、色度均較高，可生化性差，成分較復雜，處理難度較大等特點。

　　2、脈沖水解酸化工藝

　　2.1 高效脈沖布水

　　由于印染廢水含有部分難降解的物質(zhì)，且進水負荷較高，水質(zhì)水量變化大，因此需要使用抗沖擊負荷能力強，技術條件成熟，運行穩(wěn)定可靠的水解酸化處理工藝―脈沖水解酸化反應器。根據(jù)對水流狀態(tài)的要求及目前各種布水器的特點采用高效節(jié)能、操作可靠的自動高效脈沖布水器。利用虹吸管中快速流動的水流將主管道中的空氣帶走，使主管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓的作用下容器中的水進入主管道后排入池中。由于水流速度很快，布水能在短時間內(nèi)完成，達到脈沖的效果，攪起池底的污泥，使池內(nèi)廢水、填料、污泥不斷充分混合處于流化狀態(tài)，水解酸化菌與廢水中的有機物得到充分的接觸反應。該布水器具有結構簡單，不需復雜設備，整個吸氣布水過程靠水力自動完成，維護管理方便;能耗低，效率高，除提升來水外無需其他的動力;配水均勻，水力攪拌效果好;使用壽命長等特點。

　　表1對脈沖布水和潛水攪拌兩種比較常見的布水方式進行了比較，不管是從保證處理效果，還是從運行費用等來看，沖布水都具有一定的優(yōu)越性。

　　2.2 脈沖水解酸化的機理及特點

　　水解酸化過程可分為水解階段、酸化階段。在脈沖水解酸化反應器水解酸化過程中，廢水中的有機物在大量微生物的共同作用下將大分子有機物降解成小分子有機物，小分子有機物被酸化菌利用轉(zhuǎn)化為乙酸、氫、二氧化碳及新的細胞物質(zhì)等，產(chǎn)甲烷菌利用乙酸轉(zhuǎn)化為甲烷從而獲取充足的能量，在此過程中，不同的微生物相互影響、相互制約，形成復雜的生態(tài)系統(tǒng)。而廢水中的有機物在此過程中被降解。

　　脈沖水解酸化反應器主體由鋼砼或鋼結構建成，一般高度為6~9.0m，結構簡單，施工較易。系統(tǒng)內(nèi)有高效節(jié)能的攪動和上流的推動力，脈沖布水僅消耗部分勢能，利用真空虹吸原理將廢水短時間內(nèi)布入池中，達到脈沖的效果，攪起池底的高濃度的污泥，使池內(nèi)泥水處于充分混合狀態(tài)，水解酸化菌與廢水中的有機物得到充分的接觸，獨特的脈沖效果有利于顆?；勰嗟拇x以及形成。

　　3、芬頓氧化技術

　　工業(yè)廢水經(jīng)生化處理后的出水中污染物基本上是難以生物降解的可溶性有機物，一般的物化加藥進行混凝沉淀難以有效去除這部分污染物，而臭氧氧化、活性炭吸附和膜分離技術等方法由于技術設備不成熟以及投資、運行成本過高而難以應用于大水量的廢水深度處理。芬頓氧化技術則為此提供了一條簡單而高效的途徑，使廢水的穩(wěn)定達標排放成為可能。

　　芬頓氧化技術的反應原理為向廢水投加Fenton試劑，F(xiàn)enton試劑由H2O2和亞鐵化合物按一定濃度比例組合而成，H2O2在Fe2+的催化作用下分解產(chǎn)生?OH(即羥基自由基，一種活性非常強的基團)，通過電子轉(zhuǎn)移等途徑將廢水中的厭氧、好氧微生物難以降解的有機物直接氧化成二氧化碳和水，同時Fe2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，從而達到去除大量有機物及色度的目的。Fenton試劑作為一種強氧化劑，具有活性高、反應速率快、反應條件溫和及適用范圍廣的特點，在難降解污染物處理中有較好的降解效率及較大的應用范圍，即可提高廢水的可生化性，又可在處理系統(tǒng)的末端進行深度處理，使外排廢水的水質(zhì)達到排放要求。

　　4、脈沖水解酸化-芬頓氧化在某印染廢水中的應用

　　某印染混合廢水，進水COD濃度為550mg/L，色度為260倍。根據(jù)該印染廢水的進水特點和出水排放標準，參照國內(nèi)現(xiàn)有同類污水廠成熟和成功的運營經(jīng)驗，該廢水處理工藝流程采用預處理-生化處理-深度處理的組合處理工藝?；旌蠌U水經(jīng)過預處理后，進入水解酸化、好氧處理過程，然后至芬頓反應器。在芬頓反應器內(nèi)，利用強氧化劑氧化作用去除大部分COD及色度，處理后COD排放濃度達到50mg/L以下，色度30倍以下。

　　5、結論

　　采用脈沖水解酸化-芬頓氧化工藝處理某印染混合廢水，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)較好，得到了很好的處理效果。脈沖水解酸化利用其兼氧、水解酸化菌等生物群體的綜合作用，提高印染混合廢水的可生化性，較長的水力停留時間，使廢水中難降解的有機物大部分得到降解。芬頓氧化反應設備簡單、操作條件易控制，氧化能力強、無二次污染，對水解酸化的出水進行進一步處理，使最終出水達標排放。(來源：遼寧省環(huán)境監(jiān)測實驗中心，東北大學 遼寧省冶金資源循環(huán)科學重點實驗室，沈陽澤爾檢測服務有限公司)