4000m3d印染废水处理工程设计

4000m3d印染废水处理工程设计内容摘要：

（ 2）煮炼废水 为保证 漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。 煮炼工艺一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等的水溶性物质，在 120℃ 、 pH 值 10～ 13 的条件下对棉纤维进行煮炼。 煮炼废水量大，呈强碱性，含碱浓度约 %，废水呈深褐色， BOD 和 COD 均高达每升数千毫克 [2]。 （ 3）漂白废水 漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面的内部有些杂质，使织物漂白。 由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分又在漂白过程中被分解，所以漂白废水的特点是量虽大，但污染程度较小， BOD 和 COD 均较低，基本上属于清洁废水，可直接排放或循环使用。 （ 4）丝光废水 丝光处理是将织物在氢氧化钠浓碱液内浸透，目的是提高纤维的张力强度，增加纤 维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率，同时增加与染料的亲和力。 丝光废水含氢氧化钠 3%～ 5%，一般通过多效蒸发蒸浓回收后，先供丝光应用， 再用于调配煮炼液、废碱液和退浆。 所以丝光废水实际上很少排出， 6 它在工艺上被多次重复使用。 虽经碱回收，但废水的碱性仍很强， BOD 较低，其污染程度根据加工漂白布或本色布而异。 （ 5）染色废水 染色废水 的特点是水质变化大，色度深。 污染物主要来自于染料和助剂。 不同纤维的染色需用不同的染料、助剂和染色方法，染料上色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。 一般染色废水的碱性都强，特别当采用硫化染料和还原染料时， pH 值高达 10 以上。 染料本身的 BOD 均较低， COD 却很高，许多污染物不易被生物降解，生物处理对印染废水的 COD 去除率仅 60%～ 70%，脱色率也仅 50%左右 [2]。 （ 6）印花废水 印花废水污染物主要来自调色、印花滚筒、印花筛网的冲洗水，以及以后处理的皂洗、水洗、洗印花初布的废水，污染程度很高。 此外，活性染料应用大量尿素，使印花废水的氨氮含量升高。 毛纺工业废水 来源 （ 1）洗毛废水 洗毛工艺 是利用机械、化学作用从原毛中去除羊 毛脂、羊汗、泥砂、杂质和大部分矿物性物质。 洗毛废水属于高浓度有机废水，主要成分是羊毛脂、羊汗、泥土、羊粪 等，污染物的浓度与羊毛品种、产地自然环境等因素有关。 优质细毛总含杂中一般羊毛脂约为 10%～ 40%，羊汗为 2%～ 20%，砂土为 5%～ 40%，植物为 %～ 6%[2]。 羊汗的主要成分为：碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、硫酸钠、不溶性物质和有机物。 羊毛知、羊汗和泥砂为洗毛废水中主要污染物，羊毛脂是组成废水中 BOD 和 COD 的主要成分。 细毛废水外表常呈棕色或浅棕色，表面覆盖一层含各种有机物、细小悬浮物以及各种溶解性有机物 的含脂浮渣。 （ 2）毛纺印染废水 由于羊毛结构中含有羟基和氨基，因此纯毛织物染色多用上染率较高、染色牢度较好的酸性染料和媒介染料。 毛混纺织物所用的染料随所用的化学纤维品种不同而不同。 除采用上述染料外，还采用分散、直接、阳离子等染料，一般均采用两步法染色。 由于 织物中羊毛（或其他动物毛）所占比例较高，仍以酸性和媒介染料为主。 染色过程中使用的助剂主要为：醋酸、硫酸、重铬酸钾、元明粉、柔软剂、匀染剂、渗透剂等。 染色后助剂基本上全部进入到染色残液中。 染色助剂是染色废水中主要的有机污染物。 印染 废水的特点 印染 废水中的污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类、和脂类，以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等。 印染废水的水质随加工的纤维种类合采用工艺以及使用染料的不同而异，污染物组分差异很大，一般印染废水 pH 值为 6～ 13，色度可高达 1000 倍，CODcr为 400～ 4000mg/L， BOD5 为 100～ 1000mg/L[3]。 印染废水 水质复杂， 一般具有污染物浓度高，种类多，含有 毒成分及色度高等特点，污染物按来源分为两类：一 类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、 染料、化学助 剂等。 纺织印染废水的特点可以归纳为以下几点 [3]。 （ 1） 废水量大。 纯棉及混纺织物印染废水 ～ ，涤棉织物以 2～ 物，丝绸织物为 4～ 6m3/100m 织物，精毛纺织物为 12～ 15m3/100m 织物，废水量相当可观。 （ 2） 水质复杂。 废水中含有残余染料（染色加工过程中的 10%～ 20%染料排入废水）、浆料、助剂、纤维杂质及无机盐等。 染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，因为不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，加上染料上色率 的高低，染液浓 7 度的不同，染色设备和规模的不同，所以废水水质变化很大。 （ 3） 印染废水有机物含量高，通常经调节后 COD 为 8000～ 1200mg/L ， COD 的组成有残余染料、助剂、浆料等，碱减量废水 COD 高达 100g/L。 （ 4） 可生化性较差，废水 BOD/COD 值很低，一般在 左右。 因此需采取措施，提高 BOD/COD值，以便利于生化处理。 （ 5） 印染废水通常碱性大，尤其是煮炼废水及碱减量废水。 （ 6） 印染废水色度高，有的废水色度可高达 4000 倍以上。 （ 7） 废水中含大量助剂及表面活性剂，除了难 生物降解并污染水体外，在生物处理曝气时，易产生泡沫，阻碍充氧。 （ 8） 有的废水温度高，不能直接进行生化处理。 （ 9） 水质水量变化大。 印染生产中，由于织物的种类及加工的花色品种受原料、季节、市场需求的变化而经常变化，因而加工工艺和使用的染化料也相应改变，其结果使得印染废水的水质会出现大幅度的变化。 其次，印染生产过程虽然是连续的，但废水的排放却往往是间歇的。 此外，由于开机台数随生产安排时有增减，所以废水排放；量极不均匀。 在正常开车情况下常用时变化系数（一日内最大时排水量与平均时排水量之比） Kh 及日变化系数（一年 内 最大时排水量与平均时排水量之比 ）Kd 来表示。 印染废水的 Kh 约在 ～ 之间， Kd 在 ～ 之间。 应根据生产规模或通过相似工厂的实测数据确定。 当无资料时，通常印染规模小的取上限，规模大的取下限。 印染废水处理方法 印染废水的处理方法 按方法分为 物理法、化学法和生物法 ；按处理程度分为一级处理、二级处理和三级处理 [4]。 一级处理主要是预处理，包括简单的物理、机械或化学方法，使废水中的悬浮或块状物分离出来。 二级处理主要是生物化学处理或化学处理，用来去除水体中胶体和溶解性有机污染物。 一般可去除85%～ 95%可生化降解的有机物，同时可除去 90%以上的固体悬浮物。 三级处理主要用物理法，化学法或生物法，进一步去除残余的可溶性无机物（ N、 P 等）和可溶性有机物，以及色度、细菌等。 使出水完全达到排放标准或地面水标准。 物理法处理包括格栅、过滤、沉淀、气浮、磁分离和离心分离等。 化学法处理包括中和、混凝、氧化还原、光催化降解等。 物理化学法包括吸附、离子交换、电渗析、电解等。 生物法包括好氧生物法和厌氧生物法。 好氧生物法有活性污泥法、生物滤池、生物接触氧化法等。 由于 不同织物、印染加工工艺排放的废水水质有很 大的差异，因此要对废水组分、水质特性进行分析， 通过技术经济比较，选择最优化的处理技术。 单一的处理工艺一般很难将废水处理达标排放，要采取多种工艺的联合。 印染废水常用处理技术见表 3 所示 [3]。 表 3 印染废水常用处理技术 名称 主要构筑物、设备 处理对象 格栅与筛网 细格栅、细筛网 悬（漂）浮物、织物碎屑 中和 中和池、碱性酸性药剂投加系统 pH 值 混凝沉淀（气浮） 各种类型反应池（机械搅拌反应池、隔板反应池、旋流反应池）、加药系统、沉淀池（平流式、竖流式、辐流式）、气浮分离系统 色度物质、胶体悬浮物 、 COD 8 名称 主要构筑物、设备 处理对象 氧化脱色 臭氧氧化、二氧化氯氧化、氯氧化、光催化氧化 COD、 BOD、细菌、色度物质 消毒 接触消毒池 残余色度物质、细菌 吸附 活性炭、硅藻土、煤渣等吸附器再生器 色度物质、 COD、 BOD 厌氧生物处理 升流式厌氧颗粒污泥床（ UASB）、厌氧流化床（ AFBR）、水解酸化 COD、 BOD、色度物质、NH3N、磷等 好氧生物处理 生物接触氧化法、氧化沟、 SBR、推流曝气 COD、 BOD、色度物质等 物理化学方法 （ 1） 吸附法 在物理 化学法中 ,应用最多的是吸附法。 常用的吸附剂有可再生吸附剂 (如活性炭、离子交换纤维等 ) 和不可再生吸附剂如各种天然矿物 (膨润土、硅藻土 ) 、工业废料 (煤渣、粉煤灰 ) 及天然废料 (木屑、铁屑 ) 等。 活性炭具有较高的比表面积 , 是目前被广泛应用并且研究得较为透彻的一种固体吸附剂 ,它对可溶性染料的吸附是有选择性的 ， 对碱性染料废水的脱色率超过 90 % ,但对酸性染料的脱色率仅为 30 %～ 40%。 活性炭吸附一般只适用浓度较低的废水和深度废水处理。 对于染色废水 ， 颗粒状活性炭只能吸附水中可溶性染料 ， 而对悬浮状不溶性染料的去 除效果则很差 ， 加之活性炭再生费用较高 ， 从而使活性炭吸附法的应用受到限制 [5]。 （ 2） 膜分离法 膜 分离是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质 ， 它能使流体内的一种或几种物质透过 ，而其它物质不透过 ， 从而起到浓缩和分离纯化的作用。 目前研究用于印染废水处理的主要是压力推动膜分离技术 ， 包括反渗透 (RO)、超滤 (UF)、 纳滤 (NF) 等。 反渗透是以压力推动为动力的膜分离技术 ， 压力差约为 2～ 10 MPa， 上世纪 70年代美国的 于印染废水的处理 ， 采用反渗透 法对 18种染料的回收和再利用进行了试验 ， 使用内压管式酷酸纤维膜、中空纤维聚酰胺膜、卷式醋酸纤维膜以及外压管式 Zr(IV)氧化物 PAA动态膜 ， 分离效果良好 ， 色度去除率大于 99%， COD去除率均在 92%以上 ， 透过水可重新使用。 1983年 Tinghuis报道了用反渗透技术对 13种酸性、碱性染料溶液的分离效果。 超滤是膜分离技术中应用最为广泛的膜过程之一 ， 在我国则为生产与应用最广泛的膜品种。 80年代末问世的介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术 ， 其截留分子量在 200～ 2 000的范围内 ， 孔径为几纳米 ， 因此称为纳 滤。 由于纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层 ， 它比反渗透膜要疏松得多 ， 且其操作压力比反渗透低 ， 因此 ， 纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透。 在印染废水处理方面 ， 对含有直接染料和活性染料等的水溶性染料 ， 常用纳滤膜进行分离处理。 郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜 ， 研究了纳滤膜对活性染料 X3B水溶液的分离性能 ， 结果表明 ， 纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收。 南京工业大学徐南平采用氢氧化镁吸附预处理的陶瓷膜微滤技术对含活性染料的印染废水进行脱色处理 ， 脱色率可达 98 %以上 ， 量在 150L/(m2h ) 左右。 膜分离法处理是一种新型分离技术 ， 具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作方便、过程易控制、无污染等优点。 但由于该技术需要专用设备 ， 投资高 ， 且膜易结垢堵塞 ， 所以目前还未能推广 [5]。 （ 3） 超声波气振法 超声波处理印染废水是基于超声波能在溶液中产生局部高温、高压、高剪切力 ， 诱使水分子和染料分子裂解成自由基 ， 引发各种反应 ， 促进絮凝。 清华大学陶媛、胡棋昊、王黎明等针对实际印染废 9 水高浓度、高毒性、高 COD值的特点 ， 采用探头式功率超声发生器和自制平板超声发生器降解多种高浓度染料废水 ， 结果表明 ， 降 低超声 辐射声强及增大辐射有效面积可降解染料并增大处理废水的体积。 但是单独使用超声波气振法降解结构复杂的染料废水仍难以达到工业应用水平 [5]。 化学处理 方 法 化学法是指利用化学反应作用，如聚合，将污水中的污染物质分离、转化。 化学法可分为混凝、沉淀、中和、氧化还原、吸附等。 其处理的主要对象是废水中可溶解的无机物和难以生物降解的有机物以及有毒有害的胶状物质。 （ 1） 酸、碱调节（ 中和 ） 法 印染废水由于产品和生产工艺不同而不同，各车间排放的废水 中常含有一定量的酸性物质或碱性物质， 除了厂内废水综合 利用，互相调节，均匀混合外，还需要添加酸性或碱性药剂进行中和调节，主要包括： ① 酸碱废水相互中和法，工厂酸碱废水互相中和是简单经济的方法，一般先在调节池中均匀混合，再进中和池加药中和。 对含酸或碱 5%以上的废液，应首先考虑回收加以综合利用，对低浓度酸碱废水排放前必须进行中和。 ② 加药中和法，加药中和在中和池中进行，加药方式分干投法与湿投法。 ③ 过滤中和法，废水通过有中和性能的滤料如石灰石、白云石、大理石等，在过滤过程中进行中和，叫过滤中和。 过滤池分普通中和滤池，升流式 膨胀滤池和滚筒过滤机等类型。 ④ 烟道气 CO2溶解中 和或废水曝气中和，烟道气中 CO2 通入废水中，生成碳酸中和废水中的碱；同样通过曝气能把废水中 CO2 排到空气中，使废水 pH 值升高 [2]。 （ 2） 混凝 沉淀 法 混凝法是处理印染废水常用的方法之一，采用絮凝剂将染料分子和其它各类杂质进行吸附、絮凝、沉降，以污泥形式排。