印染廢水深度處理多級臭氧催化氧化工藝

印染廢水是典型的難處理工業(yè)廢水之一，常規(guī)的物化/生化處理工藝只能實(shí)現(xiàn)處理出水達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)，隨著減排要求提升、排放標(biāo)準(zhǔn)提高對印染廢水處理工藝升級提標(biāo)減排處理一直是行業(yè)研究的重點(diǎn)。研究方向主要側(cè)重于傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)、新技術(shù)的研究與應(yīng)用。

傳統(tǒng)工藝改進(jìn)主要針對物化處理效果提升的高效混凝劑研究與針對好氧生物工藝處理效果提升的厭氧-好氧組合工藝。新技術(shù)研究是主要對生物處理后的印染廢水進(jìn)行深度處理，它包括膜處理技術(shù)、高級氧化/催化氧化技術(shù)及不同工藝組合技術(shù)。膜處理技術(shù)包含微濾、超濾、納濾、反滲透，微濾-超濾一般作為納濾或反滲透前的預(yù)處理，納濾與反滲透常于印染企業(yè)內(nèi)中水回用，而由于膜處理技術(shù)高額投資與運(yùn)行成本其應(yīng)用受到很大限制。面對印染廢水復(fù)雜性，高級氧化/催化氧化技術(shù)應(yīng)用成為印染廢水深度處理研究的新熱點(diǎn)。高級氧化/催化氧化技術(shù)主要包括為O3及催化臭氧化、H2O2/UV、Fenton等。催化臭氧化技術(shù)研究關(guān)鍵核心是以提高?OH的產(chǎn)量及生成速度的催化劑及載體研究。本論文以紹興某污水處理廠二級生化處理出水為研究對象，采用多級臭氧催化氧化法作為廢水深度處理手段進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了預(yù)處理混凝藥劑投加量、臭氧投加量及臭氧催化劑雙氧水投加量對出水COD值影響。

1、試驗工藝流程

本試驗工藝路線見圖1。

如圖1所示，以紹興某印染廠二級生化處理出水為該進(jìn)水，經(jīng)氣浮預(yù)處理后，進(jìn)入一級臭氧催化氧化，后入生物炭濾池進(jìn)一步處理，最后再經(jīng)二級臭氧催化氧化，達(dá)到最終出水主要指標(biāo)COD值小于60mg/L目標(biāo)。

臭氧催化劑主要采用含量為30%的雙氧水。其中氣浮預(yù)處理采用聚合硫酸鐵(PSF)及聚丙烯酷胺(PAM)作為后物化預(yù)處理混凝藥劑，處理進(jìn)水中的有機(jī)懸浮物，降低COD值，提高后續(xù)臭氧利用率及COD降解效率。

2、結(jié)果與討論

在前期運(yùn)行調(diào)試穩(wěn)定后，運(yùn)行時間為6月1日-7月4日該階段生化出水COD值逐步提高，均值達(dá)到201mg/L，且水中懸浮物SS開始增加。對此在氣浮池加入1600mg/LPSF及4mg/LPAM進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理同時1#臭氧及2#臭氧反應(yīng)柱的投加量分別為40mg/L及30mg/L；雙氧水作為催化劑在1#投加20mg/L，1#投加10mg/L，該階段總體運(yùn)行出水COD匯總情況見表1、2與圖2。

(1)從上述圖表可得，該階段COD平均值為201mg/L，氣浮預(yù)處理平均去除率為32.6%(平均△COD66mg/L)，即經(jīng)過PSF和PAM混凝應(yīng)后出水基本定保證后面多級臭氧催化氧化效率；一級臭氧-BAC整體平均去除率44.4%(平均△COD60mg/L)；二級臭氧平均去除率達(dá)28.8%(平均△COD21mg/L)，整個工藝總平均去除率為73.1%，兩級臭氧系統(tǒng)的COD去除率及總?cè)コ氏鄬^好:最終出水COD平均值54mg/L，平均△COD(絕對去除值)147mg/L，即二級臭氧出水可以滿足設(shè)計排放標(biāo)準(zhǔn)(≤60mg/L)中COD指標(biāo)要求滿足最終出水要求。

(2)由圖2每日運(yùn)行趨勢圖可以看出，7月2日進(jìn)水惡化嚴(yán)重，COD值達(dá)到228mg/L，經(jīng)預(yù)處理后COD降為145mg/L，而后經(jīng)過兩級臭氧催化氧化處理，最終出水為59mg/L，由此可見此系統(tǒng)具備良好的COD負(fù)荷抗沖擊能力：同時由表可知雖然此階段整體上一級臭氧-BAC系統(tǒng)的出水COD值可能高于80mg/L，但經(jīng)過第二級臭氧催化氧化處理后，最終出水COD值基本可低于60mg/L，達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，即此多級臭氧催化氧化工藝系統(tǒng)具備良好的緩沖性能。

(3)有O/C比數(shù)據(jù)可知，在該穩(wěn)定運(yùn)行階段，臭氧利用率較為理想，其中單獨(dú)1#臭氧反應(yīng)塔的O/C比為1.08，整體一級臭氧-BAC系統(tǒng)的O/C比達(dá)到0.67，臭氧利用率較好；同時二級臭氧O/C比為1.40，隨著進(jìn)水COD值的升高當(dāng)臭氧投加量相對保持一定的情況下，中試系統(tǒng)的臭氧利用率提高，這結(jié)果和實(shí)驗室小試的臭氧利用率結(jié)果一致。

3、結(jié)論

(1)由該多級臭氧催化氧化工藝中試試驗可知，當(dāng)該項目系統(tǒng)進(jìn)水COD值小于230mg/L，在適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(絮凝沉淀)后經(jīng)過多級臭氧催化氧化系統(tǒng)后，均能達(dá)到出水COD小于60mg/L的處理目標(biāo)。

(2)由該多級臭氧催化氧化工藝穩(wěn)定階段的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析可知，一級臭氧-BAC系統(tǒng)的整體O/C比均小于1，即1mg/L的臭氧能去除進(jìn)水中1mg/L以上的COD有機(jī)物即中試工藝系統(tǒng)具備較高的臭氧利用率。

(3)由該多級臭氧催化氧化中試調(diào)節(jié)階段的數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)惡化，如COD值升高水中含有大量懸浮物顆粒時，僅僅提高臭氧的投加量未能使出水達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，需同時增加預(yù)處理加藥量，如增加預(yù)處理PSF投加量等，才能使出水繼續(xù)達(dá)到設(shè)計目標(biāo)；當(dāng)然為盡快恢復(fù)該系統(tǒng)的處理能力，也可適當(dāng)降低處理量或投加催化劑雙氧水作為調(diào)節(jié)。（來源：紹興柯橋江濱水處理有限公司）