活性染料印染廢水處理工藝

1、活性染料印染廢水特點

染料利用率低，色度、COD高；電解質濃度高。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）；污染物成分復雜、可生化性差，是難處理的工業(yè)廢水。

2、現有活性染料印染廢水處理技術

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，主要用于棉染。其廢水的主要處理技術如下。

微生物生化法（厭氧酸化水解、好氧生化降解、生物炭降解、光合細菌法）。

混凝沉淀（或氣?。┓?、脫色劑脫色法。

膜分離法。根據所分離的物質，在MF膜、UF膜、NF膜、RO膜中選擇膜種類。

電化學法（電催化氧化法、電化學氧化法、電凝聚法、電氣浮法、光電化學氧化法、內電解法）。

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

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選擇

經過研究分析和對比試驗，發(fā)現以下技術具有較高的科學性和先進性，效果顯著。

3.1 芬頓試劑強氧化法

H2O2與Fe2+的結合，在酸性條件下，通過Fe2+與Fe3+相互轉換、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（僅次于F2）的羥基自由基（-OH），（-OH）通過引發(fā)鏈反應持續(xù)進行直到H2O2耗盡，最終將有機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物的氧化分解，是一種有效處理印染廢水的方法，特別是應用于生物難降解或一般化學氧化難奏效的印染污水的處理。要達到這種效果，針對不同的廢水其反應條件（如pH、H2O2與Fe2+的比例、試劑的濃度、試劑投加量）至關重要。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。

試驗條件：

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

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

（3）FeSO4溶液濃度為0.1mol/L，H2O2溶液為30%。

（4）反應時間為2小時。

試驗效果：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：Fe2+/H2O2=1：2、pH=3.8；酸性湖藍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，最佳處理條件也在變化。需要針對不同水質跟蹤試驗，尋找最佳條件，調整加藥量，實現最佳經濟效果和處理效果。

對不同廠家的活性染料印染廢水做了芬頓試劑強氧化試驗。試驗結果見表3、表4。

注：

（1）表3中進水為未經過任何處理的歐蒂愛污水處理站進水。

（2）表3中絮凝沉淀出水為強氧化反應后加入陰離子聚丙烯酰胺絮凝沉淀后出水。

注：

（1）表4中進水為經過生化反應后的出水。

（2）表4中絮凝沉淀出水為強氧化反應后加入陰離子聚丙烯酰胺絮凝沉淀后出水。

試驗說明：在正常條件下，由于廢水成分復雜，污染物含量、懸浮物較高，芬頓試劑分解有機物，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物的接觸，使有機污染物不能被徹底氧化分解。強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，出水水質明顯改善。

試驗結果分析：芬頓試劑處理活性染料廢水效果顯著、污染物去除徹底，技術科學合理，出水水質好，值得推廣。缺點是（1）要有一定的反應過程，需要足夠的構筑物來滿足強氧化劑徹底氧化分解和絮凝沉淀污染物，建設投資較大。（2）工藝要求嚴格。（3）廢水堿性大、緩沖力強，酸調和pH回調耗藥量大，處理費用較高。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，不呈現膠體狀態(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合，形成結構復雜的膠體狀大分子物質，這些膠體狀物質進一步聚合形成絮凝體，從水體中分離出來達到凈水效果，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，在生物膜法的基礎上又發(fā)明了MBA（膜生物反應器法）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，很難達到出水標準，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

活性印染廢水特點決定，用單一技術處理存在以下問題。

（1）有些技術達不到出水標準。

（2）一些技術即使能夠達到出水標準，處理費用也很高。因此需要根據水質情況，選擇多種技術相組合的處理工藝。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

（1）該廢水堿性大、pH高（10.5~11.2），純堿含量大，使所產生的廢水具有較強的緩沖能力，在調節(jié)pH值到4以下時加酸量大（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，處理費用較低。

（2）處理后的出水，通過市政管網進入市污水處理廠進一步處理，執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準（GB4287-2012）》中的間接排放標準，出水水質要求較低。

（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）為了降低處理費用、減輕次污染、提高出水質量，在絮凝沉淀前段設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，調節(jié)碳氮磷比例，需補充一定量微生物所必需的營養(yǎng)物質）。

4.1.2 歐蒂愛廢水處理工藝流程圖

4.1.3 工藝處理結果見表5

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

4.2 生化+芬頓試劑強氧化+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

（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），在調節(jié)pH值到4以下時加入酸量較少（每噸廢水加入0.5kg98%濃硫酸）；可生化性較好，生化反應污染物去除率高。芬頓試劑強氧化H2O2消耗量?。繃崗U水加入0.6kg27%H2O2）。采用此工藝處理費用較低，且出水水質好。

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

（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，不但出水達不到標準，而且產生的大量污泥也較難處置。采用芬頓試劑強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工藝處理結果見表6

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

隨著科學技術不斷進步，國內陸續(xù)出現了印染廢水處理前沿技術，如：臭氧催化強氧化法、三維電極電化學氧化法、活性氧污水處理技術等，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“服務綠色生活”為使命。遵循以科學為先導，技術為支撐，不斷創(chuàng)新發(fā)展，全面提升處理工藝的先進性、科學性。實現資源循環(huán)利用，最終達到零排放。（來源：遼源市污水處理公司、遼源市水務集團）