印染廢水處理脈沖水解酸化-芬頓氧化技術(shù)

　　隨著紡織印染業(yè)的發(fā)展，印染廢水已成為當(dāng)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(fù)雜、色度高、可生化性差等特點(diǎn)，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?，F(xiàn)實(shí)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(yùn)行不穩(wěn)定，有的運(yùn)行條件難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，有的運(yùn)行成本過(guò)高企業(yè)無(wú)法承受。脈沖水解酸化-芬頓氧化技術(shù)可以將印染廢水中的有毒及難降解物質(zhì)分解為無(wú)毒、易降解的小分子物質(zhì)，提高系統(tǒng)的可生化性，同時(shí)降低廢水的色度，因此被廣泛應(yīng)用于印染廢水處理。

　　1、印染廢水的來(lái)源及特點(diǎn)

　　印染廢水主要來(lái)源于印染加工的四個(gè)工序：預(yù)處理，染色，印花，整理。預(yù)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(diǎn)，即使在同一階段，廢水水質(zhì)也因產(chǎn)品不同而差異很大?？傮w來(lái)說(shuō)，紡織印染廢水主要有水量大、污染物濃度高、成分復(fù)雜，COD、BOD、SS、色度均較高，可生化性差，成分較復(fù)雜，處理難度較大等特點(diǎn)。

　　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(jìn)水負(fù)荷較高，水質(zhì)水量變化大，因此需要使用抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，技術(shù)條件成熟，運(yùn)行穩(wěn)定可靠的水解酸化處理工藝―脈沖水解酸化反應(yīng)器。根據(jù)對(duì)水流狀態(tài)的要求及目前各種布水器的特點(diǎn)采用高效節(jié)能、操作可靠的自動(dòng)高效脈沖布水器。利用虹吸管中快速流動(dòng)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(jìn)入主管道后排入池中。由于水流速度很快，布水能在短時(shí)間內(nèi)完成，達(dá)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(jī)物得到充分的接觸反應(yīng)。該布水器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需復(fù)雜設(shè)備，整個(gè)吸氣布水過(guò)程靠水力自動(dòng)完成，維護(hù)管理方便;能耗低，效率高，除提升來(lái)水外無(wú)需其他的動(dòng)力;配水均勻，水力攪拌效果好;使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

　　表1對(duì)脈沖布水和潛水?dāng)嚢鑳煞N比較常見的布水方式進(jìn)行了比較，不管是從保證處理效果，還是從運(yùn)行費(fèi)用等來(lái)看，沖布水都具有一定的優(yōu)越性。

　　2.2 脈沖水解酸化的機(jī)理及特點(diǎn)

　　水解酸化過(guò)程可分為水解階段、酸化階段。在脈沖水解酸化反應(yīng)器水解酸化過(guò)程中，廢水中的有機(jī)物在大量微生物的共同作用下將大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，小分子有機(jī)物被酸化菌利用轉(zhuǎn)化為乙酸、氫、二氧化碳及新的細(xì)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(guò)程中，不同的微生物相互影響、相互制約，形成復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。而廢水中的有機(jī)物在此過(guò)程中被降解。

　　脈沖水解酸化反應(yīng)器主體由鋼砼或鋼結(jié)構(gòu)建成，一般高度為6~9.0m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工較易。系統(tǒng)內(nèi)有高效節(jié)能的攪動(dòng)和上流的推動(dòng)力，脈沖布水僅消耗部分勢(shì)能，利用真空虹吸原理將廢水短時(shí)間內(nèi)布入池中，達(dá)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(jī)物得到充分的接觸，獨(dú)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(shù)

　　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(jī)物，一般的物化加藥進(jìn)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(shù)等方法由于技術(shù)設(shè)備不成熟以及投資、運(yùn)行成本過(guò)高而難以應(yīng)用于大水量的廢水深度處理。芬頓氧化技術(shù)則為此提供了一條簡(jiǎn)單而高效的途徑，使廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放成為可能。

　　芬頓氧化技術(shù)的反應(yīng)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(qiáng)的基團(tuán))，通過(guò)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(jī)物直接氧化成二氧化碳和水，同時(shí)Fe2+被氧化成Fe3+產(chǎn)生混凝沉淀，從而達(dá)到去除大量有機(jī)物及色度的目的。Fenton試劑作為一種強(qiáng)氧化劑，具有活性高、反應(yīng)速率快、反應(yīng)條件溫和及適用范圍廣的特點(diǎn)，在難降解污染物處理中有較好的降解效率及較大的應(yīng)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(jìn)行深度處理，使外排廢水的水質(zhì)達(dá)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(yīng)用

　　某印染混合廢水，進(jìn)水COD濃度為550mg/L，色度為260倍。根據(jù)該印染廢水的進(jìn)水特點(diǎn)和出水排放標(biāo)準(zhǔn)，參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有同類污水廠成熟和成功的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，該廢水處理工藝流程采用預(yù)處理-生化處理-深度處理的組合處理工藝?；旌蠌U水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，進(jìn)入水解酸化、好氧處理過(guò)程，然后至芬頓反應(yīng)器。在芬頓反應(yīng)器內(nèi)，利用強(qiáng)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(dá)到50mg/L以下，色度30倍以下。

　　5、結(jié)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(yùn)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(zhǎng)的水力停留時(shí)間，使廢水中難降解的有機(jī)物大部分得到降解。芬頓氧化反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作條件易控制，氧化能力強(qiáng)、無(wú)二次污染，對(duì)水解酸化的出水進(jìn)行進(jìn)一步處理，使最終出水達(dá)標(biāo)排放。(來(lái)源：遼寧省環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)中心，東北大學(xué) 遼寧省冶金資源循環(huán)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng)澤爾檢測(cè)服務(wù)有限公司)