超纤非织布印染生产废水的治理工程方案设计分析

      项目概况

      山东友谊超纤合成革有限公司是一家从事超细纤维非织造布的生产，并制成高档超纤合成革的公司。该公司在生产过程中排放的废水主要有四种类型，其中，碱减量废水800m3/d，COD为2000～80,000mg/L； 染色废水480m3/d，COD含量为800～1400mg/L；生活污水150m3/d，COD含量为300～500mg/L；其它废水100m3/d，COD含量为2000～3000mg/L。该项目废水处理执行《淄博市水污染排放控制标准》(DB35／322—1999) 中的一级排放标准，各项指标要求见表1。

      废水处理工艺流程
      由于生产工艺各工段产生的废水具有不同性质，应采取分质分治的工艺对其进行处理。

      分质分治工艺路线

      浓碱减量废水处理

      浓碱减量废水源自生产工艺前段碱液池，NaOH含量可达到1％ ～2％ ，COD浓度达到5×104～8 x 104mg/L。水 中的对苯二甲酸盐含量高，有较大的回收价值。为提高回收的对苯二甲酸(TA)纯度，设计中采用多介质过滤器进行预处理，去除水中杂质，再进行后续酸析处理。采用硫酸对碱减量废水进行酸析以回收TA，pH值越低则析出的TA量越大。通过试验分析比较，酸析应控制pH在3.5，TA析出量和硫酸投加量可达到*佳平衡点。酸析反应时间应保证20min，再进入浓缩池，浓缩液用防腐聚丙烯厢式压滤机进行脱水回收TA。该废水经过酸析处理后可使COD去除率大于65％，BOD5/COD提升到0.3以 上。浓缩澄清液和滤液到集水池进行再处理。

      稀碱减量废水处理

      该废水pH值为13～14，COD为2×104～4×104mg/L，主要为生产工艺后段清洗水。由于TA浓度较低 且量大，若直接加硫酸进行酸析，则达到酸析点的投酸量大，而TA析出量少，使得单位处理成本上升。为此， 拟先将稀碱减量废水用于脱硫除尘，由于废水中的NaOH能和烟气中SO2，快速反应，在有效去除SO2，的同时，废水pH降低，减少后续酸析的硫酸投加量。考虑到TA回收需要，通过调节脱硫水回流量，控制pH在6.5以上，防止TA析出。试验证明，该控制点的脱硫效率达到95％以上，可使烟气达标排放，为企业解决了另一环保难题。 脱硫废水经过沉淀后，澄清液再投加硫酸进行酸析处理，同样控制pH在3.5，后续处理与上述浓碱减量废水处理工艺一致。

      铁碳微电解

      酸析后废液pH低，若直接采用碱回调，则投碱量大，增加处理成本。可利用原电池原理，在酸性条件下，反应池中形成无数以铁为阳极、碳为阴极的微型原电池，电极反应如下：
      阳极：Fe一2e→Fe2+      E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
      阴极：2H+ +2e→2[H]→ H2↑   (H0+/H2)=0V

      电极反应产生的Fe2+ 在后续处理中将被作为混凝剂使用，且在曝气条件下多形成Fe3+，有利于后续的混凝反应，减少混凝剂投加量。而电极反应产生的羟基自由基(OH·)可氧化多种有机物。在充氧曝气条件下，经过30min铁碳微电解反应后，废水的COD去除率可达到50％～60％ 。

      pH影响微电解的电极反应速率和产物生成，而反应*终水中导致OH-浓度增加，pH上升。试验表明，当pH升高了1.5左右之后趋缓，即出水pH一般在4.5～5.0。

      综合废水处理

      其它废水主要有实验室废水、织机含油废水、差别化纤工艺废水等。这部分水经过隔油预处理后与锦纶印染废水混合后，再进入曝气混合池与铁碳微电解池出水进行曝气混合，同时投加石灰，调节pH*8.0。

      由于铁碳微电解池出水pH值较低，且水中含有大量Fe2+ 、Fe3+ 、硫酸根等，选择投加石灰，可同时形成CaSO4和Fe(OH)2，、Fe(OH)3 等沉淀物，并形成混凝效果，通过吸附架桥作用去除水中污染物质。在后续的混凝反应池中再投加助凝剂，以增强沉淀去除效果。 中试数据表明，印染废水与铁碳反应后的碱减量废水混合处理的加药量和处理效果，与各自单独处理相比较，可节省加药量约30％ ，并且出水水质更佳。经过混凝反应和斜管沉淀后，混合废水COD可控制在3000mg/L左右，BOD为1000～1600mg/L。这时再与生活污水混合进行后续生化处理。 生化处理工艺采用UASB+接触氧化工艺。针对水中残留的一定量的生物难降解物质，采用UASB工艺。UASB工艺出水COD5约为500～1200mg／L，BOD5约为 300～700mg／L。而接触氧化工艺通过充氧曝气和好氧菌胶团的作用，进一步氧化分解水中污染物质，并通过二 沉池的污泥回流，提高生化系统污泥活性。 由于该项目的废水污染物浓度高，水质变化大，因此在后段增加混凝沉淀池、生物滤池和砂滤池，可确保出水色度和有机物达标排放。

      工艺产生的污泥主要为混凝沉淀污泥和生化剩余污泥，通过浓缩、压滤脱水，干污泥外运妥善处置。

      工艺流程

      处理效果

      3 经济效益分析本设计总装机容量为193kW。岗位定员10人。通过分析核算，该项目所有废水经过处理*达标排放，平均吨水直接处理成本为0.89元，其中包含人工、药剂、动力、维修耗材等各项直接费用。工艺回收的TA含量可达到95％以上，可作为较初级的化工原料应用，为企业 创造了可观的经济效益。

      结论

      (1)印染厂碱减量废水经废酸酸析，控制酸析点pH在3～4范围，可有效回收TA，COD 去除率大于60％，并使得废水的B／C 比提升0.3以上，适合生物处理。

      (2)经过酸析处理的碱减量废水经铁碳微电解反应池，既提高了pH值，又去除了50％～60％的COD。 还可使得出水富含混凝成分，用于其他印染废水的混凝处理，可节省药剂量30％ 。

      (3)UASB一接触氧化处理工艺，可实现碱减量废水、印染废水、生活污水等混合废水的达标处理。