催化氧化—ABR—MBR處理印染廢水的工程實踐
摘要：印染廢水污染物濃度高、成分復雜、水質多變、色度高、毒性大、難生化降解,采用催化氧 化—ABR—MBR工藝對其進行處理,工程實踐證明,處理后出水達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級標準,且該工藝具有工程費用低、運行穩定、維護簡單、操作方便等優點。
關鍵詞：印染廢水，催化氧化，MBR，ABR
1 工程概況
廣東省某印染廠排放的生產廢水主要污染物為 染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質、砂類物質、無 機鹽等,具有污染物濃度高、成分復雜、水質多變、色 度高、毒性大、難生化降解的特點,屬難處理的工業廢 水,直接排放會對環境造成嚴重污染。該生產廢水量 為1 000 m3/d,設計最大處理能力為1 200 m3/d。出 水執行《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996 )一級 標準,廢水處理后回用于車間設備清洗、綠化、地面沖 洗等,具體廢水水質及排放標準見表1。經過分析 此廢水的特點和對比處理試驗效果,從處理效果 和處理成本等綜合考慮,決定采用酸解沉淀—催化氧化—ABR—MBR工藝(見圖1)。
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2 工藝說明及主要構筑物
(1)格柵。1座,磚混結構,尺寸3·2 m×1 m× 1·5 m,采用人工清除式格柵,柵條間距采用1 cm, 一天清理2次,以保證排水暢通。廢水先經格柵去除大塊雜物后,自流入隔油池。
(2)調節池。鋼混結構,尺寸8 m×6 m×2.5 m, 1座,HRT 2.3 h。廢水在調節池內一方面利用氣 浮作用將油脂進一步除去,另一方面將廢水充分混 合,均勻水質水量。
(3)沉淀池。鋼混結構,尺寸5 m×5 m×3 m, 2座,HRT 3 h。加酸調pH到4左右,使廢水中的油墨等大分子物質斷鏈而釋出,因廢水中的釋出物釋出后能很快沉淀下來,因此,反應完全后進入沉淀池進行沉淀,沉淀池上清液進入中間池。
(4)催化氧化池。內設組合式催化氧化裝置2 臺,尺寸6 m×4 m×3 m,處理能力為25 m3/h,其關 鍵裝置是一個管式催化氧化單元。管徑采用200 (根據情況可大可小)的不銹鋼管或PVC管,管內壁涂有光催化功能的TiO2涂層,這種裝置單位體積 表面積大,1 m3液體管內表面積達20 m2。管內沿 管徑軸向安裝紫外燈管,廢水進入管中通過管道推 流混合,不用攪拌裝置。廢水在管內流動與管內壁的 TiO2涂層接觸,在其表面發生光催化氧化反應,同時雙氧水在紫外光作用下也產生各種氧化反應,最終達到去除污染物的目的。該設備適用范圍廣,可改善廢水可生化性;操作簡單,清洗方便,不會發生 結垢和有機物粘附現象;催化表面積大,催化效率 高;紫外光能利用充分,大大降低單位處理能耗。
(5) ABR池。2座,鋼混結構,尺寸8 m×6·5 m× 4 m,HRT 10 h,池內放置大比表面積的球狀懸浮生物填料。廢水經催化氧化處理去除部分有機物,改善廢水可生化性和脫色后,經排放到pH中和池加堿調到中性,再進入ABR池。
(6) MBR池。2座,鋼混結構,尺寸8 m×6 m× 4 m,HRT 8 h,流量為12 m3/h。MBR池為板框抽 吸淹沒式結構,膜組件為孔徑約0·2μm的PVDF中空纖維膜。平常通過周期性地間歇操作和通風來減少膜污染,每6個月進行一次化學清洗,用0·1% 的NaClO和4%的NaOH將膜組件浸泡24 h。
(7)中間水池。2座,鋼混結構,尺寸6 m× 3.5 m×4 m,HRT 8 h。
(8)回用水池。2座,鋼混結構,尺寸6 m× 3.5 m×4 m,HRT 8 h。處理后的廢水可回用于車 間設備沖洗、地面沖洗、綠化等。
(9)污泥處理系統。污泥池2座,鋼混結構,尺 寸6 m×4 m×3 m,壓濾機2臺,污泥泵4臺。沉淀污泥排放到污泥池后,用污泥泵打入板框壓濾機,經壓濾后的干渣外運到固廢處理站處理,壓濾出水回廢水調節池。
3 運行參數
實際運行調試結果表明:催化氧化裝置中,pH為4左右,30%H2O2溶液的加入量為9~11 mL/L,TiO2的 投加量為0.05~0.07 g/L;ABR池中MLSS 2.3~ 2.8 g/L,污泥回流比100%,污泥負荷為0.11~0.13 kgBOD5/(kgMLSS·d),SRT為20 d左右;MBR池中 MLSS 800~1200 mg/L,DO為2~3 mg/L,HRT 9 h, 曝氣量為2.8 Nm3/h,處理效果較為理想。
4 處理效果
該工程2007年5月竣工后,經試運行3個月,于9月正式投入正常運行,從運行1年的情況來看,系統運行穩定、處理效果顯著,出水水質良好,經環境監測站在不同的時期測得出水水質各項指標均己達《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級排放標準,測得的部分結果如表2所示。
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5 小結
(1)印染廢水中的殘留染料品種多,水質成分復雜,采用厭氧作為首級預處理方法,可有效降解廢水中的染料等大分子污染物,特別是可有效破壞染料的顯色基團,脫色效果明顯。
(2)在廢水進入催化氧化裝置前,加裝有前置永磁防垢除垢器(銣、鐵、硼),當水通過磁場時,水分子在磁場的作用下,產生扭曲、變形、反轉、震動,使 其分子加強從而使原來水中締合形成的各種鏈狀、 團狀的大分子(H2O)n,解離成單個雙分子 (H2O)2,使水的活性增加,改變了水的物理結構。 通過磁場對溶液中的離子產生作用,使水中鈣、鎂鹽類結垢物的針狀結晶改變成顆粒狀結晶體,使它們不能交織在一起成為堅硬的水垢附著在器壁或管壁上,而成為微小的顆粒沉淀于底部,隨排污排出,從而達到防水垢的作用。
(3)印染廢水大多呈堿性,在進入厭氧處理之前,要使油墨等大分子物質斷鏈而釋出,必須先調節pH為4左右。由于后續工藝處理單元為厭氧,因此pH調節劑不宜采用硫酸,以免產生硫化氫等還 原物質,造成二次污染。
(4)實際運行情況證明:系統運行可靠、處理方便、剩余污泥量少、污泥性質穩定、耐沖擊負荷、處理效果顯著,出水水質良好。監測結果表明:處理后廢 水水質均達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996) 一級標準。由于利用淹沒式MBR,較好地克服了膜的污染與阻塞,使膜組件長時間保持較大的膜通量, 并且省去復雜的氣水反沖洗設備和減少了曝氣量,從而降低了能耗。經實際核算:廢水站運行時實際電耗 920 kW·h/d,即耗電量不高于1 kW·h/m3;藥劑 (包括酸、堿和氧化劑等)費約為0·5元/m3,合計實際運行費用為1~1·1元/m3。
參考文獻
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3、嚴煦世,范瑾初.給水工程.第4版.北京:中國建筑工業出版社,1995
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