昆山一體化污水處理設(shè)備 質(zhì)量有保障

一、紡織印染廢水

紡織印染廢水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上漿等過程中產(chǎn)生的含天然雜質(zhì)、脂肪以及淀粉等有機(jī)物的廢水。印染廢水是洗染、印花、上漿等多道工序中產(chǎn)生的，含有大量染料、淀粉、纖維素、木質(zhì)素、洗滌劑等有機(jī)物，以及堿、硫化物、各類鹽類等無機(jī)物，污染性很強(qiáng)。

二、印染污水的特性

1、紡織印染行業(yè)是工業(yè)污水排放大戶，污水中主要含有紡織纖維上的污物、油脂、鹽類以及加工過程中附加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸堿等。

2、廢水特點(diǎn)是有機(jī)物濃度高、成分復(fù)雜、色度深且多變，pH變化大，水量水質(zhì)變化大，屬難處理工業(yè)廢水。隨著化學(xué)纖織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理要求的提高，使PVA漿料、人造絲堿解物、新型染料、助劑等難降解有機(jī)物大量進(jìn)入紡織印染廢水，對傳統(tǒng)的廢水處理工藝構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)，COD濃度也從原來的數(shù)百毫克每升上升到3000～5000mg/L。

3、漿染廢水色度高、COD高，特別是根據(jù)國外市場開發(fā)出來的絲光藍(lán)、絲光黑、特深藍(lán)、特深黑等印染工藝，該類印染大量使用硫化染料、印染助劑硫化鈉等，因此廢水中含有大量的硫化物，該類廢水必須加藥預(yù)處理，然后再進(jìn)行系列化處理，才能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。漂染廢水中含有染料、漿料、表面活性劑等助劑，該類廢水水量大，濃度和色度均較低，如果單純采用物化處理，則出水也在100～200mg/L之間，色度也能以滿足排放要求，但污染量大大增加，污泥處理的費(fèi)用較高，容易造成二次污染，在環(huán)保要求較嚴(yán)的情況下應(yīng)充分考慮生化處理系統(tǒng)，常規(guī)的強(qiáng)化生物處理工藝可以滿足處理要求。

三、化學(xué)處理方法

1、混凝法

主要有混疑沉淀法和混疑氣浮法，所采用的混疑劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁（PAC）的架橋吸附性能較好，而以。國外采用高分子混疑劑者日益增加，且有取代無機(jī)混疑劑之勢，但在國內(nèi)因價(jià)格原因，使用高分子混疑劑者還不多見。據(jù)報(bào)道，弱陰離子性高分子混疑劑使用范若與硫酸鋁合用，則可發(fā)揮更好的效果?；煲煞ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高;缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。

2、氧化法

臭氧氧化法在國外應(yīng)用較多，ZimaS.V.等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模式。研究表明，臭氧用量為0.886gO3/g染料時(shí)，淡褐色染料廢水脫色率達(dá)80%；研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運(yùn)行所需臭氧量，而反應(yīng)器內(nèi)安裝隔板，可減臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設(shè)計(jì)成間歇運(yùn)行的反應(yīng)器，并可考慮在其中安裝隔板。臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設(shè)備投資和電耗還有待進(jìn)一步降低。

印染廢水的常規(guī)處理方法一般分為生化+物化和物化+生化兩大類處理工藝，但由于缺少水解酸化單元，實(shí)際運(yùn)行中存在好氧生化單元反應(yīng)不，導(dǎo)致后續(xù)物化處理費(fèi)用偏高的問題。在傳統(tǒng)的好氧生物處理裝置前增加水解酸化處理的“水解+好氧"串連工藝，可以使印染廢水中難以降解的有機(jī)物進(jìn)行水解，生成為較易生物降解的物質(zhì)，改善廢水的可生物降解性，從而提高傳統(tǒng)流程的COD去除率。目前國內(nèi)許多新建的印染廢水處理裝置(包括生活污水和印染廢水集中處理)均采用由這一工藝開發(fā)的“水解一好氧"生物處理工藝，已取得了明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

印染工藝的四個(gè)工序都有廢水排放，預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)排出的退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水；染色工序排出的染色廢水；印花工序排出的印花廢水、皂液廢水；整理工序排出的整理廢水。印染廢水是上述各類廢水的混合廢水，或者除漂白廢水以外的綜合廢水。

四、厭氧水解

染料是一種難降解的合成有機(jī)物，其分子結(jié)構(gòu)中主要含有難以生物降解的吸引電子基團(tuán)——偶氮基等。如果能夠脫除分子結(jié)構(gòu)上的吸引電子取代基，使電子雙鏈等斷開，則后續(xù)的生物降解會很容易，且染料分子也失去了發(fā)色基團(tuán)。水解酸化降解染料有機(jī)物和脫色的機(jī)理在于，利用水解酸化微生物的酶促作用打斷偶氮基的電子雙鏈。這種生物降解過程需要多種酶的共同參與。水解過程中，水解污泥中生長的假單胞菌屬、氣單胞菌屬、紅螺菌屬的細(xì)菌具有較好的脫色能力?；旌暇旱拿撋芰Ω哂诟鲉沃昃?，混合菌群依靠協(xié)同作用，使染料的降解更、脫色更。采用水解酸化處理，可以緩沖、降低原污水的pH值，增加污水中可溶性COD的比重，從而提高后續(xù)好氧處理的COD去除率，同時(shí)還可以緩沖、調(diào)節(jié)可能發(fā)生的沖擊負(fù)荷影響，預(yù)防和克服后續(xù)活性污泥法處理過程中可能出現(xiàn)的污泥膨脹或絲狀菌過量生長，增強(qiáng)處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

五、混凝氣浮

印染廢水可生化性較差，僅僅依靠生化處理一般難以達(dá)到排放要求。為確保最終出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)為了防止生化系統(tǒng)意外情況的發(fā)生，在生化系統(tǒng)之后增加一段物化工藝。通過投加混凝劑或脫色劑，去除廢水中殘留的色度，另外還可將膠體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為懸浮物，并連同廢水中殘余的較小和較輕的懸浮物一道從水中分離除去?此外還可去除部分菌體的代謝產(chǎn)物，保證的處理效果。加藥混凝之后的分離有沉淀和氣浮兩種，其中加壓溶氣氣浮法對染色廢水的處理有較好的脫色效果。此外，因氣浮分離能力約為沉淀分離能力的4-5倍，可大大減小分離區(qū)的面積，節(jié)省大量投資，且分離效果穩(wěn)定，不受外界環(huán)境的影響，故選擇加壓溶氣氣浮法做為物化處理的措施。

在一個(gè)月試驗(yàn)期間，雖然脫硫廢水水質(zhì)及水量有一定的波動（SS濃度的波動幅度，達(dá)到3800～31800mg/L），經(jīng)一體化處理系統(tǒng)處理后，脫硫廢水中的SS、COD、硫化物、總汞的濃度在出水中顯著下降，并遠(yuǎn)優(yōu)于《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》（DL/T997-2006）中的排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水長期、穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放，并為廢水的深度處理創(chuàng)造了條件。

4、與傳統(tǒng)“三聯(lián)箱"處理工藝的對比分析

4.1 優(yōu)點(diǎn)

通過該脫硫廢水一體化項(xiàng)目的工程實(shí)施與試運(yùn)分析，相對于傳統(tǒng)“三聯(lián)箱"處理工藝，脫硫廢水一體化處理工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)。

4.1.1 工藝流程短，現(xiàn)場操作簡單

脫硫廢水一體化處理工藝只需要加一種干粉藥劑（經(jīng)統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)項(xiàng)目中藥劑噸水單位消耗量為0.452kg/t），大幅簡化了加藥系統(tǒng)和處理工藝流程，操作簡單，易于掌握。

4.1.2 結(jié)構(gòu)緊湊，適應(yīng)能力強(qiáng)，處理效率高

脫硫廢水一體化處理工藝采用了一體化的模塊式設(shè)計(jì)，可以方便組合，滿足不同裝機(jī)容量火電機(jī)組對脫硫廢水處理能力的要求。

4.1.3 項(xiàng)目占地面積小，基建投資較小

相對于相同處理能力下的“三聯(lián)箱"系統(tǒng)，脫硫廢水一體化處理工藝極大地降低占地面積，節(jié)省投資成本，縮減建設(shè)周期。

4.1.4 可方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動控制

由于廢水一體化處理工藝的集成化、模塊化設(shè)計(jì)，加藥系統(tǒng)簡單，從而較容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動啟停、監(jiān)控、調(diào)節(jié)與故障判斷分析，便于火電廠脫硫DCS系統(tǒng)集中控制。

4.1.5 相較于“三聯(lián)箱"工藝，減少了渣漿量

作為廢水的預(yù)處理工藝，脫硫廢水一體化處理工藝可減輕除鹽系統(tǒng)的負(fù)載，節(jié)約處理成本。

昆山一體化污水處理設(shè)備 質(zhì)量有保障

4.2 不足

脫硫廢水一體化處理工藝存在以下問題：所需藥劑必須事先根據(jù)收集廢水污染物成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行配比試驗(yàn)，再根據(jù)的處理效果確定藥劑配方，故藥劑的適應(yīng)能力有一定局限。當(dāng)電廠補(bǔ)充水及煤種變化較大時(shí)，需要適當(dāng)調(diào)整藥劑配方。

總之，通過項(xiàng)目實(shí)施與試運(yùn)結(jié)果分析可知，相較于傳統(tǒng)“三聯(lián)箱"處理工藝，脫硫廢水一體化處理系統(tǒng)具有工藝流程簡單、建設(shè)工期短、設(shè)備可靠性好、處理效率高和便于實(shí)現(xiàn)自動控制的優(yōu)點(diǎn)。

　由于膜的高效分離作用，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ25.1-89)，可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。

　　同時(shí)，膜分離也使微生物被被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)器對進(jìn)水負(fù)荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。

　　2、剩余污泥產(chǎn)量少

　　該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低(理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放)，降低了污泥處理費(fèi)用。

　　3、占地面積小，不受設(shè)置場合限制

　　生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)省;該工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場所限制，適合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。

　　4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物

　　由于微生物被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時(shí)，可增長一些難降解的有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。

　　5、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動控制

　　該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間(HRT)與污泥停留時(shí)間(SRT)的分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動控制，從而使操作管理更為方便。

　　6、易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造

　　該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級污水處理廠出水深度處理(從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

隨著工業(yè)的發(fā)展，廢水中銅、鎘、鋅、鉛等重金屬離子污染日益嚴(yán)重，這些不可生物降解的金屬離子即使是低濃度也是有害的，可能導(dǎo)致人體感染和疾病。采用合適的吸附材料吸附金屬離子是一種有效的方法，如活性炭吸附劑，碳納米管吸附劑等。但活性炭低濃度時(shí)，吸附能力差，且再生困難；碳納米管吸附劑雖然吸附效果好，但后處理困難，會增加成本，產(chǎn)生新的污染。

縮甲醛泡沫(PVF)是(PVA)與甲醛的重要縮合產(chǎn)物，具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性，耐候性及生物相容性好，因此在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如清潔材料、過濾材料、吸收劑和功能性醫(yī)用材料等。殼聚糖是含多種螯合基的天然生物聚合物(如氨基、羥基、乙酰氨基)，能通過螯合作用或離子交換作用除去廢水中的金屬離子及染料等有害物質(zhì)。

本課題組對縮甲醛進(jìn)行過深入研究，可以制備出微米級孔徑的縮醛泡沫。在此基礎(chǔ)上，如果在泡沫中引入殼聚糖制備復(fù)合泡沫，這種復(fù)合泡沫不僅具有泡沫材料的多孔結(jié)構(gòu)，而且殼聚糖中的功能基團(tuán)如氨基還能吸附金屬離子，達(dá)到除去廢水中重金屬離子的目的。本文將殼聚糖引入到縮甲醛泡沫中，成功制備出基于縮甲醛的大孔吸附劑PVF-Cs，并詳細(xì)研究了泡沫對Cu(II)和Pb(II)離子的吸附性能。該方法操作簡便，吸附后處理簡單，成本較低，可為進(jìn)一步的工業(yè)廢水處理提供理論依據(jù)和方法。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

聚合度為(1700±5)，醇解度為99%，中石化四川維尼綸廠；甲醛：分析純，濃度為38%，成都貝斯特試劑廠；硫酸：分析純，濃度為98%，成都科龍化工試劑廠；OP-10：分析純，成都科龍化工試劑廠；殼聚糖：成都科龍化工試劑廠；Cu(NO3)2•3H2O、Pb(NO3)2：成都科龍化工試劑廠；HNO3、NaHCO3：成都科龍化工試劑廠；去離子水：自制。

1.縮甲醛-殼聚糖泡沫的制備

將60g的PVA顆粒置于540g水中，室溫浸泡過夜后加熱到90℃溶解6h，獲得均相10%的PVA溶液。取60g上述PVA溶液置于三口燒瓶中，加入1.2g殼聚糖攪拌直至溶液變成淡黃色均勻溶液，然后加入27mL及6mL濃度為50%的硫酸溶液，攪拌均勻后再加入5mLOP-10乳化劑，將轉(zhuǎn)速升到1200r/min，攪拌30min后將其轉(zhuǎn)移至模具中，于65℃固化5h，即獲得PVF-殼聚糖復(fù)合泡沫，簡稱為PVF-Cs泡沫。不加入殼聚糖在同等條件下制備的泡沫簡稱為PVF。

1.3 性能測試

1.3.1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)測試：采用美國Nicolet6700傅里葉變換紅外測試儀(ThernoElectron公司，美國)進(jìn)行測試。紅外的測試范圍為500~4000cm-1，分辨率為4cm-1，掃描次數(shù)為24。

1.3.2 元素分析(EA)：采用意大利EuroEA3000型元素分析儀對泡沫進(jìn)行N元素分析，并結(jié)合氨基顯示反應(yīng)確定氨基的成功引入。

1.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察：采用日本日立公司的S-3400型掃描電子顯微鏡觀察PVF、PVF-Cs泡沫的斷面形貌，其加速電壓為15kV。

1.3.4 電感耦合原子發(fā)射光譜(ICP-AES)測試：采用美國的IRISADV型電感耦合原子發(fā)射光譜儀測試吸附前后溶液的離子濃度。

隨著工業(yè)的發(fā)展，廢水中銅、鎘、鋅、鉛等重金屬離子污染日益嚴(yán)重，這些不可生物降解的金屬離子即使是低濃度也是有害的，可能導(dǎo)致人體感染和疾病。采用合適的吸附材料吸附金屬離子是一種有效的方法，如活性炭吸附劑，碳納米管吸附劑等。但活性炭低濃度時(shí)，吸附能力差，且再生困難；碳納米管吸附劑雖然吸附效果好，但后處理困難，會增加成本，產(chǎn)生新的污染。

縮甲醛泡沫(PVF)是PVA)與甲醛的重要縮合產(chǎn)物，具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性，耐候性及生物相容性好，因此在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如清潔材料、過濾材料、吸收劑和功能性醫(yī)用材料等。殼聚糖是含多種螯合基的天然生物聚合物(如氨基、羥基、乙酰氨基)，能通過螯合作用或離子交換作用除去廢水中的金屬離子及染料等有害物質(zhì)。

本課題組對縮甲醛進(jìn)行過深入研究，可以制備出微米級孔徑的縮醛泡沫。在此基礎(chǔ)上，如果在泡沫中引入殼聚糖制備復(fù)合泡沫，這種復(fù)合泡沫不僅具有泡沫材料的多孔結(jié)構(gòu)，而且殼聚糖中的功能基團(tuán)如氨基還能吸附金屬離子，達(dá)到除去廢水中重金屬離子的目的。本文將殼聚糖引入到縮甲醛泡沫中，成功制備出基于縮甲醛的大孔吸附劑PVF-Cs，并詳細(xì)研究了泡沫對Cu(II)和Pb(II)離子的吸附性能。該方法操作簡便，吸附后處理簡單，成本較低，可為進(jìn)一步的工業(yè)廢水處理提供理論依據(jù)和方法。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料：聚合度為(1700±5)，醇解度為99%，中石化四川維尼綸廠；甲醛：分析純，濃度為38%，成都貝斯特試劑廠；硫酸：分析純，濃度為98%，成都科龍化工試劑廠；OP-10：分析純，成都科龍化工試劑廠；殼聚糖：成都科龍化工試劑廠；Cu(NO3)2•3H2O、Pb(NO3)2：成都科龍化工試劑廠；HNO3、NaHCO3：成都科龍化工試劑廠；去離子水：自制。

1.2 縮甲醛-殼聚糖泡沫的制備

將60g的PV顆粒置于540g水中，室溫浸泡過夜后加熱到90℃溶解6h，獲得均相10%的PVA溶液。取60g上述PVA溶液置于三口燒瓶中，加入1.2g殼聚糖攪拌直至溶液變成淡黃色均勻溶液，然后加入27mL及6mL濃度為50%的硫酸溶液，攪拌均勻后再加入5mLOP-10乳化劑，將轉(zhuǎn)速升到1200r/min，攪拌30min后將其轉(zhuǎn)移至模具中，于65℃固化5h，即獲得PVF-殼聚糖復(fù)合泡沫，簡稱為PVF-Cs泡沫。不加入殼聚糖在同等條件下制備的泡沫簡稱為PVF。

1.3 性能測試

1.3.1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)測試：采用美國Nicolet6700傅里葉變換紅外測試儀(ThernoElectron公司，美國)進(jìn)行測試。紅外的測試范圍為500~4000cm-1，分辨率為4cm-1，掃描次數(shù)為24。

1.3.2 元素分析(EA)：采用意大利EuroEA3000型元素分析儀對泡沫進(jìn)行N元素分析，并結(jié)合氨基顯示反應(yīng)確定氨基的成功引入。

1.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)觀察：采用日本日立公司的S-3400型掃描電子顯微鏡觀察PVF、PVF-Cs泡沫的斷面形貌，其加速電壓為15kV。

1.3.4 電感耦合原子發(fā)射光譜(ICP-AES)測試：采用美國的IRISADV型電感耦合原子發(fā)射光譜儀測試吸附前后溶液的離子濃度。