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价格：20000什么是碱减量
什么是碱减量
08-12-23 &匿名提问
一、请参考论文《碱减量废水处理技术研究》
该论文实验结论 ①印染碱减量废水经废酸酸析后，在酸析点pH3～4可使COD去除率大于72，BOD5/COD提升到0.3以上。 ②酸析处理的碱减量废水去除了PTA和部分COD，进微电解柱作20～30min铁碳反应，出柱废水可作为混凝剂对其他印染废水作混凝处理，色度去除率大于80，COD去除率大于62。 ③生物膜法SBR工艺具有比活性污泥SBR更佳的处理效果，采用“好氧1－兼氧－好氧2”运行时序，可实现碱减量废水的达标处理。 化纤印染厂生产排放印花染色废水和碱减量生产废水。涤纶仿真丝纤维在高温、高碱度条件下被减量，PTA溶入碱液中。碱减量废水中CODcr和碱含量极高，给废水处理增加难度[1][2]。本文提出一种应用工业废料的碱减量废水处理新技术，实验研究表明有效、可靠、廉价，适合印染碱减量废水处理。
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碱减量废水的水质和特性 　　印染厂应用碱减量技术，使PVA浆料、对苯二甲酸（TA或其钠盐）、染料、新型助剂等苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯类难生化降解有机物大量进入印染废水，使CODCr达2000mg/L左右(TA约占60%)，给处理增加了难度。此类废水的特点是：碱度大、污染物浓度高、生化降解性差，目前已成为纺织印染行业环保治理的难点和重点。
　　2 碱减量废水处理的方案比较 　　曾就碱减量废水的预处理、生化处理、后处理（或三级处理）的各种方案作了大量探索试验，并得出如下结论：　　①生化法对CODCr的去除率一般在80%左右，因而仅依靠生化法使出水达标在目前很难实现。　　②要使废水能达标排放，必须加物化处理，而物化处理作为后处理比作为前处理更经济，更可能使水质达标。　　③原水不调pH值可进行生化处理，但对原水进行pH值微调可提高生化处理CODCr去除率。　　④原水直接加硫酸酸化，调整pH值到4，产生大量白色不溶物，沉降性能不佳，但可离心分离，产生的白泥主要成分为TA，分离后CODCr去除率约为65%。 　　3 碱减量废水处理工艺选择 　　根据以上认识，建议碱减量废水处理的工艺流程为：pH值调节→厌氧（水解）→好氧→沉淀→混凝沉淀。?　　①经过对比试验发现，如果将pH值调至10再生化处理，比不调pH值直接生化处理的出水CODCr要低100mg/L,因此加酸调pH值只会有利于水质达标。如果将pH值调至4，仅通过混凝沉淀、离心分离就能将CODCr去除约65%，然而由于废水量大，硫酸的消耗是无法承受的。建议加硫酸将原水的pH值调至10左右，为确保出水pH值达标，在排放前再微调一次pH值。?　　②从试验情况看，碱减量废水还是可生化的，然而无论是好氧还是厌氧加好氧，COD去除率一般都在80%上下。生化处理的HRT一般在18～24h，如果再延长停留时间，CODCr去除效果提高有限，出水CODCr在200mg/L左右是生化处理很难跨越的台阶。因此，碱减量废水工程设计对生化反应器形式选择的重点不能寄希望于一步达标，更重要的在于其可行性、经济性、操作管理是否方便、运行是否稳定可靠等。经过综合比较，建议选择厌氧（水解）／好氧作为生化处理的主要手段，其理由如下：①技术较成熟，有机化合物去除率高，而且有利于抑制污泥膨胀，处理出水水质较稳定。试验过程中发现，该类废水易发生污泥膨胀，而采用厌氧对其有抑制作用。②由于采用回流污泥至厌氧池，提高了污泥沉降及脱水性能，剩余污泥量少。③通过微生物的厌氧酸化作用能分解污水中难生化有机物质，可提高印染废水的可生化性和脱色效果。④工艺操作简便灵活，运行稳定可靠，所需设备可全部采用国产设备，切合国情。　　因此，采用以A／O生化处理为主的工艺作为碱减量印染废水的处理方案是可行的，其中生化停留时间18h。为强化处理效果，在采用厌氧／好氧生化处理技术的基础上，还可引入生物铁法处理技术，实践证明投加少量铁盐能激活微生物的活性，在印染、石化、腈纶、PTA废水处理中都有成功应用的实例。采用生物铁法运行，有利于保持较高的污泥浓度，CODCr去除率可高于普通活性污泥法(约可提高10％)，特别是对含难降解物质废水的处理效果有明显提高作用。?　　另外，可将优良脱色菌、PVA降解菌等特殊菌种引入系统中，以求更好的去除效果。?　　为保证处理出水达标，必需添加物化处理。由于碱减量废水一般水量大，氧化剂（臭氧、光氧化）、电絮凝、活性炭吸咐、膜过滤等方法是很难接受的，气浮法尽管由于其技术不断革新，特别是涡凹气浮（CAF）的发明，使其运行电耗大大降低，操作管理更加方便，然而如果不是处理含油类、藻类等体积质量比水轻的污染物的话，其固液分离效果并不比沉淀优越很多，试验证明，采用沉淀还是气浮不是问题的关键所在，关键是所投加的混凝剂种类。?　　通过以上分析，物化处理可能的选择是：混凝沉淀和铁碳反应沉淀。其各自特点如下：?　　①混凝沉淀?　　该工艺稳定可靠，出水基本达标，关键是药剂的选择。另外，将物化处理置于生化前、后的对比试验表明，混凝沉淀放在生化前比放在生化后要消耗更多的药剂，尽管混凝沉淀放在生化前具有相对较高的CODCr去除率，然而其对降低生化出水的CODCr是有限的；而物化处理放在生化后，可用较少的絮凝剂发挥较大的作用。生化出水用硫酸亚铁、聚合铁及高分子絮凝剂处理时均无明显效果，而用铝盐作絮凝剂时仍可产生一定效果。?　　混凝沉淀的最大缺点是药剂用量较大，使运行成本增加。因此，筛选出更经济、更有效的絮凝剂是今后的研究课题。?　　②铁炭反应沉淀?　　铁炭反应的原理是铁或焦炭在印染废水中发生电化学反应，从而达到去除化学污染物、去除色度、提高絮凝效果的目的。大量试验结果表明：原水仅采用铁炭曝气处理，经过72 h，可使污水的CODCr由2 000 mg/L降至200mg/L以下；铁炭曝气作为预处理，可有效降低后续生化处理的处理负荷；作为后处理，4～6 h即可使出水达标，对比试验显示其作为后处理更有利于使出水达标。?　　铁炭反应的致命弱点是容易结块、产泥量大、污泥处理困难、运行管理不便，如何在工程上克服这些弱点仍是今后的研究课题。?
　　4 结论 ? 碱减量印染废水是可生化的，但仅靠生化不能达到排放标准，必须辅以其他手段。例如生化处理后采用混凝沉淀，可基本接近排放标准，但废水处理运行费用一般在1元/m3以上。因此如何经济有效地处理碱减量印染废水，仍是环保界一个长期的研究课题。?　　对印染行业排放的碱减量废水，要试图找到一个既能达标，其运行费用又在0.8元/m3以下的工艺流程，在目前情况下是不可能的。对运行费用的限定，要结合印染厂的产品销售收入进行综合评估，如果评估下来的处理费用在1元/m3以上是不能接受的。要使印染行业继续健康发展，必须对其废水排放进行全方位的整治：①改进生产工艺，实行清洁生产；②碱减量废水纳入城市生活污水一起处理，进行区域综合治理；③适当放宽排放标准，规定该废水必须经过生化处理后才能排放，即把生化的极限值作为该废水的排放标准
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印染行业碱减量废水复杂多变的不同组合，构成了该类废水的特色，因此如何使其得到经济有效的处理，是碱减量废水处理的主要技术难点。
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碱减量废水的水质和特性 　　印染厂应用碱减量技术，使PVA浆料、对苯二甲酸（TA或其钠盐）、染料、新型助剂等苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯类难生化降解有机物大量进入印染废水，使CODCr达2000mg/L左右(TA约占60%)，给处理增加了难度。此类废水的特点是：碱度大、污染物浓度高、生化降解性差，目前已成为纺织印染行业环保治理的难点和重点。
　　2 碱减量废水处理的方案比较 　　曾就碱减量废水的预处理、生化处理、后处理（或三级处理）的各种方案作了大量探索试验，并得出如下结论：　　①生化法对CODCr的去除率一般在80%左右，因而仅依靠生化法使出水达标在目前很难实现。　　②要使废水能达标排放，必须加物化处理，而物化处理作为后处理比作为前处理更经济，更可能使水质达标。　　③原水不调pH值可进行生化处理，但对原水进行pH值微调可提高生化处理CODCr去除率。　　④原水直接加硫酸酸化，调整pH值到4，产生大量白色不溶物，沉降性能不佳，但可离心分离，产生的白泥主要成分为TA，分离后CODCr去除率约为65%。 　　3 碱减量废水处理工艺选择 　　根据以上认识，建议碱减量废水处理的工艺流程为：pH值调节→厌氧（水解）→好氧→沉淀→混凝沉淀。?　　①经过对比试验发现，如果将pH值调至10再生化处理，比不调pH值直接生化处理的出水CODCr要低100mg/L,因此加酸调pH值只会有利于水质达标。如果将pH值调至4，仅通过混凝沉淀、离心分离就能将CODCr去除约65%，然而由于废水量大，硫酸的消耗是无法承受的。建议加硫酸将原水的pH值调至10左右，为确保出水pH值达标，在排放前再微调一次pH值。?　　②从试验情况看，碱减量废水还是可生化的，然而无论是好氧还是厌氧加好氧，COD去除率一般都在80%上下。生化处理的HRT一般在18～24h，如果再延长停留时间，CODCr去除效果提高有限，出水CODCr在200mg/L左右是生化处理很难跨越的台阶。因此，碱减量废水工程设计对生化反应器形式选择的重点不能寄希望于一步达标，更重要的在于其可行性、经济性、操作管理是否方便、运行是否稳定可靠等。经过综合比较，建议选择厌氧（水解）／好氧作为生化处理的主要手段，其理由如下：①技术较成熟，有机化合物去除率高，而且有利于抑制污泥膨胀，处理出水水质较稳定。试验过程中发现，该类废水易发生污泥膨胀，而采用厌氧对其有抑制作用。②由于采用回流污泥至厌氧池，提高了污泥沉降及脱水性能，剩余污泥量少。③通过微生物的厌氧酸化作用能分解污水中难生化有机物质，可提高印染废水的可生化性和脱色效果。④工艺操作简便灵活，运行稳定可靠，所需设备可全部采用国产设备，切合国情。　　因此，采用以A／O生化处理为主的工艺作为碱减量印染废水的处理方案是可行的，其中生化停留时间18h。为强化处理效果，在采用厌氧／好氧生化处理技术的基础上，还可引入生物铁法处理技术，实践证明投加少量铁盐能激活微生物的活性，在印染、石化、腈纶、PTA废水处理中都有成功应用的实例。采用生物铁法运行，有利于保持较高的污泥浓度，CODCr去除率可高于普通活性污泥法(约可提高10％)，特别是对含难降解物质废水的处理效果有明显提高作用。?　　另外，可将优良脱色菌、PVA降解菌等特殊菌种引入系统中，以求更好的去除效果。?　　为保证处理出水达标，必需添加物化处理。由于碱减量废水一般水量大，氧化剂（臭氧、光氧化）、电絮凝、活性炭吸咐、膜过滤等方法是很难接受的，气浮法尽管由于其技术不断革新，特别是涡凹气浮（CAF）的发明，使其运行电耗大大降低，操作管理更加方便，然而如果不是处理含油类、藻类等体积质量比水轻的污染物的话，其固液分离效果并不比沉淀优越很多，试验证明，采用沉淀还是气浮不是问题的关键所在，关键是所投加的混凝剂种类。?　　通过以上分析，物化处理可能的选择是：混凝沉淀和铁碳反应沉淀。其各自特点如下：?　　①混凝沉淀?　　该工艺稳定可靠，出水基本达标，关键是药剂的选择。另外，将物化处理置于生化前、后的对比试验表明，混凝沉淀放在生化前比放在生化后要消耗更多的药剂，尽管混凝沉淀放在生化前具有相对较高的CODCr去除率，然而其对降低生化出水的CODCr是有限的；而物化处理放在生化后，可用较少的絮凝剂发挥较大的作用。生化出水用硫酸亚铁、聚合铁及高分子絮凝剂处理时均无明显效果，而用铝盐作絮凝剂时仍可产生一定效果。?　　混凝沉淀的最大缺点是药剂用量较大，使运行成本增加。因此，筛选出更经济、更有效的絮凝剂是今后的研究课题。?　　②铁炭反应沉淀?　　铁炭反应的原理是铁或焦炭在印染废水中发生电化学反应，从而达到去除化学污染物、去除色度、提高絮凝效果的目的。大量试验结果表明：原水仅采用铁炭曝气处理，经过72 h，可使污水的CODCr由2 000 mg/L降至200mg/L以下；铁炭曝气作为预处理，可有效降低后续生化处理的处理负荷；作为后处理，4～6 h即可使出水达标，对比试验显示其作为后处理更有利于使出水达标。?　　铁炭反应的致命弱点是容易结块、产泥量大、污泥处理困难、运行管理不便，如何在工程上克服这些弱点仍是今后的研究课题。?
　　4 结论 ? 碱减量印染废水是可生化的，但仅靠生化不能达到排放标准，必须辅以其他手段。例如生化处理后采用混凝沉淀，可基本接近排放标准，但废水处理运行费用一般在1元/m3以上。因此如何经济有效地处理碱减量印染废水，仍是环保界一个长期的研究课题。?　　对印染行业排放的碱减量废水，要试图找到一个既能达标，其运行费用又在0.8元/m3以下的工艺流程，在目前情况下是不可能的。对运行费用的限定，要结合印染厂的产品销售收入进行综合评估，如果评估下来的处理费用在1元/m3以上是不能接受的。要使印染行业继续健康发展，必须对其废水排放进行全方位的整治：①改进生产工艺，实行清洁生产；②碱减量废水纳入城市生活污水一起处理，进行区域综合治理；③适当放宽排放标准，规定该废水必须经过生化处理后才能排放，即把生化的极限值作为该废水的排放标准
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& 印染废水处理工艺研究及实例
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纺织工业在占世界1/5人口的我国,历来是关系国计民生的重要产业。纺织业对于实现2020年的宏伟目标,有不可替代的历史作用。我国纺织工业在满足人民群众日益增长的物质文化生活需要的同时,又以其较强的比较优势,抓住国际产业结构调整的历史机遇,迅速开辟了国际市场,并在1994年成为世界第一大纺织品服装生产国和出口国,使纺织工业成为我国实现国际收支平衡的支柱产业。在当代经济全球化和新科技革命的条件下,我国正在进入由纺织大国变成纺织强国的时期。但同时也要看到,纺织印染行业是水污染大户,研究、开发、推行低投入的水污染治理措施势在必行[1]。
1　印染工艺的污染源
在印染行业中所采用的原辅料、化学试剂及技术都有一定的差别,但基本工序是十分相似的。典型的印染过程一共有八个步骤:退浆、精炼、漂白、丝光、染色、整理、干燥及成品,其工序及污染物排放情况见图1。由图1可以看出,印染业主要污染源包括:在精练及染色中所用的酸、碱会导致废水的pH值偏向极端;由于精练及染色工序均在高温下进行,因而产生高温的废水;废水的高悬浮物主要来自退浆及精练工序所产生的毛碎、纤维及杂质;在退浆中所产生的淀粉、胶、蜡,使废水中的BOD值提高,常用的乙酸等酸化剂也会提高BOD值;废水中的COD主要来自聚乙烯醇(PVA)等化学浆料、各种染料及颜料。印染废水的两大污染源是退浆及染色(印花)工序,它们在整个印染工艺流程所产生的废水中占有非常高的比重[1]。
2　印染废水的污染特征及特点@=================@###page###@=================@
2.1　印染废水的污染特征
印染工艺各工序排放废水中的主要化学品及其污染特征见表1。
2.2　印染废水的特点
印染废水中的污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类,以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等。纺织工业污水的特点可以归纳为以下几点:
2.2.1　废水量大。
纯棉及混纺织物印染废水2&5-3&5m3/100m织物,涤棉织物以2-2.4m3/100m织物,丝绸织物以4-6m3/100m织物,精毛纺织物以12-15m3/100m织物,废水量相当可观。@=================@###page###@=================@
2.2.2　水质复杂。
废水中含有残余染料(染色加工过程中的10%-20%染料排入废水)、浆料、助剂、纤维杂质及无机盐等。染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性,因为不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法,加上染料上色率的高低,染液浓度的不同,染色设备和规模的不同,所以废水水质变化很大。
2.2.3　印染废水有机物含量高,通常经调节后COD为800-1200mg/L,COD的组成由残余染料、助剂、浆料等,碱减量废水COD高达100g/L。
2.2.4　可生化性较差,废水BOD/COD值很低,一般在0.2左右。因此需采取措施,提高BOD/COD值,以便利于生化处理。
2.2.5　印染废水通常碱性大,尤其是煮练废水及碱减量废水。
2.2.6　印染废水色度高,有的废水色度可高达4000倍以上。
2.2.7　废水中含大量助剂及表面活性剂,除了难生物降解并污染水体外,在生物处理曝气时,产生泡沫,阻碍充氧。
2.2.8　有的废水温度高,不能直接进行生化处理。
2.2.9　水质水量变化大。
3　印染废水的处理方法及工艺流程
3.1　印染废水常用处理技术
印染废水的常用处理方法可分为物理法、化学法与生物法三类。物理法主要有格栅与筛网、调节、沉淀、气浮、过滤、膜技术等,化学法有中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等,生物法有厌氧生物法、好氧生物法、兼氧生物法[2,3]。印染废水常用处理技术见表2。
3.2　印染废水处理工艺流程
目前,国内的印染废水处理手段以生物法为主,辅以物理法与化学法。物化法主要用于去除悬浮物、色度及部分COD,投药混凝反应是物化处理的重要环节,分离工艺气浮法具有突出的优点。生化法主要采用厌氧水解-好氧氧化串联工艺,厌氧水解工艺是解决印染废水COD值高、可生化性差及色度高等难题的有效前置技术,经厌氧水解后大部分难降解有机物已被分解为易生物降解小分子有机物,可以提高废水可生化性,保障废水好氧生物处理的效率和出水水质。好氧氧化工艺有多种方式,如氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化等[4],各个印染企业选用好氧方法时应根据本身废水的特点作出优选,必要时尽可能采取综合治理技术。
3.2.1　各类印染废水处理工艺的选择
3.2.1.1　棉纺印染废水
含不易生物降解的有机物、染料色素等,相对而言,染色废水比印花废水、纯棉织物比混纺织物废水生物处理难度小,针织废水中无退浆废水,生物处理较容易。
对化纤印染废水建议采用原水&调节&混凝(中和)沉淀&水解酸化&活性污泥法&二沉&脱色&出水的工艺流程。@=================@###page###@=================@
中和过程可与混凝过程同时完成。一般当采用A12(S04)3、PAC、FeS04时可减少中和用酸量。后续水解酸化具有一定的降低pH值的功能,因此可允许混凝沉淀出水pH值在9-9.5之间。
一般印染废水尤其化纤类废水COD高,可生化性差,应设水解酸化工序,并加填料。活性污泥法好氧工艺可采用延时曝气法的氧化沟或SBR,以便提高对水质变化冲击负荷的适应性和调整有关操作条件。
3.2.1.2　纯棉染色、针织等废水　相应对调节、水解等工序可适当放宽要求,有条件时将退浆废水进行预处理,经酸析、过滤除去浆料,再进入混合废水。3.2.1.3　丝绸印染废水　丝绸印染废水中,煮练废水COD浓度高,含丝胶、碱剂、表面活性剂等,宜进行厌氧预处理。其余缫丝、煮茧、制丝等废水COD不高,采用常规生物接触氧化法即可满足要求。如有染整工序,则废水应进行混凝脱色。
3.2.1.4　毛纺印染废水　洗毛废水污染严重,含泥砂、油脂、羊毛汗等,是高污染废水,需进行离心分离一酸析一沉淀处理。常见的炭化废水COD不高,但呈酸性;毛条(毛织物)染色废水、缩绒冲洗废水COD高、色度高、总固体浓度大,应考虑采用延时曝气活性污泥法。胶态及悬浮物较高时,吸附再生的A/B法亦可考虑。3.2.1.5　亚麻加工废水　难点在亚麻浸渍废水,pH=4.2-5.6,色度高(深褐色),混合废水处理方法可参照棉纺印染废水。
3.2.2　工程实例
3.2.2.1　清远万家丽针织印染有限公司
3.2.2.1.1　概述
清远万家丽针织印染有限公司位于广东省清新县太平镇龙湾村,为集印染、后整理、织造、印花、服装制造一体的大型染织企业。其废水独立处理,处理量为12500m3/d。
3.2.2.1.2　工艺流程
该公司生产废水处理工艺流程见图2。
3.2.2.1.3　各工序处理效率及排放标准
上述处理流程中各工序污染物去除率见表3。出水可达到广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段印染行业一级排放标准。
3.2.2.2　珠海市新特纺织印染厂有限公司
3.2.2.2.1　概述
珠海市新特纺织印染厂有限公司位于广东省珠海市斗门区富山工业区,主要生产销售纺织材料、包装材料、服装以及纺织品的织造、漂染,生产规模约为3000万米布。其废水独立处理,处理量为2700m3/d。@=================@###page###@=================@
3.2.2.2.2　工艺流程
该公司生产废水处理工艺流程见图2。
3.2.2.2.3　各工序处理效率及排放标准
上述处理流程中各工序污染物去除率见表4。出水可达到广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段印染行业一级排放标准。
随着印染行业的发展,其对环境的影响将越来越受到重视,印染废水处理技术将越来越受到人们的重视。
工艺分析和实例均表明物化+生化的处理工艺能够有效去除印染废水中的污染物,保证其稳定达标排放,减少对环境的影响。
[1]彭会清,许开.印染废水处理现状与进展[J].四川纺织科技,2003,(02)
[2]万田英,郭常颖,李多松.水解-接触氧化工艺处理针织染整废水[J].工业安全与环保,2005,(10).
[3]邱贤华,魏立安,张秋根,王伟.混凝沉淀-生物接触氧化法处理染整废水[J].工业水处理,2003,(10).
[4]龙家杰,陆同庆.印染废水治理中COD去除的研究现状与进展[J].国外丝绸,2002,(04).