超纤非织布印染废水处理工艺设计

陈伟平，邱凌峰

（福州大学环境与资源学院，福州 350108）

超纤非织布印染废水处理工艺设计

陈伟平，邱凌峰

（福州大学环境与资源学院，福州 350108）

针对含碱减量工艺的超纤非织布印染生产废水的治理工程，分质分治，采用了微电解/UASB/生物接触氧化为主体的组合处理工艺。通过试验和工程实践证明，该组合工艺有效、合理、稳定、经济。

碱减量废水;铁碳微电解;UASB;生物接触氧化;印染废水

随着科技的发展，印染行业普遍采用碱减量技术，使涤纶织物获得光滑柔软的手感、悬垂感和飘逸感等丝绸织物的性能，并使织物在其他品质，诸如染色性等方面甚至超过了天然纤维。但是由此而产生的碱减量废水COD高，可生化性较差，污染严重，已成为难处理的工业废水之一。

1 项目概况

厦门某纤维材料有限公司是一家从事超细纤维非织造布的生产，并制成高档聚氨酯合成革的公司。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《厦门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。

表1 该项目废水的排放标准

2 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。

2.1 分质分治工艺路线

2.1.1 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5×104～8×104mg/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最佳平衡点。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。

2.1.2 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。

2.1.3 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-2e→Fe2+E0（Fe2+/Fe）= -0.44V

阴极：2H++2e→ 2[H]→H2↑ E0（H+/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，而反应最终水中导致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。

2.1.4 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至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，BOD5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COD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。

2.2 工艺流程

综合上述分析，确定废水处理工艺流程如下图。

废水处理工艺流程图

2.3 处理效果

根据中试试验数据，该处理系统各工段处理效果如表2所示。

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至达标排放，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。

4 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比提升到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-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。

[1] 王淦.印染厂碱减量废水处理工艺探讨[J].中国给水排水，2000，16（8）：21-22.

[2] 郭茂新，周慧华.碱减量废水处理技术试验研究[J].工业用水与废水，2000，31（2）：23-25.

[3] 余经海.工业水处理技术[M].北京：化学工业出版社，1998

Technology Design for Wastewater Treatment of Printing and Dyeing of Super-fibre and Non-weaving

CHEN Wei-ping, QIU Ling-feng
(Institute of Environment and Resources of Fuzhou University, Fuzhou 350108, China)

Based on the control engineering of wastewater generated from printing and dyeing of super-fibre and nonweaving and control according to the quality, the paper adopts the combined treatment technology that takes micro-electrolysis/ UASB/bio-contact oxidation as a principal part. The test and engineering practice show that the combined treatment technology sees availability, reasonableness, stability and economy.

wastewater of alkali minimization; iron carbon micro-electrolysis; UASB; bio-contact oxidation; printing and dyeing wastewater

表2 处理系统各工段处理效果

X703

A

1006-5377（2012）07-0051-03