羊绒行业含重金属铬废水处理工艺探讨

张增宏

（宁夏灵武市环保局，宁夏银川750400）

羊绒行业含重金属铬废水处理工艺探讨

张增宏

（宁夏灵武市环保局，宁夏银川750400）

对园区A、B羊绒企业生产废水中重金属铬来源、危害及处理工艺进行探讨；对羊绒行业废水污染防治前景做出了展望。

羊绒行业含铬废水；处理工艺；探讨

羊绒素有“软黄金”之美称，是珍贵高档的纺织原料。宁夏灵武羊绒园区（国家级高新技术产业开发区），年流通原绒7 000余吨，约占国内的60%、世界的40%；已形成从分梳、制条、纺纱到制衫、织造的完整产业链条，年深加工原绒比例40%，成为国内、国际重要的羊绒原料集散地和制品加工基地，享有“世界羊绒看中国，精品羊绒在灵武”的声誉。

园区羊绒企业在洗、梳、纺、织、染整个过程中会产生大量的废水，不仅量大，而且成分复杂、高浓度的有机废水，其中含有大量COD、氨氮、铬等有毒有害物质；尤其是染色废水会对水体及农业环境存在潜在危害，若其含量超标，会直接危害人体健康。

1　废水中铬的来源、迁移及危害

羊绒企业使用的含铬染色剂，是羊绒废水中铬的主要来源，铬主要以Cr3+、Cr6+的化合物形态存在。Cr3+大多数被底泥吸附转化为污泥，少量溶于水，迁移能力弱。Cr6+在碱性水体中较为稳定，迁移能力强，其化学活性大，多溶于水，毒性强，会造成地下水的污染，如迁移到农作物中，富集后通过食物链传递，最终对人体造成伤害。

2　园区A、B羊绒企业含铬废水处理工艺

2.1A羊绒企业含铬废水处理工艺

2.1.1A羊绒企业含铬废水先经含铬废水预处理设施（采用还原+沉淀工艺）处理后，再与其它废水一并经综合废水处理设施（采用气浮+两级生化+沉淀+氧化工艺）处理。总投资1 520.3万元，总占地面积2 900 m2，设计处理规模950 m3/d，其中含铬废水预处理规模280 m3/d。污水处理添加药剂主要有硫酸亚铁、氢氧化钠、PAM、PAC，其工艺流程及产污环节图（见图1）。

图1　工艺流程及产污环节图

2.1.2处理工艺说明染色废水（含铬废水）采用人工网格去除废水中绒毛纤维，再进入铬还原反应器，废水中的铬主要为Cr6+，在反应器内加入还原剂（硫酸亚铁），通过立式机械搅拌机搅拌，可将Cr6+还原成Cr3+。废水中的铬经还原后，通过调节废水pH至8.5，水中铬离子与氢氧化钠发生反应生产Cr（OH）3沉淀，具体反应式如下：

铬渣沉淀池生成的Cr（HO）3沉淀在池底沉积，通过排泥管进入铬污泥池；上清液流入中间池。经过预处理后的含铬废水进入综合废水处理设施调节池进一步处理。

2.1.3处理工艺分析

（1）含铬废水预处理设施采用还原+沉淀处理工艺，达到去除废水中所含六价铬。通过类比分析，其六价铬处理效率可达96%；经预处理后的含铬废水水质可满足《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）表1中对六价铬标准要求。A羊绒企业含铬废水处理工艺预处理效果（见表1）。

（2）综合废水（格栅+调节池+气浮+两级生化处理+二沉淀+混凝沉淀池+污泥处理）处理设施采用的气浮工艺可去除废水中的染料体，降低水体色度；同时还能有效去除废水中COD、油脂、毛绒物质等，降低后续生化处理负荷，提高废水的可生化性及处理效果。A/O生化工艺是典型的脱氮工艺，采用两级生化处理由缺氧、好氧两部分组成。缺氧区反硝化菌利用污水中可生物降解的有机物作为碳源，将硝化液回流所带来的硝酸盐进行反硝化，以达到去除氨氮的目的。好氧区通过生物膜法将废水中的有机物所吸附、降解，使水质得到净化。经采取上述综合废水处理工艺，处理后的出水可以达到《毛纺工业水污染物排放标准》（GB28937-2012）表1中的标准要求。

（3）A羊绒企业污水实际处理量为780 m3/d，其中含铬废水250 m3/d，其它废水530 m3/d。废水经处理后，COD削减23.65 t/a、BOD5削减12.15 t/a、氨氮削减0.65 t/a、六价铬削减0.033 2 t/a。

2.2B羊绒企业含铬废水处理工艺

2.2.1B羊绒企业含铬废水采用化学法对染色废水中铬进行处理，混合废水通过厌氧+物化+生化+生物过滤处理技术处理。总投资660万元，总占地面积980 m2，设计处理规模530 m3/d，其中含铬废水预处理规模145 m3/d，其它废水385 m3/d。污水处理添加药剂主要有硫酸亚铁、氢氧化钠、PAM、PAC。工艺流程及产污环节图（见图2）。

图2　工艺流程及产污环节图

2.2.2主要设施功能工艺说明

格栅：拦截较大的悬浮物或漂浮状固体污染物。

调节池：染色废水为间歇性排放，调节池可起到调节水质，将废水中不均衡的各项指标达到均衡。设计停留时间为10.0 h。还原池：染色废水由于染料和染料助剂的使用，其中含有重金属铬元素，通过添加硫酸亚铁还原剂，在酸性条件下（企业废水呈酸性pH=3.41），通过搅拌，充分反应，将水中Cr6+还原为Cr3+，为后续重金属铬的降解做准备，同时硫酸亚铁还具有絮凝作用，可小范围降低水中COD、SS等，并起到一定的脱色作用。设计停留时间为2 h。硫酸亚铁与铬酸盐反应式如下：

沉淀池：经硫酸亚铁还原后废水通过自流进入沉淀池，通过添加氢氧化钠碱类药剂可使Cr3+与OH-结合生成Cr（OH）3沉淀，以达到重金属铬元素的降解目的，同时通过加碱类可使废水中pH得到调节。本项目沉淀池采用螺旋式结构，利用水流自身力量使废水中Cr3+与碱类药剂充分反应，进一步提升了对铬的去除效率。设计停留时间为4 h。Cr3+与氢氧化钠碱类反应式如下：

含铬废水经铬处理工艺处理后，Cr6+含量满足《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）表2中间接排放标准后，与生活污水混合，进行混合废水综合处理。

2.2.3含铬废水预处理工艺可行性分析

（1）本工艺对含铬废水进行处理，经过类比分析，铬处理工艺对Cr6+的处理效率达到98.5%以上，经处理后的废水中Cr6+满足《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）表2中间接排放标准。B羊绒企业含铬废水处理工艺预处理效果（见表2）。

表2　B羊绒企业含铬废水处理工艺预处理效果表

（2）羊绒企业含铬废水经铬处理工艺处理后，与生活污水混合，进行混合污水综合处理，通过采用“厌氧+物化+生化+生物过滤”多个处理工艺串联，确保混合污水经该工艺处理后水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）表2中间接排放标准。

（3）B羊绒企业污水实际处理量为319.2 m3/d，其中含铬废水75 m3/d，其它废水244.2 m3/d。废水经处理后，COD削减81.23 t/a、BOD5削减43.28 t/a、氨氮削减2.13 t/a，六价铬0.003 18 t/a。

3　对羊绒行业含铬废水处理工艺的见解

（1）在整个含铬废水的处理过程中，末端含铬污泥和上清液如何处置，是治理效果的关键。含铬污泥属危险废物，如处置不妥，会造成二次铬污染。企业须严格按照危废管理办法及标准要求，对污泥进行规范储存、转移和处置。废水处理设施及地下管道等要采取防腐、防渗处理，以防治废水对地下水的污染。上清液须回流到调节池，进行再处理。

（2）A、B羊绒企业处理含铬废水工艺成熟、效率高、操作管理简单，占地面积和能耗、运行费用较低。两个工艺有相同之处，也有不同之处，实际处理效率相近，但都实现了羊绒行业污染防治从“末端治理”向“过程控制”和“源头预防”转变，在羊绒行业内具有推广价值和示范作用。

4　结语

羊绒企业在选择含铬废水处理工艺中，应综合考虑各种工艺的优缺点，根据企业自身实际生产状况，对污水处理技术和经济、环境效益进行比较，必要时可以采取几种工艺的组合，从而确定最佳处理方案。污水治理治表更要治本，应控制污染源，不使用含铬染料，要改革和完善工艺，把含铬废水的危害消灭在生产源头，从源头解决铬污染问题；提倡企业清洁生产，使污染控制贯穿于整个生产过程，不搞单纯的末端治理，最终使生产和环保一体化，是做好污染治理，保护环境的根本办法。

［1］中华人民共和国工业和信息化部.国家级高新技术产业开发区（灵武羊绒园区）［EB/OL］.2012，（6）：8.

［2］南京科泓环保技术有限公司.含铬废水综合治理项目［A］. 2014.

［3］石嘴山市环境保护研究所.含铬羊绒废水处理建设项目［A］. 2013.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.030

X703

A

1673-5285（2015）07-0125-03

2015－06-09

张增宏，男，本科，助理工程师，现从事环境监测竣工验收、监察工作，邮箱：646985209@qq.com。