纺织工业废水处理 44页

1第五章纺织工业废水主讲人：韩瑞瑞环境工程系n2内容提纲1.纺织染整行业水污染现状2.国内外染整行业比较3.染整废水处理技术简介4.国内染整行业出路展望n31.纺织工业概述纺织工业包括纺织、印染、服装、纺机等。纺织原料：天然纤维，棉、麻、毛、丝化纤，涤纶、腈纶、锦纶、人造纤维染化料，染料、表面活性剂、树脂、酸碱纺织分为毛纺织工业、丝绸工业、针织工业、麻纺织工业、棉纺、印染工业n1.1毛纺织工业4工艺：洗毛、纺纱、织造、染色、整理等产品：毛粗纺产品、毛精纺产品、毛线产品染色：酸性染料，偶氮类，染色助剂等染色废水中的主要污染物：醋酸、硫酸、重铬酸钾、元明粉、柔软剂、匀染剂、渗透剂等。第一节纺织工业概述n1.2丝绸工业5工段：蚕茧煮练、缫丝、丝绸染整工段产品：真丝、绢丝、混纺工艺：真丝工艺、绢纺工艺、仿真丝工艺第一节纺织工业概述n61.3针织工业6工段：织造、染整工段产品：纯棉、棉化纤混纺、纯化纤工艺：棉类生产工艺、化纤类生产工艺第一节纺织工业概述n71.4印染工业退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理。详见第四章第一节纺织工业概述n82.1纺织工业废水的分类和来源第二节纺织工业废水的来源和特性2.1.1分类毛纺织工业废水丝绸工业废水针织工业废水与印染废水接近，但是可生化性较差精炼废水COD浓度很高，达1g/L。可生化性相对较好含有纤维、染料、羊毛脂，BOD较高印染工业废水前期废水碱性强，浓度高；染色、印花、整理等染色废水浓度低，但生化性差。2.1.2纺织工业废水的来源和主要污染物n2.2纺织工业废水的特点和危害废水特点（1）水量大（2）浓度高（3）水质波动大同生产情况密切相关（4）有机污染为主（5）处理难度大染料问题较为严重，品种变化、化学浆料，使得可生化性变差，印染废水成为难以治理的工业污水之一（6）部分废水含有有毒有害物如六价铬、苯胺类，毒性大且不易生化。第二节纺织工业废水的来源和特性n2.2纺织工业废水的特点和危害废水的危害纺织工业废水含有大量有机污染物，会消耗溶解氧，破坏生态环境。底栖有机物会厌氧还原性分解，生成硫化氢。含染料，色度深，破坏景观。无法生化除去，影响日光透射，不利水生自养生物。化学氧化法即使去除色度，也会有残留物大部分偏碱性，造成盐碱化；硫酸盐会转变为硫化氢。第二节纺织工业废水的来源和特性n一、纺织行业的清洁生产1、原材料替代用低污染、以处理的化学品代替有毒有害化学品。双氧水、硝酸钠代替重铬酸钾，LAS（直链烷基苯磺酸钠）替代ABS（烷基苯磺酸钠），变性淀粉替代聚乙烯醇（较难生化）。第三节纺织工业废水的污染防治2、改革生产工艺和设备减少化学品、水的消耗量；采用高效染料；提高上染率；逆流漂洗；提高水的利用率n一、纺织行业的清洁生产3、综合利用（1）碱回收：回收氢氧化钠（2）PVA回收：PVA的COD高，可生化性差不易降解，可采用盐析法、超滤法回收。第三节纺织工业废水的污染防治4、加强生产管理加强生产过程管理，建立严格的制度。针对跑、冒、滴、漏，加强管理节约原材料，降低排放，尤其是无组织排放。n二、末端治理途径纺织工业废水的水质千差万别，而且不均质，变化较大。因此设计相应污水处理工艺时，要做好调研，确定合理参数一般选用生化法，辅以物化法。生化法包括活性污泥、生物接触氧化、塔式生物滤池等。物化法包括婚凝沉淀法、混凝气浮，佐以电解法、生物活性碳、化学氧化法等。第三节纺织工业废水的污染防治n二、末端治理途径1、毛纺织工业废水COD、BOD5、SS、pH、色度等染色废水---格栅、调节池、活性污泥/生物膜/电凝聚气浮、沉淀（生物炭/混凝沉淀/混凝气浮）、排放为了增效可在后期增设物化法作针对处理。第三节纺织工业废水的污染防治n二、末端治理途径2、丝绸工业废水生化处理的效果较好，BOD5去除率在90%以上，COD、色度去除率也高达60%，生化处理后可以增设混凝沉淀/混凝气浮工艺，甚至可以进行厌氧预处理。丝绸废水---格栅、调节池、活性污泥/生物膜、沉淀（混凝沉淀/混凝气浮）、排放生物膜不需沉淀第三节纺织工业废水的污染防治n二、末端治理途径3、针织废水棉针织废水生化性好，纯化纤则较难生化第三节纺织工业废水的污染防治4、污泥处理浓缩、脱水后焚烧处置污泥---污泥浓缩、污泥脱水、焚烧或进一步处理n三、现阶段问题以及技术进展1）处理技术各种新材料使得纺织废水的可生化性降低、COD上升。COD和色度难以达标。2）建成设施方面存在着设计、施工的不足。3）生产管理跑、冒、滴、漏以及无组织排放。碱回用问题使废水pH偏高，表面活性剂是曝气池产生泡沫影响回氧等。可推行清洁生产。4）污泥出路一般焚烧为主，尚无其他有效方法。第三节纺织工业废水的污染防治1、存在的问题n三、现阶段问题以及技术进展1）设计运行方面，由于水质水量变化大，采用较低负荷率、较长停留时间以利处理。2）工艺技术进展A.缺氧水解/好氧工艺主要在于提高可生化性。B.微生物固定化技术将优势菌固定在生物接触氧化池的填料上，强化效果。第三节纺织工业废水的污染防治2、设计运行经验和处理技术的进展n三、现阶段问题以及技术进展2）工艺技术进展C.固定床微电解工艺作为后续物化处理工艺，达到较高的出水效果。D.PVA浆料回收技术，降低CODE.开发新型絮凝剂，如铁铝复合混凝剂，提高后续COD和色度的处理效果。F.生物活性碳工艺作为生物处理的后续工艺，对COD、色度有较好效果G.粉末活性炭技术曝气池中投加活性炭粉末，提高COD和色度的去除效率。第三节纺织工业废水的污染防治2、设计运行经验和处理技术的进展n第四节印染废水的污染防治n214.1印染废水污染日益严重的主要原因一是我国加入WTO后，纺织染整成为“利好”行业，近几年均以二位数增长。与此同时，污水处理设施难以同步，污染物排放总量有增加趋势；二是印染废水污染较重，COD浓度一般高达1200—1400mg/L，有的甚至达到2000mg/L以上，处理起来难度很大，不易达标；n22三是我国印染企业生产的大多数属中档、低档产品，利润薄，难以保证废水处理设施的正常运行。尤其是分散的印染工厂，废水不能集中处理，往往直接排放到河流湖泊中，监管不力是引起污染增加的体制原因；四是企业为追求利润而忽视治污，是引起污染增加的内在原因，不少私人企业一味追求低的竞争价格，污水处理工艺、施工质量低劣，废水处理效果不理想。n234.2印染废水来源印染加工的四个工序都要排出废水。预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水；染色工序排出染色废水；印花工序排出印花废水和皂液废水；整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水。具有以下特征：水量大、有机污染物含量高、碱度和pH值变化大、水质变化大；可生化性能差，废水m(BOD)／m(COD)值一般在0.2左右；色度高，有时可达4000倍以上；印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中的含量大大增加。n244.2印染废水来源二、印染废水的水质水量1、废水水质因原料纤维、产品种类和生产工艺而异。2、废水水量排放量占据全厂用水量60-80%，也因工厂类型、生产工艺、机械设备、产品种类而异。排水量需调研、计算确定。n254.3印染废水污染物成分分析污染物来源于纤维本身及加工过程染化料1、织物纤维带入的污染物2、染料和化学药剂棉类、棉混纺类染料：可溶性还原、不溶性偶氮、直接、硫化、活性、分散染料毛纺厂染料：酸性染料、酸性媒介染料、金属络合染料丝绸厂染料：直接染料、酸性染料常用染料亲水性染料（水性）：直接、酸性、活性等染料疏水性染料（油性）：还原、硫化、分散等染料（1）纤维材料上的杂质（2）纤维材料上的浆料n264.3印染废水污染物成分分析污染物来源于纤维本身及加工过程染化料3、表面活性剂作用：减磨、洗涤、乳化、分散、渗透、润湿、起泡、消泡、匀染、柔软、抗静电类型：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型4、整理剂为改善织物的机械物理性能（如手感）或特殊性能（防蛀、抗皱），采用的化学药剂，一般不进入废水。常用整理剂：甘油、硫酸铵、磷酸二氢钾、硼砂、硼酸、尿素、甲醛、石蜡、淀粉、树脂纤维上的各种杂质以及染化料都要进入废水，因此印染废水的成分十分复杂（表5-6、7），较难处理。n27第五节印染废水的处理技术和典型流程一、预处理印染废水污染程度高，水质水量变化程度大，需要进行预处理，以确保生物处理法的处理效果和运行稳定性。3、废铬液处理：重金属污染源，需单独处理1、调节：需前置调节池，均化水质水量。为防止沉淀，一般采用水力、空气或机械搅拌。水力停留时间为8h2、中和：印染废水pH较高，均化后仍需中和池进行中和处理，以使pH满足后续处理工艺需求。4、染料浓脚水预处理：染料换品种时的染料浓脚水浓度极高，甚至达到几十万ppm，需单独处理。n28第五节印染废水的处理技术和典型流程1、活性污泥法目前最为流行的方法，分为推流式活性污泥法和表面曝气池。投资低、效果较好。表面曝气池易发生短流，充氧回流不易调节，表面活性剂导致泡沫不易复氧。推流式仍然大量使用。BOD去除率高达90%，COD去除率大于70%二、生物处理技术工艺主要为好氧法：活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘、塔式生物滤池等。为提高废水可生化性，缺氧、厌氧工艺也已引入。n29第五节印染废水的处理技术和典型流程2、生物接触氧化法容积负荷高、占地小、污泥量少、不产生丝状菌膨胀、无须污泥回流、管理方便、填料上菌群专一性好。停车后重启动快，减少停止运行的影响。虽然投资大，但适应性强，BOD去除率高于90%，COD去除率为60-80%二、生物处理技术工艺主要为好氧法：活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘、塔式生物滤池等。为提高废水可生化性，缺氧、厌氧工艺也已引入。n30第五节印染废水的处理技术和典型流程3、缺氧水解---好氧生物处理工艺缺氧段使得难降解高分子有机物在兼性菌作用下转化为小分子有机物，提高可生化性，从而提高有机物去除率。缺氧段停留时间由COD浓度决定，采用100mg/L的COD取1h最后BOD去除率在90%以上，COD去除率高于70%二、生物处理技术工艺主要为好氧法：活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘、塔式生物滤池等。为提高废水可生化性，缺氧、厌氧工艺也已引入。n31第五节印染废水的处理技术和典型流程4、生物转盘、塔式滤池占地较大，对环境影响问题较多，处理效率相对较低，目前很少采用。5、厌氧处理浓度较高、可生化性较差的印染废水可以采用厌氧处理法进行预处理，然后以好氧活性污泥法彻底消除污染。二、生物处理技术工艺主要为好氧法：活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘、塔式生物滤池等。为提高废水可生化性，缺氧、厌氧工艺也已引入。n32三、物化处理与其它处理技术将活性炭、硅藻土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面或被过滤除去。优缺点：该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。3.1物理沉降、过滤和吸附法目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，并与物理、化学法联用。常用的方法有：n33混凝沉淀法和混凝气浮法：3.2化学混凝法和化学氧化法混凝剂以无机铝盐或铁盐为主，或有机高分子絮凝剂如PAM。优缺点：混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。n34臭氧氧化法：3.2化学混凝法和化学氧化法臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，脱色率达80%；在国外应用较多，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。电解法：电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%～70%，但对颜色深、CODCr高的废水处理效果较差。n35四、印染废水的典型处理工艺长期以来，我国对印染废水处理仍以生物处理为主,尤以好氧生物处理法占绝大多数。印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用，生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高，一般在50%左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。n36典型废水生化处理工艺介绍混合废水格栅调节池初沉池生化池二沉池污泥浓缩池污泥处理消毒、物化处理系统废水排放回流污泥剩余污泥n37废水生物处理工艺典型构筑物n38好氧生物处理对BOD去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和COD去除率不高；尤其如PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD达到2000～3000mg/L，而且BOD/COD也由原来的0.4～0.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；此外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道，一般污泥处理或处置费用占整个污水厂费用的50%～70%(国外)，在国内也占40%左右。由于上述原因，印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视。n39印染废水格栅调节池厌氧水解池活性污泥池沉淀池污泥浓缩池污泥处置物化、化学氧化处理系统出水回用废水排放回流污泥生物厌氧-好氧组合处理工艺流程n40近年来在厌氧法与好氧法的结合处理印染废水方面，获得了很大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间(HRT)一般为3～5h，只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性很差的一些高分子物质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化，变成较小的分子，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。采用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有较长的固体停留时间(SRT)，有利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的剩余活性污泥量。因此，厌氧-好氧系统中的厌氧段具有双重的作用：一是对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有机物；二是对系统的剩余污泥进行消化，系统的污泥趋于自身平衡。n41各种组合工艺运行情况表组合工艺处理费用／(元·m-3)处理水量／(m3·d-1)单位总处理费用／(元·m-2)水解酸化—UASB—SBR0.6-0.820001.9水解酸化—生物接触氧化0.454800活性污泥—接触氧化0.79700-1000推流式曝气增氧活性污泥0.9512002.05气浮-A／O工艺1.935003.43厌氧—生物接触氧化1.85400水解酸化-接触氧化1.351000混凝—生物膜曝气—氧化塘4000微电解-炉渣吸附处理工艺0.411482.51电解铁屑过滤塔-生物接触氧化池0.451501.2混凝—水解酸化—接触氧化0.83840水解-接触氧化-气浮1.5640002.51n42例：O/A/O组合处理工艺浙江某纺织集团公司采用的该工艺，设计原水水质为印染混合废水：CODCr≤800mg/L，BOD5≤250mg/L，色度＝500(倍)，pH＝8～10。设计出水达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准，即：CODCr≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，色度＝50(倍)，pH＝7～9，SS≤70mg/L。n43①O/A/O组合工艺不仅具有较高的有机物去除效率，而且容易得到较好的出水水质，可同时得到脱氮除磷的效果。②实际运行表明：O/A/O组合工艺使较大部分好氧污泥在工艺内部消化，大大减少了剩余污泥量，可以不建单独的好氧污泥装置。③O/A/O组合工艺很好地体现技术经济的优点，减少了建设费用和运行成本(与其他工艺相比，减少了停留时间，即减少了电耗)。④实践证明，O/A/O组合工艺对处理有机物成分复杂的废水，特别是对既含有易降解有机物又含有难降解有机物这一类具有一定可生化性，为可生化性较差的混合废水的处理，提供了一条经济有效的工艺方法。O/A/O组合工艺优点：n44ThanksforListening！