高嶺土也是一種吸附劑,研究表明經長鏈有機陽離子處理,高嶺土能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。此外,國內也應用活性硅藻土和煤渣處理傳統印染工藝廢水,費用較低,脫色效果較好,其缺點是泥渣產生量大,且進一步處理難度大。
2.2印染廢水的化學處理法
2.2.1混凝法
主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法,所采用的混凝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,而以硫酸亞鐵的價格為最低。近年來,國外采用高分子混凝劑者日益增加,且有取代無機混凝劑之勢,但在國內因價格原因,使用高分子混凝劑者還不多見。據報道,弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍最廣,若與硫酸鋁合用,則可發揮更好的效果。混凝法的主要優點是工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高;缺點是運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。
2.2.2氧化法
臭氧氧化法在國外應用較多,Zima S.V.等人總結出了印染廢水臭氧脫色的數學模式。研究表明,臭氧用量為0.886gO3/g染料時,淡褐色染料廢水脫色率達80%;研究還發現,連續運轉所需臭氧量高于間歇運行所需臭氧量,而反應器內安裝隔板,可減少臭氧用量16.7%。因此,利用臭氧氧化脫色,宜設計成間歇運行的反應器,并可考慮在其中安裝隔板。
臭氧氧化法對多數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。從國內外運行經驗和結果看,該法脫色效果好,但耗電多,大規模推廣應用有一定困難。
光氧化法處理印染廢水脫色效率較高,但設備投資和電耗還有待進一步降低。
2.3印染廢水的生物處理法
70年代以來,國內對印染廢水以生物處理為主,占80%以上,尤以好氧生物處理法占絕大多數。從現有情況看,我國印染廢水生物處理法中以表面加速曝氣和接觸氧化法占多數。此外,鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉盤等也有應用,生物流化床尚處于試驗性應用階段。但由于生物對色度去除率不高,一般在50%左右,所以當出水色度要求較高時,需輔以物理或化學處理。表1為國內印染廢水生物處理工藝運用情況。好氧生物處理對BOD去除效果明顯,一般可達80%左右,但色度和COD去除率不高,尤其如PVA等化學漿料、表面活性劑、溶劑及匹布堿減量技術的廣泛應用,不但使印染廢水的COD達到?2000~3000?mg/L,而且BOD/COD也由原來的0.4~0.5下降到0.2以下,單純的好氧生物處理難度越來越大,出水難以達標;此外,好氧法的高運行費用及剩余污泥處理或處置問題歷來是廢水處理領域沒有解決好的一個難題。據資料報道,一般污泥處理或處置費用占整個污水廠費用的50%~70%(國外),在國內也占40%左右。由于上述原因,印染廢水的厭氧生物處理技術開始受到人們的重視,探求高效、低耗、投資省的印染廢水處理新技術已日顯重要。
厭氧的主要處理構筑物是厭氧罐,Fukunaga N.等人對傳統消化罐作了改造,在罐內裝填固定微生物,主要是專性產堿桿菌屬。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及單氮基因聚合物,都能通過厭氧分解,通常在中溫條件下進行(37℃),水力停留時間6h,主要含甲基紅染料的污水顏色能完全去除。有研究表明厭氧處理絲綢印染廢水,在HRT=1.0~1.1d,COD去除率74%~82%,脫色率分別為:黑色51%、紫紅色94%、玫瑰紅96%、茄紫30%、大紅55%。用UASB和管道厭氧消化器直接處理高濃度染料廢水的中長期運行結果表明,廢水中的色度和COD去除率分別穩定在80%和90%以上。為了探求高效、低耗、低投資的印染廢水處理新技術,近年來在厭氧法與好氧法的結合方面進行了大量的試驗研究,獲得了很大的成功。此時與好氧法結合的厭氧處理已不是傳統的厭氧消化,它的水力停留時間(HRT)一般為3~5h,只發生水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質,期望它們在厭氧段發生水解、酸化,變成較小的分子,從而改善廢水的可生化性,為好氧處理創造條件。采用這一流程,較好地解決了PVA、染料的處理問題。這一流程的另一大特點是,好氧段所產生的剩余污泥全部回流到厭氧段,厭氧段有較長的固體停留時間(SRT),有利于污泥厭氧消化,從而顯著降低了整個系統的剩余活性污泥量。因此,厭氧?好氧系統中的厭氧段具有雙重的作用:一是對廢水進行預處理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有機物;二是對系統的剩余污泥進行消化。
采用這一流程,目前主要開發了兩種工藝:厭氧?好氧?生物炭接觸工藝;厭氧?好氧生物轉盤工藝。兩種工藝在設備和工藝上各有特點。
2.3.1厭氧?好氧?生物炭接觸氧化工藝
主要設計參數如下:調節池:HRT 8~10h;厭氧池:HRT 3~5h;好氧池:HRT 6~8h;生物炭池:HRT 1~2h。
試驗和實際應用表明,厭氧?好氧?生物炭流程在上述運轉參數下,對于CODCr為800~1000?mg/L的印染廢水,處理效果完全可以達到國家排放標準,再稍加進一步處理還可回用,系統的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產廠采用該流程,運轉時間最長的達5年以上,處理效果穩定,而且從未外排污泥,也沒發現厭氧池內污泥過度增長。
2.3.2厭氧?好氧生物轉盤
將厭氧生物轉盤與好氧生物轉盤串聯起來,用于印染廢水處理,也取得了好的效果。該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置,整個系統的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉盤。一是為了提高生物量,因而也縮短總的水力停留時間,二是為了將多余的活性污泥消化在系統內部。該工藝流程也是兼備固著生長和懸浮生長的特點。還可通過向轉盤投加絮凝劑進一步提高COD去除率和脫色率。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當投加微量絮凝劑,測得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。進一步提高厭氧池中的懸浮污泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。但該工藝中轉盤的金屬構件有腐蝕現象,需進一步研究解決。
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