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印染废水深度处理工程及工艺改进

2010-03-29

印染废水深度处理工程及工艺改进
采用曝气生物滤池(BAF)/臭氧预氧化/BAF组合工艺对印染废水二级生化处理出水进行深度处理,COD从进水的90~160 mg/L左右稳定降至30 mg/L以下,色度从进水的64~128倍左右降至2~4倍,出水浊度<1 NTU,排放水质达到回用要求,处理成本为1.43元/m3。之后又对工艺进行改进,设计出一体化装置,COD去除率>70%,其他指标均达到排放标准,处理成本仅为0.89元/m3。
中图分类号:X703    文献标识码:C  文章编号:1000–4602(2009)24–0058–04
Advanced Treatment Engineering of Printing and Dyeing Wastewater and Process Improvement
CONG Cong,  WANG Xiao–jun
(College of Environmental Science and Engineering,South China University of  Technology,Guangzhou 510006,China)
Abstract:The combined process of biological aerated filter(BAF),ozonation and BAF was used for advanced treatment of printing and dyeing wastewater after secondary biochemical treatment.COD is reduced from 90–160 mg/L in the influent to below 30 mg/L,color is decreased from 64–128 times in the influent to 2–4 times.and the turbidity is less than l NTU.The effluent can meet the reused water quality for the production process.The treatment cost is about 1.43 yuan/m3.After the improvement of the combined process.the integrated equipment was designed.The removal rate of COD is more than 70%.and other indexes can meet the discharge requirements.The treatment cost is only 0.89 yuan/m3.
Key words:printing and dyeing wastewater;  advanced treatment;  ozone;  biological aerated filter;  integrated process
广东某大型针织品和纺织品生产企业主要以纺织、洗水、印染等为主。该企业原有一套废水处理系统,废水经过水解酸化/接触氧化/沉淀处理后,无法满足回用要求,为此该企业委托华南理工大学设计了BAF/臭氧预氧化/BAF深度处理回用系统,并进行了建造和调试。目前该深度处理系统已正常运行,出水水质达到回用要求,并通过了验收。在运行稳定后,为了降低运行成本,又进一步设计了一体化装置。对BAF/臭氧预氧化/BAF深度处理工艺和改进后的一体化工艺进行总结,可为该类废水的深度处理提供借鉴。
1废水水质、水量和排放标准
该公司的深度处理水量为5 m3/h,24 h连续进水,进水温度<40℃。深度处理系统的进水为现有印染工业废水处理厂二级生化出水,COD平均浓度为90~160 mg/L,色度为64~128倍,pH值为7~8。处理出水回用于生产,主要水质指标的限定值如下:COD≤30 mg/L、BOD5≤20 mg/L、色度≤4倍、SS≤60 mg/L、pH值为6~9、硫化物<1 mg/L。
2深度处理工艺
2.1  工艺流程
印染废水经过原有二级生化系统处理,进入一级BAF,再进入臭氧反应池。经过臭氧氧化处理后,废水被提升至二级BAF。BAF池内生物填料选用粒径为3~5 mm的球形轻质陶粒[1]。工艺流程见图1。
              
2.2  主要构筑物及设备
主要构筑物及设备见表1。
              
2.3  工艺特点
①原有设备处理出水水质波动较大,COD为90~160 mg/L。先用一级BAF对废水进行处理,使COD降到较低的水平,为后续的臭氧氧化做准备。
②难生物降解有机物的去除是印染废水深度处理及回用的一个难点。采用臭氧对难降解有机物进行预处理,提高废水的可生化性,然后再利用生物处理将化学氧化生成的中间产物终降解成二氧化碳和水[2~5]。
③在臭氧预氧化/BAF组合工艺中,臭氧通过与进水泵、文丘里管相连的臭氧接触反应室进行高速的气、液混合,在中间贮水池与废水进行充分的反应。
2.4实际运行效果
在臭氧投加量为40 mg/L的条件下,印染废水经过深度处理后,COD降至30 mg/L以下,平均去除率可达到79%,出水pH值保持在7~8之间。图2为系统稳定运行期间各处理单元的COD变化情况,图3为出水COD与总COD去除率的关系图。
              
              
由图2、3可知,对于经过二级生化处理的印染废水,一级BAF对COD的去除率维持在30%~40%;臭氧氧化能去除部分难生物降解污染物,COD去除率保持在25%左右,并且能够大大提高废水的可生化性;再经过二级BAF处理,COD去除率大部分在30%以上,总去除率为79%左右。BAF/臭氧预氧化/BAF系统对色度也有较好的去除作用。进水色度为64~128倍,经过一级BAF处理后出水色度可降至4~16倍。
3改进工艺
3.1  工艺流程
在BAF/臭氧预氧化/BAF深度处理工艺系统稳定运行的基础上,为节省占地面积、提高臭氧的利用率、降低处理成本,对工艺流程进行了如下改进,具体见图4。
              
如图4所示,臭氧/BAF一体化工艺的创新之处在于将原本通入中间池的臭氧改为直接通入二级BAF,减少了臭氧在中间水池中反应时的损耗和挥发,提高了臭氧的利用率,降低了处理成本。同时,由于中间贮水池可以省去,大大减少了装置的占地面积;减少了臭氧循环泵和臭氧混合器,降低了设备投入,为该技术的推广应用创造了有利条件。 
3.2运行效果
臭氧/BAF一体化装置对COD、色度、浊度的去除效果分别见图5、6。
              
              
由图5可以看出,臭氧投加量较小时,一体化工艺对COD去除率较小,随着臭氧投加量的增加,COD总去除率逐渐增大;当臭氧投加量为25 mg/L时,COD去除率有较大幅度提高,可达到70%以上;当臭氧投加量>30 mg/L时,COD去除率变化不大。因此建议臭氧投加量为25 mg/L。
从图6可知,废水经过一级BAF处理后,再经过臭氧/BAF一体化装置深度处理,色度、浊度可得到大幅降低;当臭氧投加量为25 mg/L时,色度已经降到2~4倍;随着臭氧投加量的增加,色度可稳定至2倍,浊度<0.5 NTU。
              
改进前、后处理效果的比较见表2。
              
4运行费用
电价按0.7元/(kW&S226;h)计,各种电机实际运行时按照70%的使用电耗计算。该工艺系统的运行电耗见表3。
5结论 
①采用BAF/臭氧预氧化/BAF组合工艺深度处理印染废水,在臭氧投加量为40 mg/L、BAF的HRT为3 h、气水比为5:1的条件下,COD去除率达到80%,出水COD<30 mg/L、色度为2~4倍、浊度<1 NTU,满足生产工艺对回用水的水质要求。
②系统稳定运行后,采用改进的一体化工艺深度处理印染废水,臭氧投加量减少为25 mg/L,COD去除率>70%,出水COD、色度、浊度可达到要求。
③BAF/臭氧预氧化/BAF组合工艺深度处理印染废水的处理成本为1.43元/m3,改进工艺大大提高了臭氧的利用效率,节省成本38%,处理费用<0.9元/m3,并节省了占地面积和总投资,具有广阔的应用前景。

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