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印染废水治理的成本剖析与解决方案

发布时间:2018/4/21 11:07:18

伴随纺织工业的发展,染料废水的排放量也急剧增多。截至2010年,我国纺织工业排放废水量23亿吨,约80%来源于印染行业。


印染废水是工业生产中织物预处理、染色、印花和整理等各工序废水的混合物,含有染料(占总染料使用量的10%~20%)、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等。因此,该类废水具有排放量大、组分复杂、色度高、可生化性差、pH值高、毒性大(如偶氮染料)等特点,是最难处理的工业废水之一。


印染废水的污染物来源解析


印染废水中的主要污染物来源如下:

BOD来自有机物,如染料、浆料、表面活性剂等。

COD来自染料、还原漂白剂、醛、还原净水剂、淀粉整理剂等。

重金属毒物来自铜、铅、锌、铬、氰离子等。


色度来自染料、颜料在废水中呈现的颜色。

处理成本居高不下的原因


印染厂废水处理成功的实例较多, 但是成效不佳的也不少, 其原因大致有以下几种情况:

(1)印染厂未分析自身废水特质(水质、水量), 照搬他厂经验, 结果往往不理想。

(2)将城市污水处理的设计规范用于印染废水处理, 仅仅改变一些参数, 造成很大的损失。特别是在早期, 大型印染厂废水集中处理, 都由大型设计院负责, 而其对印染废水性质不够深入了解, 造成很大损失。

(3)用微电解、芬顿氧化、催化氧化等高难工业废水处理的牛刀来处理印染废水,结果是技术上可行,但给业主运行带来巨大的经济负担,需要支付高昂的处理费用。

成本剖析与解决方案

1.搬开揉碎看问题


为对印染废水有针对性处理并取得较好效果,本文先从印染工艺的原料辅料,包括纤维、染料、助剂等进行了解,进而探索印染废水处理的技术经济可行性办法。


印染加工的四个工序都要排出废水,水量大、水质杂,其中前处理废水量约占40%, 但是COD负荷约占60%, 主要来自退浆部分,退浆废水水量小,但是浓度最高,有条件时需单独深度水解处理,根据纺织纤维材料和染料的不同,所用浆料也不同,所用浆料见表1。


表1 常用浆料

浆料种类

上浆用

印花用

整理用

天然浆料

淀粉(小麦淀粉、玉米粉、

马铃薯粉)

淀粉(小麦淀粉)

海藻酸钠

糊精

淀粉(小麦淀粉、玉米粉、马铃薯粉)、田仁粉

化学浆料

聚乙烯醇(PVA)

聚丙烯酰胺(PAM)

羰甲基纤维素(CMC)

聚乙烯醇(PVA)

聚丙烯酸钠

CMC

甲基纤维素

乳化浆

PVA

PAM

聚丙烯酸乙酯

聚甲基丙烯酸甲酯

CMC

现在国内外主要使用的仍然是变性淀粉、聚乙烯醇(PvA)和聚丙烯酸类三大类浆料,目前较普遍的是:变性淀粉50%~55% , PVA 25%左右,聚丙烯酸15~20%。需要特别指出的是, 现用的PVA分子质量比以前高很多, 聚合度约为7000, 以前PVA水解酸化时间约为3~4天, 而现在一般需要5~6天, 因此是典型的高浓度、难降解有机废水。


染色废水量约占60%, COD负荷约占40%, 需要注意的是, 印染废水的色度来源于残余染料, 而COD的主要产生原因是化学助剂, 因为大多数染料的上染率在80%~90%, 残余量很少, 而化学助剂基本残留于废水中。常用辅助化学药剂见表2。


表2 印染工艺常用辅助化学药剂



根据上述分析,印染废水水量大、可生化性较差,处理达标不难,难的是如何控制成本,采用经济有效的办法进行处理。目前,国内的印染废水治理手段以生化法为主,辅以物理法与化学法,从“绿色循环经济”的角度看,新型生物处理工艺及高效专门细菌处理是未来的趋势。



2.印染废水高效处理的要点


以下是来自环保界生物净化技术专家——碧沃丰的建议,可供印染企业决策参考:


1.要控制成本,最经济的办法还得靠生化,将生化做到极致,尽可能改善B/C比,辅助合理的物化,好的深度水解,高效的好氧降解,都可以达到此目的。

2.将生化做到极致,成本最低,说难也不难:

创造一个适合微生物生长的环境;

引入高效特异性菌种;

驯化,提高微生物适应性,让高效微生物占据优势生态位;

改善水质的可生化性(深度水解、厌氧提高B/C比);

共代谢:添加好吃的营养及微量元素,让微生物更健康更有活力。


3.要搞好生化,说易也不易:

温度,pH,溶解氧,ORP,电导率等微生物环境影响因子需要统筹兼顾;

食微比,氮磷比,B/C 比等微生物生长因子一样都不能缺;

有毒物质、水力负荷、有机物负荷等均需悉心控制。


4.高效的生化可以部分或全部取代前物化措施,如高效的深度水解取代前物化提高B/C的作用,生化剩余污泥作为絮凝剂取代前物化的混凝絮凝药剂,既经济又环保。

3.具体实施方案


针对印染废水处理项目,碧沃丰有独家的“省钱”解决方案,曾经帮助某线业集团省去每月30万的絮凝剂费用,协助某服装公司通过有限池容做到快速达标。如何做到,我们一探究竟:


(1)据了解,碧沃丰拥有国内唯一采用微胶囊封装的“菌+酶”产品,并分门别类研发共48款BIOFORM?微生物菌剂,这样细分的好处在于菌种在投加前已经经过筛选及驯化,使用后可以迅速适应该种类废水,缩短微生物驯化及调试时间,加快项目投入使用,从而节省时间成本。


(2)印染废水水量大,生化池容也巨大,传统启动方法是引入成百上千吨的外源活性污泥,成本很高但效果一般。通过直接使用微生物制剂治污,取代了传统启动的老方法,既节省了人力、物力,又无二次污染。


(3)BIOFORM?微生物菌剂具有开环断链功能,能将印染废水中芳香族有机污染物及偶氮染料的芳环及偶氮基打开,从而破坏染料分子的发色基团,生化脱色可达到50%以上,这样可节约出水端化学脱色成本。


(4)生化系统设计时考虑的核心是处理有机负荷能力(如kgCOD/m3·d),用通俗的概念理解为每立方有效池容每天能消耗多少kgCOD,在废水有机污染物总量一定的条件下,处理有机负荷能力高者,则相应的有效池容可降低,这可以带来一系列的经济效益,如池体土建规模缩小,相应的工艺配套设备选型变小。


根据北京、上海等地设计院近年来设计、建造污水处理站的工程造价分析资料,得出土建工程约占总造价的50%,工艺设备约占总造价的30%。如果通过提高处理有机负荷能力这个指标,将传统的土建工程造价节约10%,工艺设备造价节约5%,这也是一笔不菲的费用。


出于这个理念,碧沃丰研发拥有BIOFORM?纳米载体填料,其有处理机负荷能力高达4~10kgCOD/m3·d),是常规填料(2~4kgCOD/m3·d)的2~5倍,是传统活性污泥法的数十倍,这款产品的工程应用将能达到或超越上述对节省工程造价的预期目标。


(5)生化系统最大的消耗在于动力消耗,其中曝气系统又是动力消耗的大头。印染废水好氧系统大都采用大面积的接触氧化法,对氧的利用率高低又决定了曝气能耗的大小,BIOFORM?纳米载体填料的氧利用率在微孔曝气状况下高达35%,约是常规填料(氧利用率为18%-20%)的1.7~2.0倍,在利用BIOFORM?纳米载体填料的项目中可以大大减少曝气能耗。


近几年,印染行业面临国内外市场需求不足、国内的染化料价格暴涨、环保排放标准执行困难、环保维护成本高等问题,在这样越来越严峻的压力下,确实“省到,即是赚到”。



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