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印染廢水治理的成本剖析與解決方案

2020-09-07

印染廢水治理的成本剖析與解決方案


印染廢水是工業生產中織物預處理、染色、印花和整理等各工序廢水的混合物,含有染料(占總染料使用量的10%~20%)、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質及無機鹽等。因此,該類廢水具有排放量大、組分複雜、色度高、可生化性差、pH值高、毒性大(如偶氮染料)等特點,是最難處理的工業廢水之一。


印染廢水的汙染物來源解析


印染廢水中的主要汙染物來源如下:


BOD來自有機物,如染料、漿料、表麵活性劑等。


COD來自染料、還原漂白劑、醛、還原淨水劑、澱粉整理劑等。


重金屬毒物來自銅、鉛、鋅、鉻、氰離子等。


色度來自染料、顏料在廢水中呈現的顏色。


處理成本居高不下的原因


印染廠廢水處理成功的實例較多, 但是成效不佳的也不少, 其原因大致有以下幾種情況:


(1)印染廠未分析自身廢水特質(水質、水量), 照搬他廠經驗, 結果往往不理想。


(2)將城市汙水處理的設計規範用於印染廢水處理, 僅僅改變一些參數, 造成很大的損失。特別是在早期, 大型印染廠廢水集中處理, 都由大型設計院負責, 而其對印染廢水性質不夠深入了解, 造成很大損失。


(3)用微電解、芬頓氧化、催化氧化等高難工業廢水處理的牛刀來處理印染廢水,結果是技術上可行,但給業主運行帶來巨大的經濟負擔,需要支付高昂的處理費用。

成本剖析與解決方案


1.搬開揉碎看問題


為對印染廢水有針對性處理並取得較好效果,本文先從印染工藝的原料輔料,包括纖維、染料、助劑等進行了解,進而探索印染廢水處理的技術經濟可行性辦法。


印染加工的四個工序都要排出廢水,水量大、水質雜,其中前處理廢水量約占40%, 但是COD負荷約占60%, 主要來自退漿部分,退漿廢水水量小,但是濃度最高,有條件時需單獨深度水解處理,根據紡織纖維材料和染料的不同,所用漿料也不同,所用漿料見表1。

廢水治理

現在國內外主要使用的仍然是變性澱粉、聚乙烯醇(PvA)和聚丙烯酸類三大類漿料,目前較普遍的是:變性澱粉50%~55% , PVA 25%左右,聚丙烯酸15~20%。需要特別指出的是, 現用的PVA分子質量比以前高很多, 聚合度約為7000, 以前PVA水解酸化時間約為3~4天, 而現在一般需要5~6天, 因此是典型的高濃度、難降解有機廢水。


染色廢水量約占60%, COD負荷約占40%, 需要注意的是, 印染廢水的色度來源於殘餘染料, 而COD的主要產生原因是化學助劑, 因為大多數染料的上染率在80%~90%, 殘餘量很少, 而化學助劑基本殘留於廢水中。常用輔助化學藥劑見表2。


表2 印染工藝常用輔助化學藥劑

廢水治理

根據上述分析,印染廢水水量大、可生化性較差,處理達標不難,難的是如何控製成本,采用經濟有效的辦法進行處理。目前,國內的印染廢水治理手段以生化法為主,輔以物理法與化學法,從“綠色循環經濟”的角度看,新型生物處理工藝及高效專門細菌處理是未來的趨勢。


2.印染廢水高效處理的要點 


以下是來自環保界生物淨化技術專家的建議,可供印染企業決策參考:


1.要控製成本,最經濟的辦法還得靠生化,將生化做到極致,盡可能改善B/C比,輔助合理的物化,好的深度水解,高效的好氧降解,都可以達到此目的。


2.將生化做到極致,成本最低,說難也不難:


創造一個適合微生物生長的環境;


引入高效特異性菌種;


馴化,提高微生物適應性,讓高效微生物占據優勢生態位;


改善水質的可生化性(深度水解、厭氧提高B/C比);


共代謝:添加好吃的營養及微量元素,讓微生物更健康更有活力。


3.要搞好生化,說易也不易:


溫度,pH,溶解氧,ORP,電導率等微生物環境影響因子需要統籌兼顧;


食微比,氮磷比,B/C 比等微生物生長因子一樣都不能缺;


有毒物質、水力負荷、有機物負荷等均需悉心控製。


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,生化剩餘汙泥作為絮凝劑取代前物化的混凝絮凝藥劑,既經濟又環保。


3.具體實施方案


(1)據了解,國內采用微膠囊封裝的“菌+酶”產品,並分門別類研發共48款BIOFORM®微生物菌劑,這樣細分的好處在於菌種在投加前已經經過篩選及馴化,使用後可以迅速適應該種類廢水,縮短微生物馴化及調試時間,加快項目投入使用,從而節省時間成本。


(2)印染廢水水量大,生化池容也巨大,傳統啟動方法是引入成百上千噸的外源活性汙泥,成本很高但效果一般。通過直接使用微生物製劑治汙,取代了傳統啟動的老方法,既節省了人力、物力,又無二次汙染。


(3)BIOFORM®微生物菌劑具有開環斷鏈功能,能將印染廢水中芳香族有機汙染物及偶氮染料的芳環及偶氮基打開,從而破壞染料分子的發色基團,生化脫色可達到50%以上,這樣可節約出水端化學脫色成本。


(4)生化係統設計時考慮的核心是處理有機負荷能力(如kgCOD/m3·d),用通俗的概念理解為每立方有效池容每天能消耗多少kgCOD,在廢水有機汙染物總量一定的條件下,處理有機負荷能力高者,則相應的有效池容可降低,這可以帶來一係列的經濟效益,如池體土建規模縮小,相應的工藝配套設備選型變小。


根據北京、上海等地設計院近年來設計、建造汙水處理站的工程造價分析資料,得出土建工程約占總造價的50%,工藝設備約占總造價的30%。如果通過提高處理有機負荷能力這個指標,將傳統的土建工程造價節約10%,工藝設備造價節約5%,這也是一筆不菲的費用。


(5)生化係統最大的消耗在於動力消耗,其中曝氣係統又是動力消耗的大頭。印染廢水好氧係統大都采用大麵積的接觸氧化法,對氧的利用率高低又決定了曝氣能耗的大小,BIOFORM®納米載體填料的氧利用率在微孔曝氣狀況下高達35%,約是常規填料(氧利用率為18%-20%)的1.7~2.0倍,在利用BIOFORM®納米載體填料的項目中可以大大減少曝氣能耗。


近幾年,印染行業麵臨國內外市場需求不足、國內的染化料價格暴漲、環保排放標準執行困難、環保維護成本高等問題,在這樣越來越嚴峻的壓力下,確實“省到,即是賺到”。



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