（环境工程专业论文）纺织废水污染防治方法比选研究.pdf

摘要 目前，我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制，一些重点 流域、海域水污染严重，为了实现主要污染物排放总量显著减少的目标，通 过选用合理的污水处理方法，推进纺织印染行业污染物减排。本文通过对工 业废水排放中占比较大的纺织印染废水所采用不同处理方法优缺点的比对分 析，并结合内蒙古地区一大型羊绒纺织企业废水处理的案例，提出了采用集 物理过程、化学反应及生物化学反应为一体的复合废水预处理工艺，处理后 废水污染物排放有较大削减。同时还提出有效措施对污水处理过程中产生的 噪声和恶臭污染进行防治，以及对生化污泥进行有效处置。 关键词：纺织印染废水处理方法比选羊绒纺织 t e x t i l ew a s t e ，a t e rp o l l u t i o n p r e v e n t i o nm e t h o dc o m r 久r i s o nr e s e a r c h a b s t r a c to b j e c t i v e a tp r e s e n t ，o u rc o u n t r ye n v i r o n m e n to v e r a l la n de x a s p e r a t et r e n dh a sn o tb e e n f u n d a m e n t a l l yc u r b e d ，w a t e rp o l l u t i o no f an u m b e ro fk e yr i v e rb a s i na n ds e a a r e ai ss e r i o u s i no r d e rt oa c h i e v et h et o t a le m i s s i o n so f m a j o rp o l l u t a n t s s i g n i f i c a n t l yr e d u c e dt a r g e t ，b ys e l e c t i n gar e a s o n a b l es e w a g et r e a t m e n tm e t h o d ， p r o m o t i n gt h et e x t i l ep r i n t i n ga n dd y e i n gi n d u s t r yp o l l u t a n t se m i s s i o nr e d u c t i o n t h i sa r t i c l et h r o u g ht ot h ei n d u s t r i a lw a s t e w a t e rd i s c h a r g ei nal a r g e rp r o p o r t i o no f t h et e x t i l ep r i n t i n ga n dd y e i n gw a s t e w a t e rw a st r e a t e db yd i f f e r e n ta d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e s o ft h em e t h o d so f c o m p a r i s o n a n d a n a l y s i s ，c o m b i n e i n n e r m o n g o l i aa r e a am a j o rc a s h m e r et e x t i l e e n t e r p r i s e sw a s t e w a t e rt r e a t m e n tc a s e ， p u tf o r w a r dt h es e to fp h y s i c a lp r o c e s s ，c h e m i c a lr e a c t i o na n db i o l o g i c a lr e a c t i o n a so n ec o m p o s i t ew a s t e w a t e rp r e t r e a t m e n tp r o c e s s ，t h u st r e a t m e n to fw a s t e w a t e r p o l l u t a n t sh a v eg r e a t l yr e d u c e d t h i sa r t i c l ea l s op u t sf o r w a r de f f e c t i v em e a s u r e s o ns e w a g et r e a t m e n tp r o c e s st op r o d u c en o i s ea n do d o rp o l l u t i o np r e v e n t i o n ，a s w e l la so nb i o c h e m i c a ls l u d g ew a sd i s p o s e do fe f f e c t i v e l y k e yw o r d s ：t e x t i l ep r i n t i n ga n dd y e i n g ；w a s t e w a t e r ；t r e a t m e n tm e t h o d ； c o m p a r i s o n ；c a s h m e r et e x t i l e 1 前言 1 1 研究的背景和意义 随着工业化的不断深入，全球性的环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来形成的生 态平衡，并对人类自身的生存环境存在威胁。由于逐渐加重的环境压力，世界各国纷纷制 定严格的环保法律、法规和各项有力的措施，我国作为世界大国，对环境保护也越来越重 视，并向国际社会全球性环境保护公约作出了自己的承诺。 目前，我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制，环境矛盾凸显，压力继续加 大。一些重点流域、海域水污染严重，部分区域和城市大气灰霾现象突出，许多地区主要 污染物排放量超过环境容量。并且随着人口总量持续增长，工业化、城镇化快速推进，能 源消费总量不断上升，污染物产生量将继续增加，经济增长的环境约束日趋强化。 2 0 11 年底国务院刚通过的国家环境保护“十二五”规划，规划中提出的主要目标中有： 到2 0 15 年，主要污染物排放总量显著减少；城乡饮用水水源地环境安全得到有效保障， 水质大幅提高，其中部分指标包括了到2 0 1 5 年比2 0 1 0 年化学需氧量排放总量削减8 ， 氨氮排放总量削减1 0 ，地表水国控断面劣v 类水质的比例下降2 ，7 ，七大水系国控断 面水质好于i i i 类的比例提高5 。 为了目标的实现提出了通过加大重点地区、行业水污染物减排力度，推进造纸、印染 和化工等行业化学需氧量和氨氮排放总量控制，削减比例较2 0 1 0 年不低于1 0 。禁止在 重点流域江河源头新建有色、造纸、印染、化工、制革等水污染防治的措施和对策。 目标涉及的纺织工业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业，也是国际竞 争优势明显的产业，目前我国占有1 5 左右的国际市场份额，已形成棉、毛、丝、麻、化 纤、服装、纺织机械等行业较为完整的系列体系。是世界上最大的纺织品出口国。在繁荣 市场、扩大出口、吸纳就业、增加农民收入、促进城镇化发展等方面发挥着重要作用。但 纺织工业在快速发展的过程中，长期积累的矛盾和问题也口渐凸显，主要表现在：自主创 新能力薄弱，高技术、功能性纤维和复合材料开发滞后，高性能纺织机械装备主要依靠进 口；产业布局不尽合理，纺织工业能力的8 0 集中在沿海地区，出口市场近5 0 集中在 欧盟、美国和h 本，尚未形成多元化格局；节能减排任务艰巨，纺织工业能耗、水耗、废 水排放量分别占全国工业总能耗、总水耗、总废水排放量的4 3 、8 5 和1 0 。 纺织工业中的印染行业是耗水、排污的“大户”，是我国纺织印染行业必须解决的难题， 我国染色废水排放量约为每天3 0 0 万4 0 0 万立方米，染色厂每加工10 0 米织物，产牛废 水量3 - - 5 立方米。而且，染色废水成份复杂，含有的多种有机染料难降解，色度深，耗 氧量大，悬浮物多，废水污染物c o d 、b o d 5 和氨氮等对环境造成非常严重的威胁。因此 采用科学的、经济的、成熟的和适宜当地地理条件的印染废水污染治理技术，为保护环境、 实现稳定达标排放和污染物减排目标，意义显得尤为重要。 1 2 研究的目的和方法 基于纺织印染废水具有废水量大、水质复杂、水质水量变化大的特点，其治理比较复 杂，通过资料收集和对各种成熟印染废水污染治理方法的分类和比选，以及对内蒙古当地 纺织印染企业的废水污染防治案例分析，并考虑地理气候差异、土地资源和水环境承载力， 给出能稳定达标、经济合理以及又符合当地条件的切实可行的印染废水污染治理方法和对 策。 前期选题调主 图1 1 技术路线示意图 1 3 主要技术线路 通过6 ，j - 期的初步的调查和选题，确定了研究的方向和题目，再通过大量的相关资料和 数据收集整理，以及深入内蒙古包头一家羊绒纺织印染企业的实地调查和资料收集后，对 获得资料和数据进行科学的综合分析，并根掘需要进行了补充调查，之后根据各种分析结 果和调查资料编制论文，并给出结论。 研究工作的技术路线示意图见图1 1 。 1 4 研究的依据和执行的标准 ( 1 ) 依据的法律法规 中华人民共和国环境保护法( 1 9 8 9 年1 2 月) ； 中华人民共和国水污染防治法( 2 0 0 8 年6 月) ； 中华人民共和国环境噪声污染防治法( 1 9 9 6 年1 0 月) ； 中华人民共和国固体废物污染环境防治法( 2 0 0 4 年1 2 月) ； 中华人民共和国清洁生产促进法( 2 0 0 3 年1 月1 日起施行) ； 国家环境保护“十二五”规划国发( 2 0 11 ) 4 2 号； 印染行业废水污染防治技术政策( 环发( 2 0 0 1 ) 1 1 8 号) 。 ( 2 ) 执行的污染排放标准 纺织染整工业水污染排放标准( g b 4 2 8 7 9 2 ) ； 工业企业厂界环境噪声排放标准( g b l2 3 4 8 2 0 0 8 ) ； 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准( g b l 8 5 9 9 2 0 0 1 ) ； 危险废物贮存污染控制标准( g b l8 5 9 7 2 0 0 1 ) 、 危险废物鉴别标准 ( g b 5 0 8 5 1 9 9 6 ) 和国家危险废物名录； 恶臭污染物排放标准( g b l 4 5 5 4 - - 9 3 ) 。 2 纺织行业废水产生及防治情况 2 1 纺织行业发展状况 纺织工业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业，2 0 0 7 年，纺织工业实现 工业增加值8 1 2 6 亿元，占全部工业增加值的6 9 ，占全国g d p 的3 3 。纺织工业约3 0 的产品销往国际市场，国际市场占有率连续十余年位居全球首位；2 0 0 7 年纺织品服装出口 总额1 7 5 6 亿美元，比2 0 0 0 年增长2 3 倍，年均增长1 8 7 ，占全国出口总额的1 4 4 ， 占国际纺织品服装贸易额的3 0 。产品应用范围已扩大到航空、航天、水利、农业、交通、 医疗等众多领域。全行业吸纳就业人数超过2 0 0 0 万人，其中8 0 为农民工；消化农业提供 的棉、毛、麻、丝天然纤维近1 0 0 0 万吨，惠及1 亿农民。我国已经成为世界纺织服装生 产大国。 同属于纺织工业的羊绒产业是内蒙古具有特色的产业，多年来自治区政府始终将羊绒 产业作为优先发展的产业之一。 内蒙古自治区是中国最大的羊绒生产、加工、出口省区。全区羊绒年产量占世界的4 0 ， 年加工能力2 3 万吨，居世界第一。羊绒及羊绒加工业一1 度被认为是内蒙古最具竞争力的 行业。在内蒙古的羊绒企业中，年销售收入亿元以上企业8 家，1 0 亿元以上企业2 家，涌 现出鄂尔多斯、鹿王、兆君、东达蒙古王、维信等多个名牌企业，鄂尔多斯是全国三家 上市羊绒企业之一。目前，内蒙古鄂尔多斯市、包头市、巴彦淖尔市、呼和浩特市等地的 羊绒企业，已经形成了一个规模庞大的羊绒产业群。 2 2 纺织印染废水来源、水质、水量 2 2 1 来源 纺织工业中的印染行业是耗水、排污的“大户”，印染加工的四个工序都有废水产生， 包括：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，或除漂白废水以外的综 合废水。 2 2 2 水质及水量 印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一 般印染废水p h 值为6 1 0 ，c o d c r 为4 0 01 0 0 0 m g l ，b o d 5 为1 0 0 4 0 0 m g l ，s s 为1 0 0 2o o m g l ，色度为1 0 0 4 0 0 倍。但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废 水水质将有较大变化。如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废 水的c o d 。，将增大到2 0 0 0 3 0 0 0 m g 1 以上，b o d 。增大到8 0 0 m g l 以上，p h 值达1 1 5 1 2 ， 并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中 4 c o d c r 的量超过废水中c o d c r 的量2 0 时，生化处理将很难适应。印染各工序的排水情况 一般是： ( 1 ) 退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维 屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，p h 值为1 2 左右。上浆以淀粉为主的( 如棉布) 退浆 废水，其c o d 、b o d 值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇( p v a ) 为主的( 如涤棉经纱) 退浆废水，c0 d 高而b o d 低，废水可生化性较差。 ( 2 ) 煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、 表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。 ( 3 ) 漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫 代硫酸钠等。 ( 4 ) 丝光废水：含碱量高，n a o h 含量在3 5 ，多数印染厂通过蒸发浓缩回收n a o h ， 所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，b o d 、 c o d 、s s 均较高。 ( 5 ) 染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、 表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，c o d 较b o d 高得多，可生化性较差。 ( 6 ) 印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水， 污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，b o d 、c o d 均较高。 ( 7 ) 整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。 2 3 纺织行业废水防治状况 印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3 1 0 6 4 1 0 6m i 。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特 点，属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理 技术的进步，使p v a 浆料、人造丝碱解物( 主要是邻苯二甲酸类物质) 、新型助剂等难生化 降解有机物大量进入印染废水，其c o d 浓度也由原来的数百m g l 上升到2 0 0 0 3 0 0 0 m g l ， 从而使原有的生物处理系统c o d 去除率从7 0 下降到5 0 左右，甚至更低。传统的生物处 理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的c o d 去除率也仅为3 0 左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。 3 纺织废水污染防治措施及方法比选 纺织废水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上浆等过程中产生的含天然杂质、脂肪以及 淀粉等有机物的废水。近年来随着对印染产品需求的多样化，印染产品在品中所占比例加 大。印染废水是洗染、印花、上浆等多道工序中产生的，含有大量染料、淀粉、纤维素、 木质素、洗涤剂等有机物，以及碱、硫化物、各类盐类等无机物，污染物浓度高，色泽深， 并伴随有恶臭气味，是难处理的工业废水之一。 另外，废水治理的机械设备噪声和恶臭的污染防治，以及生物处理或化学处理过程中 产生的剩余活性污泥的处置，都应是纺织印染废水处理中一并解决的污染问题。 3 1 废水处理方法分类 根据使用技术措施的作用原理和去除对象，废水处理法可分为物理处理法、化学处理 法和生物处理法三类。具体如下： 3 1 1 废水的物理处理法 利用物理作用进行废水处理，主要目的是分离去除废水中不溶性的悬浮颗粒物。主要 工艺有： ( 1 ) 格栅和筛网格栅是一组平行金属栅条制成的有一定间隔的框架。把它竖直或倾斜放 置在废水渠道上，用来去除废水里粗大的悬浮物和漂浮物，以免后面装置堵塞。筛网是穿 孔滤板或金属网制成的过滤设备，用以去除较细小的悬浮物。 ( 2 ) 沉淀法利用重力作用，使废水中比水重的固体物质下沉，与废水分离。主要用于( a ) 在沉砂池中除去无机砂粒( b ) 在初期沉淀中去除比水重的悬浮状有机物( c ) 在二次沉淀中 去除生物处理出水中的生物污泥( d ) 在混凝工艺以后去除混凝形成的絮状物( e ) 在污泥浓 缩池中分离污泥中的水分，浓缩污泥。此法简单易行而且效果好。 ( 3 ) 气浮法在废水中通入空气，产生细小气泡，附着在细微颗粒污染物上，形成密度小 于水的浮体，上浮到水面。主要用来分离密度与水接近或比水小，靠重力无法沉淀的细微 颗粒污染物。 ( 4 ) 离心分离利用离心作用，使质量不同的悬浮物和水体分离。分离设备有施流分离器 和离心机。 3 1 2 废水的化学处理法 ( 1 ) 酸性废水的中和处理法 酸性废水处理可以用投药中和法、天然水体及土壤碱度中和法、碱性废水和废渣中和 法等。药剂有石灰乳、苛性钠、石灰石、大理石、白云石等。其优点是：可处理任何浓度、 任何性质的酸性废水。废水中允许有较多的悬浮物，对水质水量的波动适用性强，中和剂 利用率高，过程容易调节。缺点：劳动条件差、设备多、投资大、泥渣多且脱水难。天然 水体及土壤碱度中和法采用时要慎重，应从长远利益出发，允许排入水体的酸性废水量应 根据水体或土体的中和能力来确定。 ( 2 ) 碱性废水和废渣中和法 投酸中和法可用药剂：硫酸、盐酸、及压缩二氧化碳( 用二氧化碳做中和剂，由于p h 值低于6 ，因此不需要p h 值控制装置) 酸性废水及废气中和法如烟道气中有高达2 4 的二 氧化碳，可用来中和碱性废水。其优点可把废水处理与烟道气除尘结合起来，缺点是处理 后的废水中硫化物、色度和耗氧量均有显著增加。清洗由污泥消化获得的沼气( 含2 5 一3 5 的二氧化碳气体) 的水也可用于中和碱废水。 3 1 3 生物处理法 利用微生物可以把有机物氧化分解为稳定的无机物的这一功能，经常采用一定人工措 施大量繁殖微生物。 ( 1 ) 好氧生物处理法 应用好氧微生物，在有氧环境下，把废水中的有机物分解成二氧化碳和水的方法，主 要处理工艺有：活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等，这种方法处理效率 高，应用面广。 ( 2 ) 厌氧生物处理法 应用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物，最后生成二氧化碳、甲 烷等物质的方法。主要用于有机污泥、高浓度有机工业废水的处理。如啤酒厂、屠宰厂。 ( 3 ) 自然生物处理法 应用在自然条件下生长，繁殖的微生物处理废水的方法。工艺简单，建设费用和运行 成本都比较低，但其净化功能受自然条件的限制，处理技术有氧化塘和土地处理法。 3 2 纺织废水处理方法的比选 3 2 1 印染废水处理的方法比选 目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。国外也是 基本如此。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使p v a 浆料、新型助 剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。原有的生物处理系统大 都由原来的7 0 c o d 去除率下降到5 0 左右，甚至更低。色度的去除是印染废水处理的 一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外，p v a 等化学浆料造成的c o d 占印染废水总c o d 的比例相当大，但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只 有2 0 3 0 。 针对上述问题，近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高 效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。下面从物理法、化学法和生物法三个方 面的评述着手，介绍目前印染废水处理的方法及研究的状况。 ( 1 ) 印染废水处理的物理法一吸附法 在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉术 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 在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法( 多半用于三级处理) ， 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。s a i t o t 等人的研究表明，活性炭的吸附率、b o d 去除率、c o d 去除率分别达9 3 、9 2 和6 3 ， 活性炭吸附能力可达到5 0 0 m g c o d g 炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水b o d 5 2 0 0 m g l ，则采用这种方法是不经济的。 吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水 水质来选择吸附剂。研究表明，在p h = 1 2 的印染废水中，用硅聚物( 甲基氧) 作吸附剂， 阴离子染料去除率可达9 5 1 0 0 。 高岭土也是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地吸附废水 中的黄色直接染料。此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较 低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。 ( 2 ) 印染废水的化学处理法 混凝法 主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱 式氯化铝( p a c ) 的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来，国外采用高 分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混 凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广，若与硫酸铝合用，则 可发挥更好的效果。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 地而积少、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。 氧化法 臭氧氧化法在国外应用较多，z i m as v 等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。 研究表明，臭氧用量为0 8 8 6 9 0 3 g 染料时，淡褐色染料废水脱色率达8 0 ；研究还发现， 连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量 16 - 7 。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成问歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔 板。 臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的 染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推 广应用有一定困难。 光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。 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5 0 7 0 ，但对 颜色深、c o d c r 高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明，各类染料在电 解处理时其c o d c r 去除率的大小顺序为：硫化染料、还原染料 酸性染料、活性染料 中性染料、直接染料 阳离子染料。目前这种方法正在推广应用。 ( 3 )印染废水的生物处理法 多年以来，国内对印染废水以生物处理为主，占8 0 以上，尤以好氧生物处理法占绝 大多数。从现有情况看，我国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5 0 左右，所以当出水色度 要求较高时，需辅以物理或化学处理。 好氧生物处理对b o d 去除效果明显，一般可达8 0 左右，但色度和c o d 去除率不 高，尤其如p v a 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c o d 达到2 0 0 0 3 0 0 0m g l ，而且b o d c o d 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5 0 7 0 ( 国外) ，在国内也占4 0 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，探求高效、低耗、 投资低的印染废水处理新技术已同显重要。 厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，f u k u n a g an 等人对传统消化罐作了改造，在罐内 装填固定微生物，主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及单氮基 因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行( 3 7 。c ) ，水力停留时间6 h ，主要含 甲基红染料的污水颜色能完全去除。有研究表明厌氧处理丝绸印染废水，在h r t = 1 0 1 。1 d ，c o d 去除率7 4 8 2 ，脱色率分别为：黑色5 1 、紫红色9 4 、玫瑰红9 6 、 茄紫3 0 、大红5 5 。用u a s b 和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运 行结果表明，废水中的色度和c o d 去除率分别稳定在8 0 齐h9 0 以上。 为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术，近年来在厌氧法与好氧法的结 合方面进行了大量的试验研究，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( h r t ) 一般为3 - 一5 h ，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p v a 、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( s r t ) ，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，厌氧一好氧系统中的厌氧 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。 表3 1印染废水各种处理方法优缺点一览表 处理方法 优点缺点 活性炭的吸附率、b o d 去除率、c o d 物理法一吸附法若废水b o d 5 2 0 0 m g 几，则采用这种方法是不经济的。 去除率分别达9 3 、9 2 7 和6 3 。 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、运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理 混凝法 占地面积少、对疏水性染料脱色效效果差。 化学处理 率很高。 臭氧氧化法对多数染料能获得良对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差，耗 法氧化法 好的脱色效果电多，大规模推广应用有一定困难 电解法 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5 0 对颜色深、c o d c r 高的废水处理效果较差 7 0 色度和c o d 去除率不高，单纯的好氧生物处理难度越来越 好氧生对b o d 去除效果明疑，一般可达 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米是废水处理领域没有解决好的一 生物处理 物处理8 0 左右 个难题。据资料报道，一般污泥处理或处置费用占整个污 法水一费用的5 0 7 0 ( 国外) ，在国内也占4 0 左右。 厌氧生 存i i r t l - 0 1 1 d ，c o d 去除率 对色度去除率彳i 高，一股存5 0 左右，所以当水色度要 7 4 8 2 ，脱色率分别为：黑色 物处理求较高时，需辅以物理或化学处理 5 1 、紫红色9 4 、玫瑰红9 6 、茄 处理方法优点缺点 紫3 0 、人红5 5 。用u a s b 和管道 厌氧消化器直接处理高浓度染料 废水的中长期运行结果表f ! j j ，废水 中的色度和c o d 去除率分别稳定 在8 0 $ n9 0 以| 二 3 2 2 纺织印染废水处理的方法推荐 纺织印染废水是一种水质变动范围大，成份复杂，含有的多种有机染料难降解，色 度深，耗氧量大，且悬浮物多的废水。在城市下水道和污水处理厂建设较完善的城市，废 水首先在工厂作预处理，达到城市下水道排放标准后进行集中处理。废水经过预处理再排 放可改善污水水质，降低城市污水厂处理负荷，同时便于根据不同的废水水质采取不同的 预处理手段。 技术层面在，对印染废水进行预处理时，有机物的去除一般以生物法为主，对难于 生物降解的印染废水，采用厌氧( 水解) 一好氧联合处理较为合适，对易于生物降解的印染 废水，可采用一段生物处理。色度和悬浮物的去除，一般以物理化学方法为主，对于规模 大、处理水平高的工厂，可采用电解、化学絮凝、臭氧氧化剂等氧化和格栅及筛网等工艺， 对于小规模的工厂，可采用炉渣过滤工艺。 社会和经济层面，由于纺织工业为劳动密集型行业，产品附加值相对低，多位于人 口集中的城市中，土地成本高，因此除了在技术层面考虑外，还应在经济和社会层面考虑 废水处理方法的选择，对于位于水资源短缺地区还应考虑提高废水再利用率，实现废水资 源化。 3 废水处理站恶臭的防治 纺织印染废水处理站由于多采用生物处理方法，可产生一定恶臭污染，主要污染物 为氨和硫化氢。 恶臭污染防治措施： ( 1 ) 考虑到项目当地气候特点( 主要是当地夏季主导风向等) ，以及环境敏感保护目标 位置情况下，合理安排废水处理站在企业的平面布置中位置，保证与环境敏感保护目标有 一定防护距离，且应布置于当地夏季主导风向下风向； ( 2 ) 在经济允许条件下且又能满足污水站污水处理工艺要求情况下，废水站设施和构筑 物等恶臭源置于室内，便于恶臭的集中处理和排放； ( 3 ) 根据具体情况，选择工艺合理、技术成熟、经济上企业可以接受的恶臭控制方法， 做到达标排放。各种常用的恶臭控制技术方法特点如下表3 2 。 表3 2常用的恶臭控制技术方法 序号 技术方法应用费用优点缺点总去除率 填料式湿泫中至重度污染；中至中等投资和有效和可靠；必须处理化学踱 l9 9 u 及收塔 人型设施 运行成本 使用年限长水：消耗化学品 纠雾湿法吸中伞晕度污染；中至较j ：种方法化学品消耗需要软化用水， 2| 收器大型设施投资多低吸收器体积较大 取决于活性只适用于相对低 活性炭吸附低_ 彳| ! 中度污染：小至炭填料的置方法、结构简浓度的臭气，难 3 | 器大型设施换和再生的易 以确定活性炭使 次数用寿命 低至中度污染；小至低投资和运简易：运行、 难以确立设计标 4生物滤池 准，不适合高浓 9 5 火型设施行成本维护最少 度臭气 对于臭气和 高投资和运挥发性有机 只经济适于人型 5热氧化法重度污染；大型设施设施的高流量、 | 行成本化合物很有 难处理的臭气 效 经济适用于 扩散至活性 低至中度污染；小至 已有风机和 简易；低运 6行、维护；有 易侵蚀风机，卅i 污泥处理池 大型没施 扩散装置的 适于高浓度臭气 9 0 9 5 设施 效 低至中度污染；小至取决于化学臭气去除效率有 7抗臭气剂低投资 5 0 大型设施品的消耗量限 3 4 废水处理站噪声的防治 纺织印染废水处理站中各种产噪设备包括空压机、各种循环水泵和提升泵、曝气设备 以及污泥泵等，噪声源声压级在6 5 9 6 分贝之间。 噪声防治措施： ( 1 ) 合理安排废水处理站及产噪设备在企业的平面布置中位置，远离环境敏感保护目 标； ( 2 ) 废水处理站设备选型选用低噪设备； ( 3 ) 对于噪声源废水处理站产噪设备，设计中采取废水站产噪设备置于室内，或对 噪声大的设备壳体结构加固基础，实施减振措施，并设置音障、隔声室或集中控制室； ( 4 ) 废水处理站周围采取设置防护林，防护林以常绿乔灌木为主，搭配布置，也可起到 降噪作用。 5 废水处理站污泥的处置 纺织印染废水处理站污泥来源于废水处理的工序，主要包括废水的预处理栅渣、物化 污泥、生化污泥。污泥中有机物含量较高，根据产生污泥量的多少决定采用间歇式或连续 式脱水设备。间歇式脱水机以板框箱式压滤机为主，而连续式脱水机以带式压滤机为主。 废水处理量1 0 0 0 m 3 d 以上建议采用连续式脱水设备。废水处理量较少，污泥量较少，可 采用污泥置于干化场自然干化，统一堆放，再由环卫部门运至城市生活垃圾填埋场。 另外，由于染料使用的不同，废水处理站污泥含六价铬等污染物，根据国家危险废 物名录( 环发( 1 9 9 8 ) 8 9 号) 这部分污泥属危险废物，必须按危险废物的相关规定处置 和管理，即送至环保部门指定的城市危险废物处理单位处理处置，并与危险废物处理单位 签订合同。危险废物在厂区临时堆存时，要设置危险废物临时堆存设施和档案，密闭保存， 并严格管理。 4 1内蒙古鹿王羊绒集团公雷 龄 j 泌 1 2 5 9 i 卢i 上：么：2 j ： 内蒙古鹿王羊绒集团公司： 一 ， 、 、 、 、 、 j 抽 d9 9 9 、 1 4 - 孵+ ，1 f f 一 h b 一 。b 一 誊 o 一 。鞋l 一 0 1 ， o 4tri o 0_t已。 o c一巴，藤 g o o g l c e a r t h 王 4 实际案例分析纺织废水污染防治 根据工作需要对包头市的羊绒纺织企业内蒙古鹿王羊绒有限公司的废水防治进 行了实地调查。 4 1 内蒙古鹿王羊绒有限公司情况简介 ( 1 ) 一般情况： 内蒙古鹿王羊绒有限公司，坐落于包头市东河区巴彦塔拉大街东河桥南，是原内蒙古 鹿王羊绒集团公司改制后构成的一个股权多元化有限责任公司。鹿王羊绒始建于1 9 8 5 年， 是一个传统与现代纺织技术相结合的纺织企业。目前，该公司生产规模为年产羊绒及混纺 针机织服装5 0 0 万件、羊绒及混纺面料1 0 0 万米( 含围巾、披肩、羊绒毯等) ，配套加工 无毛绒及澳普蒂姆毛条1 0 0 0 吨、粗精纺绒纱线2 0 0 0 吨。 公司产品出口美国、欧盟、日本、韩国等国际主流市场，2 0 0 9 年出口羊绒衫2 3 8 万件、 羊绒围巾、披肩6 3 5 万条，出口额4 4 8 9 7 万元。 公司“鹿王”商标于被国家工商局授予“中国驰名商标”，被自治区科技厅授予“自 治区科技示范企业”，自治区科技厅授予“自治区专利试点企业”，被国家质量监督检验检 疫总局授予“国家免检产品”和“中国名牌产品”，被国家商务部评为“商务部重点培育 和发展的出口名牌”，中国纺织工业协会发布内蒙古鹿王羊绒有限公司为“2 0 0 8 2 0 0 9 中国 纺织服装企业竞争力5 0 0 强”、“2 0 0 8 年度中国纺织服装行业出口1 0 0 强”和“2 0 0 8 2 0 0 9 年度毛纺行业竞争力1 0 强”企业。 ( 2 ) 自然环境 地理位置 内蒙古鹿王羊绒有限公司位于包头市东河区巴彦塔拉大街东河桥南。 公司所在地包头市位于内蒙古自治区西部，东邻呼和浩特市，北与蒙古人民共和国接 壤，西临巴彦淖尔盟，南与鄂尔多斯市隔黄河相望。全市总面积2 7 6 9 1 k m 2 ，是连接华北与 西北的重要交通枢纽，地理坐标为东经1 0 9 。1 51 2 ”1 1 1 。2 62 5 ”，北纬4 0 。1 4 5 6 ” 4 2 。4 34 9 。 包头市地理位置位于蒙古高原南端，： 匕部为高原，海拔1 5 0 0 m 左右；阴山山脉的大青 山和乌拉山横亘于包头中部，海拔2 0 0 0 m 左右；南部为土默川平原，海拔约1 0 0 0 m ，南部 平原东西长1 4 4 k m ，南北宽约2 0 k m ，地势平坦，土地肥沃。 地形地貌 包头市分为三大地貌：北部丘陵高原、中部山岳、南部甲原，阴山山脉的大青山、乌 拉山、色尔腾山横亘于全市中部，整个地形呈中间高、南北低、北高南低、西高东低走势， 海拔1 0 0 0 m - - - - 2 3 0 0 m ，山南平原又分为山前倾斜平原、冲积洪积平原和黄河冲积平原。内 蒙古鹿王羊绒有限公司位于山前冲积平原上部，整个地形呈北高南低走势，地理坐标为东 经1 0 9 。5 27 、北纬4 0 。3 87 ，海拔高度为l o l o l l o o m 。 气候特征 包头市属内陆半干旱中温带大陆性季风气候，气候特点为：春季干旱风沙大，夏季炎 热雨集中，秋高气爽日照长，冬季寒冷雨雪少。年平均气温6 5 ，七月份最高，平均为 2 2 9 c ，一月份最低，平均为1 2 3 ，最大冻结深度1 7 5 m 。年降水量为3 1 0m m ，降雨集 中于七、八月份，年蒸发量为2 1 0 0 - - 2 3 4 2m m ，年相对湿度在5 0 左右，年平均日照3 1 4 8 h ， 无霜期9 0 - - 1 4 0 d 。主导风向为n n wj x l ，一般冬季多西北风，夏季多东南风，年平均气压 为8 9 5 - - 8 9 8 h p a 。 根据包头市气象局近三年的风向资料统计，全年及冬、春季盛行n n w 风，频率分 别为1 4 7 、2 0 7 、1 5 ；夏季主导风向为s e 风，频率是1 2 ；秋季则以n 风出现最 多，频率为1 9 5 ，本地区全年静风频率为2 1 3 。包头市区年平均风速为2 9 m s 。 水文特征 一 包头市属半干旱水文地质区，地表水主要有黄河干流包头段、昆都仑水库、南海子、 民生渠。黄河自西向东向东流经包头，包头段长2 1 6 k m ，河面水宽1 3 0 4 5 8 m ，水深 1 4 - 9 3 m ，平均流速1 4 m s ，平均流量8 2 4 m 3 s ，平均径流量2 5 6 1 0 8 3 m 。每年八、九 月问，上游降水集中，洪水大量倾入，致使黄河水位猛涨，因此防汛任务很重。黄河冬 季封冻。 另外，包头市还有昆都仑河、四道沙河、东河、西河四条泄洪河道，内蒙古鹿王羊绒 有限公司处理后废水排入东河，最终入黄河。 一1 8 y 1 一 e 。 q ” t ；通。肇= 卜 ， 冒 b 正- 、 j _ 繇澳 f 誊 【|i 趸 f ；漓- 薹气矿 j 翅： +，1 1 穿i - l f i ：翻陋 互 ： 心 1 l 剖 蹦固 烈 l f i 擎奄：霸 b 多鸣 是弗 |、i醐 f j l i 一一) l 强 瑙1 号i k 逊6 ， i ， _ 譬j 旷 ： i 盆 ： 图4 7内蒙古鹿王羊绒有限公司的主要产品j 一一蕊 、： 鎏、。，-图4 8 分梳车间 一1 ，芝，j + 。“鞭 1 ：h ：一、蠢墨、，一孵! 乃螨o 、二一? ，、。 一去一r露_。耍 ! 戈： 谰 羔。_ ，；0 。兰曼：二二? t 兰翌 i 一 f i l l ：曼赫脚一蹲i i i i i 肇! 曰一 蘩 c 、i 蠹 斟 。一，怒聪。，1，鼍 l _ 匿i l - j r r r r r严1醴： l i 1，_ 罗一一一：。i 薹 一j _ 口i g 豁 一 。 。_ # l酽 黪霹鬻蘧 1o 曩_ _ 5 r 图4 1 0 染色车间 图4 1 l 针织车间 4 2 主要工程分析 4 2 1 基本情况 ( 1 ) 生产规模和主要产品： 羊绒及混纺针机织服装5 0 0 万件、羊绒及混纺面料1 0 0 万米( 含围巾、披肩、羊绒毯 等) ，配套加工无毛绒及澳普蒂姆毛条1 0 0 0 吨、粗精纺绒纱线2 0 0 0 吨 ( 2 ) 主要原辅材料 主要原辅材料为无毛绒、丝、染料及助剂等，主要原材料消耗情况见表4 1 。 表4 1主要原辅材料消耗 序号名称 用量( t a 1 来源 1 无毛绒 2 9 7 3 购入 2 毖 4 1 7 购入 3 染料 1 6 7 进口 4 助剂 6 7 购入 5 和毛油 5 0 购入 合计 3 6 7 4 ( 3 ) 主要设备及构筑物 公司包括分梳车问、染色车问、纺纱车间、针织车问、后整理车问、废水处理站以及 生活办公辅助部门，设备主要有：分梳设备、染色设备、纺纱设备、针织及后整理设备、 粗纺及后整理设备和废水处理设备等。企业平面布置情况见图4 2 。 ( 4 ) 生产工艺及排污流程 本工程生产包括粗纺高支纱纺纱、精纺面料织造和针织工艺等。 ( 1 ) 粗纺高支纱纺纱工艺流程 原料( 无毛绒) 经染色一和毛_ 梳毛_ 纺纱一自动络筒一成纱制成粗纺纱。 生产工艺及排污流程图见图4 1 1 。 原料为分梳后的无毛绒。纺纱之前，先经过染色，主要设备是染毛散色机，所用染料 是瑞士汽巴嘉基、克莱恩以及德国巴斯夫公司的染料，助剂是瑞士汽巴嘉基公司和国内生 产的助剂。染色之后要经过脱水、烘干。染色工序有染色废水产生。 染色工序后是和毛，把原料进