超纤非织布印染废水处理方案

随着科技的发展，印染行业普遍采用碱减量技术， 使涤纶织物获得光滑柔软的手感、悬垂感和飘逸感等丝 绸织物的性能，并使织物在其他品质，诸如染色性等方 面甚至超过了天然纤维。但是由此而产生的碱减量废水 COD高，可生化性较差，污染严重，已成为难处理的工业废水之一。

1 项目概况

厦门某纤维材料有限公司是一家从事超细纤维非 织造布的生产，并制成高档聚氨酯合成革的公司。该公司在生产过程中排放的废水主要有四种类型，其 中，碱减量废水800m3/d，COD为2000～80,000mg/L； 染色废水480m3/d，COD含量为800～1400mg/L；生 活污水150m3/d，COD含量为300～500mg/L；其它废水 100m3/d，COD含量为2000～3000mg/L。该项目废水处理 执行《厦门市水污染排放控制标准》（DB35/322-1999） 中的一级排放标准，各项指标要求见表1

2 污水处理设备处理工艺流程

由于生产工艺各工段产生的废水具有不同性质，应采取分质分治的工艺对其进行处理。

2.1 分质分治工艺路线

2.1.1 浓碱减量废水处理

浓碱减量废水源自生产工艺前段碱液池，NaOH含量 可达到1％～2％，COD浓度达到5×104～8×104mg/L。水 中的对苯二甲酸盐含量高，有较大的回收价值。为提高 回收的对苯二甲酸（TA）纯度，设计中采用多介质过滤 器进行预处理，去除水中杂质，再进行后续酸析处理。 采用硫酸对碱减量废水进行酸析以回收TA，pH值越 低则析出的TA量越大。通过试验分析比较，酸析应控制 pH在3.5，TA析出量和硫酸投加量可达到佳平衡点。酸 析反应时间应保证20min，再进入浓缩池，浓缩液用防腐 聚丙烯厢式压滤机进行脱水回收TA。该废水经过酸析处 理后可使COD去除率大于65%，BOD5/COD提升到0.3以 上。浓缩澄清液和滤液到集水池进行再处理。

2.1.2 稀碱减量废水处理

该废水pH值为13～14，COD为2×104～4×104 mg/L，主要为生产工艺后段清洗水。由于TA浓度较低 且量大，若直接加硫酸进行酸析，则达到酸析点的投酸量大，而TA析出量少，使得单位处理成本上升。为此， 拟先将稀碱减量废水用于脱硫除尘，由于废水中的NaOH 能和烟气中SO2快速反应，在有效去除SO2的同时，废水 pH降低，减少后续酸析的硫酸投加量。考虑到TA回收 需要，通过调节脱硫水回流量，控制pH在6.5以上，防 止TA析出。试验证明，该控制点的脱硫效率达到95％以 上，可使烟气达标排放，为企业解决了另一环保难题。 脱硫废水经过沉淀后，澄清液再投加硫酸进行酸析 处理，同样控制pH在3.5，后续处理与上述浓碱减量一体化污水处理设备水处理工艺一致。

2.1.3 铁碳微电解

酸析后废液pH低，若直接采用碱回调，则投碱量 大，增加处理成本。可利用原电池原理，在酸性条件 下，反应池中形成无数以铁为阳极、碳为阴极的微型原 电池，电极反应如下：

阳极：Fe-2e→Fe2+ E0（Fe2+/Fe）= -0.44V

阴极：2H++2e→ 2[H]→H2↑ E0（H+/H2）＝0V

电极反应产生的Fe2+在后续处理中将被作为混凝剂 使用，且在曝气条件下多形成Fe3+，有利于后续的混凝 反应，减少混凝剂投加量。而电极反应产生的羟基自由 基（OH•）可氧化多种有机物。在充氧曝气条件下，经 过30min铁碳微电解反应后，废水的COD去除率可达到 50%～60%。

pH影响微电解的电极反应速率和产物生成，而反 应终水中导致OH-浓度增加，pH上升。试验表明，当 pH升高了1.5左右之后趋缓，即出水pH一般在4.5～5.0。

2.1.4 综合废水处理

其它废水主要有实验室废水、织机含油废水、差别 化纤工艺废水等。这部分水经过隔油预处理后与锦纶印 染废水混合后，再进入曝气混合池与铁碳微电解池出水 进行曝气混合，同时投加石灰，调节pH至8.0。

由于铁碳微电解池出水pH值较低，且水中含有大量 Fe2+、Fe3+、硫酸根等，选择投加石灰，可同时形成CaSO4 和Fe(OH)2、Fe(OH)3 等沉淀物，并形成混凝效果，通过吸 附架桥作用去除水中污染物质。在后续的混凝反应池中 再投加助凝剂，以增强沉淀去除效果。

中试数据表明，印染废水与铁碳反应后的碱减量废 水混合处理的加药量和处理效果，与各自单独处理相比 较，可节省加药量约30％，并且出水水质更佳。经过混 凝反应和斜管沉淀后，混合废水COD可控制在3000mg/L 左右，BOD5为1000～1600mg/L。这时再与生活污水混合进行后续生化处理。 生化处理工艺采用U A S B +接触氧化工艺。针对 水中残留的一定量的生物难降解物质，采用UASB工 艺。UASB工艺出水COD为500～1200mg/L，BOD5约为 300～700mg/L。而接触氧化工艺通过充氧曝气和好氧菌 胶团的作用，进一步氧化分解水中污染物质，并通过二沉池的污泥回流，提高生化系统污泥活性。

由于该项目的废水污染物浓度高，水质变化大，因 此在后段增加混凝沉淀池、生物滤池和砂滤池，可确保 出水色度和有机物达标排放。

工艺产生的污泥主要为混凝沉淀污泥和生化剩余污泥，通过浓缩、压滤脱水，干污泥外运妥善处置。

2.2 工艺流程

综合上述分析，确定废水处理工艺流程如下图。

2.3 处理效果

根据中试试验数据，该处理系统各工段处理效果如表2所示。

 

3 经济效益分析

本设计总装机容量为193kW。岗位定员10人。通过 分析核算，该项目所有废水经过处理至达标排放，平均 吨水直接处理成本为0.89元，其中包含人工、药剂、动 力、维修耗材等各项直接费用。工艺回收的TA含量可 达到95%以上，可作为较初级的化工原料应用，为企业 创造了可观的经济效益。

4 结论

（1）印染厂碱减量废水经废酸酸析，控制酸析点pH在3～4范围，可有效回收TA，COD 去除率大于60%，并使得废水的B/C 比提升到0.3以上，适合生物处理。

（2）经过酸析处理的碱减量废 水经铁碳微电解反应池，既提高了 pH值，又去除了50%～60%的COD。 还可使得出水富含混凝成分，用于其 他印染废水的混凝处理，可节省药剂 量30%。

（3）UASB-接触氧化处理工 艺，可实现碱减量废水、印染废水、 生活污水等混合废水的达标处理。