一種染料廢水處理新工藝的中試試驗

摘要

[目的]研究一種染料廢水的處理新工藝。[方法]針對染料廢水現有處理工藝中存在污泥排放量大，鹽度高的問題，采用濃縮、中和、吸附、脫色、濃縮結晶、離心分離的方法將廢水中的硫酸制備成硫酸銨，同時采用曝氣生物濾池法處理濃縮過程中的蒸餾出水。[結果]母液水經新工藝處理后，平均COD由原來的10 557 mg/L下降至1 123 mg/L，平均去除率為89.62%。經新工藝處理后得到的硫酸銨晶體平均氮含量為21.05%，達到國家標準一等品要求。蒸餾出水經曝氣生物濾池處理后，COD 從424～524 mg/L降至75～95 mg/L。[結論]該方法不僅得到了平均氮含量為21.05%的硫酸銨晶體，而且實現了染料廢水的清潔化生產，大幅降低污泥排放量，并為企業創造了一定的經濟效益。

關鍵詞 染料廢水;處理新工藝;硫酸銨;蒸餾出水

中圖分類號 S273.5 "文獻標識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11473-02

Experiment of a New Treatment Process for Dye Wastewater

FU Weisong，CHEN HuaXiang，WANG Lingling "（Zhejiang Dibang Chemistry Co.， Ltd.， Shangyu， Zhejiang 312369）

Abstract [Objective] The research aimed to study a new treatment process for dye wastewater. [Method] For the problems that discharged amount of the sludge was more， and salinity was high in current treatment process of the dye wastewater， we prepared sulphuric acid in the wastewater into ammonium sulfate by using concentration， neutralization， adsorption， decolorization， concentration， crystallization and centrifugation. Meanwhile， distilled water in concentration process was treated by aeration biofilter method. [Result] After treated by new method， average COD of the mother solution declined from 10 557 to 1 123 mg/L， and average removal rate was 89.62%. Via treatment by new method， average nitrogen content of the ammonium sulfate crystal was 21.05%， reaching requirement of the national standard levelone product. After treated by aeration biofilter， COD of the distilled water declined from 424-524 to 75-95 mg/L. [Conclusion] The method not only got ammonium sulfate crystal with average nitrogen content of 21.05%， but also realized clean production of the dye wastewater. Discharged amount of the sludge sharply declined， and certain economic benefit was created for enterprise.

Key words "Dye wastewater; New treatment process; Ammonium sulfate; Distilled water

隨著染料行業的快速發展，染料廢水的排放量也急劇增加。目前，全國每年約有1.6億m3的染料廢水排放進入水環境中，造成環境污染。染料廢水因染料工藝復雜，種類繁多，性質也各不相同，不僅有機物含量高，色度較深，毒性較大，而且大多含有苯、萘、蒽、醌等芳香烴，如果不能采用有效的處理方法，放排后對環境污染很大。

當前國內外用于染料廢水的處理方法主要包括化學混凝法、化學氧化法、吸附法、電化學法和生物處理法[1-3]。雖然這些方法能有效去除水中有機物，降低廢水色度，但都不能對廢水中的有效成分進行回收利用，實現清潔生產。

筆者針對酸性染料廢水中存在的廢酸，先對其進行濃縮，后采用氨水中和、膨潤土吸附、活性炭脫色、濃縮結晶、離心分離的方法將廢水中的廢酸制備成副產物硫酸銨，同時對濃縮過程中的蒸餾出水采用曝氣生物濾池處理，達標后回用至染料生產和濾餅洗滌中，實現染料廢水的資源化利用。

1 廢水處理現狀

1.1 廢水水質和水量

浙江省某化工企業主要生產分散染料和染料中間體，廢水主要來自生產洗滌水和濾餅母液水。其中洗滌水水量4 000～5 000 m3/d，COD為4 000～5 000 mg/L;母液水水量1 000～2 000 m3/d，COD為10 000～12 000 mg/L。廢水主要成分包括苯胺、硝基苯及其衍生物，采用“中和+混凝沉淀+調節配水+水解酸化+A/O”工藝，出水達標后納入園區管網。

1.2 存在問題

①廢水酸度較高，目前企業采用電石渣進行中和，但中和后污泥較多，大量污泥需要填埋。隨著污泥填埋費用的不斷提高，企業污泥處理成本也將大幅增加。

②經中和、混凝后的洗滌水COD為1 000～2 000 mg/L，母液水COD為4 000～5 000 mg/L，兩者配水后的CODgt;1 500 mg/L的生化進水設計標準，需用工業水進行稀釋調配，不僅造成水資源浪費，同時增加企業污水納網成本。③生化系統處理效果不佳，水解酸化系統跑泥現象嚴重，A/O系統受有毒物質和鹽度影響較大，導致COD去除效果偏低。

2 "廢水處理新工藝

廢水處理新工藝流程如圖1所示。中試試驗以分散染料生產過程中的酸性廢水為例，采用間隙處理方式，日處理規模為6 m3/d。先將廢水中的廢酸含量由5%～6%濃縮至15%～20%，再將濃縮后的廢水泵至中和反應釜內，加氨水調pH至7.0～8.0，投加一定量的膨潤土用以吸附去除水中有機物，然后將吸附后的混合液泵至壓濾機內進行固液分離，分離后的固體運至企業內的制磚廠制磚，溶液經活性炭脫色后進行濃縮結晶和離心分離，得到硫酸銨晶體。濃縮過程產生的蒸餾出水經曝氣生物濾池處理后回用至染料生產和濾餅洗滌中。

圖1 廢水處理新工藝流程

3 "工藝運行效果

3.1 "預處理對COD的去除效果

預處理各工段對COD的去除效果如圖2所示。由圖2可知，濃縮后母液進水COD為8 537～13 075 mg/L，經中和吸附后COD為4 085～6 026 mg/L，平均去除率為53.22%，再經活性炭吸附脫色后COD為896～1 347 mg/L，平均去除率為77.82%，總去除率為89.62%。由于膨潤土層與層之間的晶格能置換產生電負性，對有機物中的陽離子具有較高的吸附性能，因此對COD的去除效果較好。而活性炭因其具有較大的比表面積，不僅可以吸附更多的有機物，而且活性炭中較多的中孔也為吸附質的擴散提供了寬敞的通道，因此活性炭對染料分子的脫色效果較好。母液水經吸附、脫色后，COD大幅降低，出水基本達到無色透明。

圖2 預處理各工段對COD的去除情況

3.2 濃縮后硫酸銨晶體氮含量效果

濃縮后硫酸銨晶體氮含量效果如圖3所示。由圖3可知，預處理后的母液水經過濃縮裝置濃縮結晶和離心分離后得到白色硫酸銨晶體，檢測得到其氮含量在20.90%～21.19%之間，平均氮含量為21.05%，達到硫酸銨國家標準一等品（氮含量21.0%）要求。

圖3 濃縮后硫酸銨晶體氮含量情況

3.3 蒸餾出水生化后COD去除效果

蒸餾出水生化后COD去除效果如圖4所示。濃縮過程產生的蒸餾出水COD為424～524 mg/L，經曝氣生物濾池處理后出水COD為75～95 mg/L，生化平均去除率為82.07%。曝氣生物濾池對COD有較高的去除效果，一方面由于濾池填料本身具有巨大的比

表面積有利于微生物和有機物的吸附，另一方面吸附在填料

上的微生物能進一步對有機物進行氧化

分解，降低了水中COD含量。經濾池生化后的出水可以繼續回用至染料生產及濾餅洗滌中，減少了污水的排放。

圖4 蒸餾出水生化后COD去除情況

4 新舊處理工藝對比

采用原工藝處理時，由于前期需要采用電石渣進行中和，會產生大量的硫酸鈣沉淀，污泥產生較多。按目前200元/m3的污泥填埋費計算，則污泥填埋成本為1.94元/t水。同時，處理后的廢水需納管排放，納網費為4.00元/t水。經新工藝處理后，膨潤土吸附產生的污泥可以進行制磚處理，曝氣生物濾池處理后的出水可以回用至染料生產和濾餅洗滌中，不再納管排放，同時生產的硫酸銨可以外售。與舊工藝相比，在新工藝條件下，不僅可以為企業減少污泥填埋費用和廢水納網費用，同時還可以為企業帶來一定的經濟效益，實現廢水的清潔化生產。

5 "結論

（1）母液水經新工藝處理后，平均COD由原來的10 557 mg/L下降至1 123 mg/L，平均去除率為89.62%。經處理后的母液水不僅有機物得到大幅削減，而且色度也基本能脫至無色透明。

（2）經新工藝處理后得到的硫酸銨晶體平均氮含量為21.05%，達到國家標準一等品要求，實現了染料廢水的資源化利用。

（3）濃縮過程中的蒸餾出水經曝氣生物濾池處理后，平均COD由474 mg/L降至84 mg/L，出水可回用至染料生產和濾餅洗滌中，不再納網排放，大大減輕了企業廢水處理的壓力。

參考文獻

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