羊絨行業含重金屬鉻廢水處理工藝探討

張增宏

（寧夏靈武市環保局，寧夏銀川750400）

羊絨行業含重金屬鉻廢水處理工藝探討

張增宏

（寧夏靈武市環保局，寧夏銀川750400）

對園區A、B羊絨企業生產廢水中重金屬鉻來源、危害及處理工藝進行探討；對羊絨行業廢水污染防治前景做出了展望。

羊絨行業含鉻廢水；處理工藝；探討

羊絨素有“軟黃金”之美稱，是珍貴高檔的紡織原料。寧夏靈武羊絨園區（國家級高新技術產業開發區），年流通原絨7 000余噸，約占國內的60%、世界的40%；已形成從分梳、制條、紡紗到制衫、織造的完整產業鏈條，年深加工原絨比例40%，成為國內、國際重要的羊絨原料集散地和制品加工基地，享有“世界羊絨看中國，精品羊絨在靈武”的聲譽。

園區羊絨企業在洗、梳、紡、織、染整個過程中會產生大量的廢水，不僅量大，而且成分復雜、高濃度的有機廢水，其中含有大量COD、氨氮、鉻等有毒有害物質；尤其是染色廢水會對水體及農業環境存在潛在危害，若其含量超標，會直接危害人體健康。

1　廢水中鉻的來源、遷移及危害

羊絨企業使用的含鉻染色劑，是羊絨廢水中鉻的主要來源，鉻主要以Cr3+、Cr6+的化合物形態存在。Cr3+大多數被底泥吸附轉化為污泥，少量溶于水，遷移能力弱。Cr6+在堿性水體中較為穩定，遷移能力強，其化學活性大，多溶于水，毒性強，會造成地下水的污染，如遷移到農作物中，富集后通過食物鏈傳遞，最終對人體造成傷害。

2　園區A、B羊絨企業含鉻廢水處理工藝

2.1A羊絨企業含鉻廢水處理工藝

2.1.1A羊絨企業含鉻廢水先經含鉻廢水預處理設施（采用還原+沉淀工藝）處理后，再與其它廢水一并經綜合廢水處理設施（采用氣浮+兩級生化+沉淀+氧化工藝）處理。總投資1 520.3萬元，總占地面積2 900 m2，設計處理規模950 m3/d，其中含鉻廢水預處理規模280 m3/d。污水處理添加藥劑主要有硫酸亞鐵、氫氧化鈉、PAM、PAC，其工藝流程及產污環節圖（見圖1）。

圖1　工藝流程及產污環節圖

2.1.2處理工藝說明染色廢水（含鉻廢水）采用人工網格去除廢水中絨毛纖維，再進入鉻還原反應器，廢水中的鉻主要為Cr6+，在反應器內加入還原劑（硫酸亞鐵），通過立式機械攪拌機攪拌，可將Cr6+還原成Cr3+。廢水中的鉻經還原后，通過調節廢水pH至8.5，水中鉻離子與氫氧化鈉發生反應生產Cr（OH）3沉淀，具體反應式如下：

鉻渣沉淀池生成的Cr（HO）3沉淀在池底沉積，通過排泥管進入鉻污泥池；上清液流入中間池。經過預處理后的含鉻廢水進入綜合廢水處理設施調節池進一步處理。

2.1.3處理工藝分析

（1）含鉻廢水預處理設施采用還原+沉淀處理工藝，達到去除廢水中所含六價鉻。通過類比分析，其六價鉻處理效率可達96%；經預處理后的含鉻廢水水質可滿足《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）表1中對六價鉻標準要求。A羊絨企業含鉻廢水處理工藝預處理效果（見表1）。

（2）綜合廢水（格柵+調節池+氣浮+兩級生化處理+二沉淀+混凝沉淀池+污泥處理）處理設施采用的氣浮工藝可去除廢水中的染料體，降低水體色度；同時還能有效去除廢水中COD、油脂、毛絨物質等，降低后續生化處理負荷，提高廢水的可生化性及處理效果。A/O生化工藝是典型的脫氮工藝，采用兩級生化處理由缺氧、好氧兩部分組成。缺氧區反硝化菌利用污水中可生物降解的有機物作為碳源，將硝化液回流所帶來的硝酸鹽進行反硝化，以達到去除氨氮的目的。好氧區通過生物膜法將廢水中的有機物所吸附、降解，使水質得到凈化。經采取上述綜合廢水處理工藝，處理后的出水可以達到《毛紡工業水污染物排放標準》（GB28937-2012）表1中的標準要求。

（3）A羊絨企業污水實際處理量為780 m3/d，其中含鉻廢水250 m3/d，其它廢水530 m3/d。廢水經處理后，COD削減23.65 t/a、BOD5削減12.15 t/a、氨氮削減0.65 t/a、六價鉻削減0.033 2 t/a。

2.2B羊絨企業含鉻廢水處理工藝

2.2.1B羊絨企業含鉻廢水采用化學法對染色廢水中鉻進行處理，混合廢水通過厭氧+物化+生化+生物過濾處理技術處理。總投資660萬元，總占地面積980 m2，設計處理規模530 m3/d，其中含鉻廢水預處理規模145 m3/d，其它廢水385 m3/d。污水處理添加藥劑主要有硫酸亞鐵、氫氧化鈉、PAM、PAC。工藝流程及產污環節圖（見圖2）。

圖2　工藝流程及產污環節圖

2.2.2主要設施功能工藝說明

格柵：攔截較大的懸浮物或漂浮狀固體污染物。

調節池：染色廢水為間歇性排放，調節池可起到調節水質，將廢水中不均衡的各項指標達到均衡。設計停留時間為10.0 h。還原池：染色廢水由于染料和染料助劑的使用，其中含有重金屬鉻元素，通過添加硫酸亞鐵還原劑，在酸性條件下（企業廢水呈酸性pH=3.41），通過攪拌，充分反應，將水中Cr6+還原為Cr3+，為后續重金屬鉻的降解做準備，同時硫酸亞鐵還具有絮凝作用，可小范圍降低水中COD、SS等，并起到一定的脫色作用。設計停留時間為2 h。硫酸亞鐵與鉻酸鹽反應式如下：

沉淀池：經硫酸亞鐵還原后廢水通過自流進入沉淀池，通過添加氫氧化鈉堿類藥劑可使Cr3+與OH-結合生成Cr（OH）3沉淀，以達到重金屬鉻元素的降解目的，同時通過加堿類可使廢水中pH得到調節。本項目沉淀池采用螺旋式結構，利用水流自身力量使廢水中Cr3+與堿類藥劑充分反應，進一步提升了對鉻的去除效率。設計停留時間為4 h。Cr3+與氫氧化鈉堿類反應式如下：

含鉻廢水經鉻處理工藝處理后，Cr6+含量滿足《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）表2中間接排放標準后，與生活污水混合，進行混合廢水綜合處理。

2.2.3含鉻廢水預處理工藝可行性分析

（1）本工藝對含鉻廢水進行處理，經過類比分析，鉻處理工藝對Cr6+的處理效率達到98.5%以上，經處理后的廢水中Cr6+滿足《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）表2中間接排放標準。B羊絨企業含鉻廢水處理工藝預處理效果（見表2）。

表2　B羊絨企業含鉻廢水處理工藝預處理效果表

（2）羊絨企業含鉻廢水經鉻處理工藝處理后，與生活污水混合，進行混合污水綜合處理，通過采用“厭氧+物化+生化+生物過濾”多個處理工藝串聯，確保混合污水經該工藝處理后水質達到《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）表2中間接排放標準。

（3）B羊絨企業污水實際處理量為319.2 m3/d，其中含鉻廢水75 m3/d，其它廢水244.2 m3/d。廢水經處理后，COD削減81.23 t/a、BOD5削減43.28 t/a、氨氮削減2.13 t/a，六價鉻0.003 18 t/a。

3　對羊絨行業含鉻廢水處理工藝的見解

（1）在整個含鉻廢水的處理過程中，末端含鉻污泥和上清液如何處置，是治理效果的關鍵。含鉻污泥屬危險廢物，如處置不妥，會造成二次鉻污染。企業須嚴格按照危廢管理辦法及標準要求，對污泥進行規范儲存、轉移和處置。廢水處理設施及地下管道等要采取防腐、防滲處理，以防治廢水對地下水的污染。上清液須回流到調節池，進行再處理。

（2）A、B羊絨企業處理含鉻廢水工藝成熟、效率高、操作管理簡單，占地面積和能耗、運行費用較低。兩個工藝有相同之處，也有不同之處，實際處理效率相近，但都實現了羊絨行業污染防治從“末端治理”向“過程控制”和“源頭預防”轉變，在羊絨行業內具有推廣價值和示范作用。

4　結語

羊絨企業在選擇含鉻廢水處理工藝中，應綜合考慮各種工藝的優缺點，根據企業自身實際生產狀況，對污水處理技術和經濟、環境效益進行比較，必要時可以采取幾種工藝的組合，從而確定最佳處理方案。污水治理治表更要治本，應控制污染源，不使用含鉻染料，要改革和完善工藝，把含鉻廢水的危害消滅在生產源頭，從源頭解決鉻污染問題；提倡企業清潔生產，使污染控制貫穿于整個生產過程，不搞單純的末端治理，最終使生產和環保一體化，是做好污染治理，保護環境的根本辦法。

［1］中華人民共和國工業和信息化部.國家級高新技術產業開發區（靈武羊絨園區）［EB/OL］.2012，（6）：8.

［2］南京科泓環保技術有限公司.含鉻廢水綜合治理項目［A］. 2014.

［3］石嘴山市環境保護研究所.含鉻羊絨廢水處理建設項目［A］. 2013.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.030

X703

A

1673-5285（2015）07-0125-03

2015－06-09

張增宏，男，本科，助理工程師，現從事環境監測竣工驗收、監察工作，郵箱：646985209@qq.com。