臭氧深度處理技術在印染廢水處理中的應用

摘要：隨著印染廢水紡織染整工業水污染物排放標準的日益嚴格，采用混凝法、次氯酸鈉脫色法等常規的深度處理方法處理印染廢水生化出水達標難度較大，因此，尋求一種高效環保的處理技術是形勢所趨。本文針對棉花散纖維印染廢水實際案例，通過臭氧深度處理技術應用到印染廢水生化出水中，最終出水穩定色度等各項目指標穩定達標。

關鍵詞：印染廢水；臭氧處理技術；工程實例

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0096-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.056

Application of advanced ozone treatment technology in printing and dyeing wastewater treatment

Lin Jindian

（Guangzhou Huanfa Environmental Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou Guangdong 510000，China）

Abstract ： With the increasingly stringent discharge of water pollutants in the textile dyeing and finishing industry of printing and dyeing wastewater， it is difficult to treat the biochemical effluent of printing and dyeing wastewater with conventional in-depth treatment methods such as coagulation method and sodium hypochlorite decolorization method. Processing technology is the trend. In this paper， the actual cases of cotton loose fiber printing and dyeing wastewater are applied to the biochemical effluent of printing and dyeing wastewater through the advanced ozone treatment technology. The final effluent stability chroma and other project indicators are stable and meet the standards.

Keywords：Printing and dyeing wastewater；Ozone treatment technology； Engineering example

棉花散纖維印染廢水是印染工業廢水的主要來源之一，在生產過程中主要使用的染料為國產活性染料，比例約為90%，以染深色為主。活性染料是一種含有能與纖維上的羥基、氨基或酰胺基發生共價鍵結合的活性基團的可溶性染料，廣泛應用于棉、麻、絲、毛和化纖等紡織材料的印染。其水質特性：污染物濃度較高，可生化性較差，水質、水量變化較大，水中含大量無機物，色度高，屬于較難處理的工業廢水。常規廢水處理工藝流程：廢水→集水池→圓網機→多功能池→冷卻塔→水解酸化池→好氧池→二沉池→排放，但出水COD、色度仍不能穩定達標排放，通過優化改造，后續通過增加臭氧深度處理系統，最終出水穩定達標排放。

1 臭氧深度處理技術

1.1 臭氧生成原理

臭氧發生器產生臭氧的原理是采用電暈放電法獲取，就是在常壓下使含氧氣體在交變高壓電場作用下產生電暈放電生成臭氧。氣體中氧氣（O2），經過高頻高壓的轟擊變成不穩定的O3，O3具有很高的能量，在常溫、常壓下很快自行分解為氧（O2）和單個氧原子（O），單個氧原子具有很強的氧化活性。通過產生的O3處理印染廢水生化出水，利用其強氧化性可以有效氧化生化系統出水中難以生物降解的可溶性有機物，大大降低出水色度和CODcr，使廢水處理系統最終出水能穩定達標排放。

1.2 臭氧發生器系統組成

廢水處理應用當中臭氧發生器根據氣源類型可分為兩種，一種為空氣源臭氧發生器，另一種為氧氣源臭氧發生器。

空氣源臭氧發生器在常溫常壓下直接將空氣中的氧和氮分離，取得高純度的氧氣；然后采用電暈放電法獲取臭氧，在常壓下使含氧氣體在交變高壓電場作用下產生電暈放電生成臭氧。

氧氣源臭氧發生器在常溫常壓下直接采用液氧通過汽化器氣化取得高純度的氧氣，然后采用電暈放電法獲取臭氧，在常壓下使含氧氣體在交變高壓電場作用下產生電暈放電生成臭氧。

臭氧系統主要由臭氧發生器、氮氣補加及儀表風系統、冷水機、投加系統、尾氣破壞器件、低壓配電柜、檢測儀表等組成。（注：氧氣源的另外需增加液氧儲罐、汽化器及減壓閥等配套）

2 臭氧技術工程應用

臭氧深度處理技術已在印染廢水處理改造工程中得到實際的運用，主要應用于寧波某漂染有限公司廢水處理改造工程、余姚某紡織染有限公司廢水處理改造工程，以上兩個項目改造工程的主要處理對象為棉花散纖維印染廢水，生產過程中主要使用的染料為國產活性染料，比例約為90%，以染深色為主的印染廢水。其應用主要處理二沉池出水階段的廢水。針對活性染料印染廢水的特性以及當地實際情況，為達到《紡織染整工業水污染物排放標準（GB4287-2012）》中表2的排放標準，對現有工程二沉池出水進行優化改造，改造工程均采用氧氣源臭氧處理技術對其進行深度處理，有效脫色和去除CODcr，使廢水改造系統最終出水達標排放。其工程指標如表1，表2。

3 結論

根據以上工程的實際運行情況，針對活性染料印染廢水，現對其臭氧深度處理系統（氧氣源）改造工程設計經驗總結如下：

（1）去除1gCODcr需消耗2～3.5 gO3（注：理論計算為MCODcr：MO3=1：1）；（2）每生產生1kg臭氧需要消耗10kg液氧；（3）針對活性染料印染廢水處理，臭氧反應池停留時間2～3h，生化出水CODcr在70～150mg/L范圍內，其臭氧深度處理去除率在14～22%左右；生化色度在120～150倍范圍內，其去除率在50%～80%左右；（4）（氧氣源）臭氧系統，臭氧產生質量分數比為10%WT（換算臭氧濃度約為150mg/L），平均產生1kg的投資成本約為：6～8.5萬元/kg.O3；系統配套總裝機功率約為：10～12 kwh/kg.O3；噸水處理成本約為：0.96～1.12元/t。

綜上所述，臭氧深度處理技術處理印染廢水生化出水，脫色效果明顯，可以去除部分COD，投資及運行成本可控，而且無二次污染。雖一次性投資會高一點，但從長遠污染物減量排放中，其在印染廢水的處理的領域中必將擁有廣闊的前景。

4 存在問題及建議

4.1 存在問題

（1）臭氧處理項目如集中在浙江、廣東沿海等地區，其夏天溫度較高、持續時間長，臭氧系統配套的板式換熱器冷卻系統，在夏天高溫時期，由于外部環境影響，其換熱效果較差，臭氧發生器經常達到報警溫度而自動停機，影響廢水處理正常運行，也影響到生產車間的正常生產[4]。（2）臭氧系統在印染廢水深度處理系統中，其色度的去除率較高（約50%～80%），但對生化出水CODCr去除率較低（約14%～22%），實際證明臭氧在印染廢水處理中，廢水脫色只是染料分子結構中的發色基團，如乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羥基、硫酮、亞硝基、亞乙烯基等被打破，這些發色基團都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團氧化分解，生成分子量較小的有機酸和醛類，使其失去發色能力，但未完全將其分解為CO2和H2O，水中斷鏈的染料仍體現出CODCr，這是導致臭氧在印染廢水深度處理系統中對有機物去除率低的主要原因。

4.2 建議

（1）項目工程在國內特別是沿海夏天溫度較高、持續時間長的地區，臭氧發生器配套的冷卻系統，不宜采用板式換熱器冷卻系統；需采用冷水機組，通過制冷機制冷效果好，才能夠確保臭氧發生器系統冷卻效果而穩定運行。 （2）臭氧深度處理池前端可適當投加次氯酸鈉，既可以去除小部分有機污染物及色度，而且可以有效調節水質pH至偏堿的臭氧有利反應條件，使臭氧反應池能發揮更好的處理效果。（3）綜合實際應用工程，針對臭氧在印染廢水深度處理系統中對有機物去除率低問題，可考慮增加BAF處理單元聯合進行進一步的生化處理，確保最終出水達標排放或者回用于車間用水。（4）臭氧深度處理中，不同染料（如活性染料、分散染料、硫化染料等）印染廢水處理效果差異很大，需通過臭氧試驗裝置進行不同投加量、不同曝氣停留時間、最佳反應pH值的中試，才能最終應用于實際工程中。

參考文獻

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收稿日期：2018-05-04

作者簡介 ：林錦鈿（1983-），男，本科，工程師，研究方向為環境工程。