A/O-Fent on工藝處理印染廢水

葉宗委

（330327198102053496，杭州 310051）

1 引言

安徽淮南某工業園區有七八家印染企業，年排放印染廢水量約180萬噸，廢水排放量大，有機物含量高，色度深。該園區生產染料主要以黑色、紅色和藍色染料為主。由于印染企業染布是根據訂單量需要的不同，無規律安排生產，導致印染廢水水質水量波動較大，給印染廢水的傳統處理方法帶來了很大的挑戰。隨著社會的發展，人們對物質生活追求的提高，印染的工藝發生了較大變化，隨之而來的印染添加劑成分越來越復雜，印染廢水的處理難度也越來越大。

為了適應新的環保要求，也為了應對印染廢水處理的窘境，我們進行了大量嘗試，探索了不同的處理工藝，最終采用A/O-Fenton組合工藝，該工藝對處理當前的印染廢水有比較好的處理效果。在進水CODCr高達1800mg/l，NH3-N高達400 mg/l的情況下，出水各項水質指標均達到了《紡織染整行業排放標準表2》排放要求。投運兩年多來運行穩定、系統性能良好、抗沖擊力強。

2 廢水的水質水量

該印染企業主要有6個印染車間和3個印花車間，日排放廢水量約6000m3/d。印染廢水是各類廢水的混合廢水，主要包括以下四類廢水：①預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水；②染色工序排出染色廢水；③印花工序排出印花廢水和皂液廢水；④整理工序排出整理廢水。印染廢水的水質復雜，污染物按來源可分為兩類：一類來自纖維原料本身的夾帶物；另一類是加工過程中所用的漿料、油劑、染料、化學助劑等。就印染廢水而言，其中大部分污染物為有機物（主要是一些染料和助劑引起），原水pH值在8～9.5，COD值高達1800 mg/l，氨氮值高達400 mg/l，SS高達200 mg/l，但其水質可生化性差，B/C在0.2～0.3左右。

3 廢水處理工藝及工藝說明

3.1 工藝流程圖（圖1）

圖1 A/O-Fenton組合處理工藝流程圖

3.2 工藝流程說明

車間廢水自流排入印染廢水調節池，調節池廢水由泵提升至A/O系統，A/O出水經二沉池沉淀，沉淀出水自流入Fenton反應系統，經芬頓反應高級氧化后，出水自流入豎流沉淀池，沉淀池出水達到《紡織染整行業排放標準表2》排放要求，排入市政管網。

3.3 主要處理單元工藝特點及運行效果

3.3.1 A/O處理單元工藝特點

A是缺氧池工藝，在缺氧池中，以廢水中有機物作為碳源，與循環回流泥水混合進行缺氧脫氮反應。在厭氧微生物的作用下，將混合廢水中的有機氮分解為氨氮，同時采用有機碳源為電子供體，使亞硝酸氮、硝酸氮轉化為氮氣，形成N2或NXOY逸至大氣中，達到脫氮目的。

缺氧池采用推流式結構，同時為了防止底部積泥及厭氧化，池底設置穿孔曝氣裝置，可定時微量曝氣，同時為了增強缺氧池的作用，減少投運時培養微生物的啟動時間，在缺氧池內裝設了YDT彈性立體填料。缺氧池采用鋼混結構，半埋地式設置，出水進入O池，即接觸氧化池。

缺氧處理后的廢水進入生物接觸氧化池后，在氧化池內進行大量曝氣，利用微生物降解水中的COD、BOD5有機質，并吸除磷。本工藝采用生物接觸氧化法作為去除有機物的主體工藝，接觸氧化生物膜法處理印染廢水與傳統的工藝相比，具有以下特點：

①有機負荷高，占地面積小；

②不產生污泥膨脹，由于不實行污泥回流，因此，不存在污泥的過量繁殖導致反應池缺氧、出水水質惡化的危險；

③耐沖擊性能好，接觸氧化的微生物細菌生長在填料上，當受到高負荷沖擊后，一般只有填料表面的微生物受損害，內部的生物細菌能很快得到恢復；

④用電省，接觸氧化法由于內部裝設了填料，填料對空氣具有二次切割作用，因此空氣中氧的利用率大大提高，能有效降低動力消耗。

3.3.2 Fenton處理單元工藝特點

芬頓催化氧化技術(Fenton)是以亞鐵離子為催化劑的一系列自由基反應。主要反應大致如下：Fe2＋＋H2O2＝Fe3+＋OH－＋·OH/Fe3＋＋H2O2＋OH－＝Fe2＋＋H2O＋·OH/Fe3＋＋H2O2＝Fe2＋＋H＋＋HO2/HO2＋H2O2＝H2O＋O2↑＋·OH

芬頓催化系統通過以上反應，不斷產生·OH（羥基自由基），使得整個體系具有強氧化性，可以氧化降解印染廢水中難以被微生物降解的有機物，可以把大分子、難降解的有機添加劑降解為小分子、易降解的有機物。

根據芬頓反應的機理可知，羥基自由基是氧化有機物的有效因子。H2O2在酸性條件下（即pH在3～4之間），通過水中二價鐵離子的催化作用，不斷產生·OH，·OH利用自身的強氧化能力，與有機物不斷接觸，從而達到降解有機物的目的。影響芬頓催化系統的因素主要包括反應的pH值、反應溫度、H2O2投加量、催化劑二價鐵含量以及水中二價鐵與H2O2含量之比等。

公司研制的芬頓催化系統，將芬頓反應所需的鐵氧化物通過特殊方法附著在載體表面，形成有效的芬頓催化劑，可大幅減少藥劑投加量及化學污泥產生量。該系列催化劑機械強度高，為固態顆粒或長條體狀，通過燒結制備，保證了其活性組分的高利用率，并且可以實現大規模的工業化生產。

芬頓催化系統，通過鐵氧化物附著在載體表面的形式，使芬頓反應所需的鐵含量大大減少，同時又能達到高效的催化氧化降解效果，使雙氧水得到充分利用。與傳統的芬頓反應相比，既節約了藥劑雙氧水和硫酸亞鐵的投加量，又減少了芬頓反應產生的污泥量，并且不僅達到了高效的處理效果，也降低了處理成本，從而達到了環境效益和經濟效益雙豐收。

3.3.3 A/O-Fenton工藝運行效果（圖2、圖3）

圖2 A/O-Fenton工藝進出水COD值及去除率

圖3 表示A/O-Fenton工藝進出水NH3-N值及去除率

從圖2、圖3可以看出，原水氨氮、COD波動較大，進水COD最低值900mg/l，最高值達到1800mg/l，進水氨氮低值100mg/l左右，最高值達到327mg/l，A/O系統對COD的去除率基本保持在60%以上，對氨氮的去除率基本保持在90%以上。芬頓對COD的去除效果較好，出水COD值最低可做到100mg/l以下，去除率可達90%左右；對氨氮去除效果較弱，去除率維持在5%以下。

4 實驗結論

實踐證明，由于印染廢水有機污染物含量高、色度深，化工原料成分復雜，可生化性差，單純依靠生化系統難以做到污染物含量達標排放的要求。特別是生化系統對難降解有機物不可生化性，沒有較好的降解作用，而高級氧化芬頓處理系統正好填補了生化處理這個缺陷。通過生化與芬頓高級氧化相結合，既解決了生化難以處理的部分，也達到了印染廢水處理達標排放的目的。因此，采用A/O-Fenton工藝處理印染廢水是比較可行的處理工藝。