染料廢水處理工程設計與應用

姜義行

摘? 要：染料廢水中含有的成分比較復雜，里面含有表面活性劑等多種物質，這類廢水具有氨氮濃度高、鹽度高、有機物濃度高等特點，尤其是其中包含的特征污染物硝基苯和苯胺類更加難處理。為了能夠使染料廢水達到相應標準，提高COD、BOD、SS等物質的去除率，本文設計了廢水處理方案，處理后的廢水能夠滿足排放標準要求。

關鍵詞：染料廢水? 處理? 臭氧氧化? 厭氧反應

中圖分類號：X64? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0065-04

Abstract： The composition of dye wastewater is complex， which contains surfactants and other substances. This kind of wastewater has the characteristics of high concentration of ammonia nitrogen， high salinity and high concentration of organic matter， especially the characteristic pollutants nitrobenzene and Aniline Contained in it are more difficult to treat. In order to make the dye wastewater meet the corresponding standards and improve the removal rate of COD， BOD， SS and other substances， the wastewater treatment scheme is designed in this paper， and the treated wastewater can meet the requirements of discharge standards.

Key Words： Dye wastewater; Treatment; Ozonation; Anaerobic reaction

染料廢水主要產生于染料及染料中間體的生產企業，這類廢水水量大、著色深、含有大量的有機物。其中，染料作為廢水的主要污染物質，這些物質大都是以芳烴和雜環為母體，屬于難降解物質，具有較強的化學穩定性。如果將含有這些物質的廢水直接排放到環境中，不僅會對環境造成直接的危害，同時還會危害人類的身體健康，增加癌癥、畸形等病癥出現的概率。本文以某染料廢水廠為例，介紹了其污水處理流程，以期能夠為同類企業廢水處理提供參考依據。

1? 廢水概況

此染料廠主要生產酸性、中性染料，每年生產6500t，同時每年還生產苯胺黑1.5萬t、雙乙烯酮3萬t、二乙苯胺3萬t、吡唑酮1萬t、乙酰乙酸甲酯1萬t，乙酰乙酸乙酯0.2萬t。本項目廢水設計處理規模為2000m3/d，出水水質要滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》，具體的水質情況及出水水質要求見表1和表2。

2? 廢水處理工程設計和應用

2.1 廢水處理方案的確定

染料廢水中含有硝基苯、揮發酚等難降解并且對微生物有毒性的物質，從而使得整個廢水成分復雜，有機物濃度高、色度高、可生化性差[1]。針對這類廢水的處理難度比較大，在進行廢水處理的時候要針對怎樣破除雜環等有色有機物，進一步減小生物毒性，提高廢水的可生化性等問題展開重點的探討。

針對染料廢水的處理，當前采用較多的方法就是氧化法，包括芬頓氧化、臭氧氧化等方法[2]。本文從經濟和適用性等方面進行了考慮，選用催化微電解+過氧化氫強氧化處理工藝。鐵碳微電解的主要原理是基于鐵的電化學性質、還原性以及鐵離子的絮凝吸附的作用來實現對污水的凈化，而催化微電解法就是在傳統的鐵碳微電解的基礎上對填料進行適當的選擇，加入適當量的催化劑，產生多重點擊，擴大原電池的兩極電位差，從而使污水中更多的有機物被還原，尤其是對染料廢水中所含的硝基苯、對苯胺等物質有較好的分氧化分解作用。針對生物處理來說，可以分為兩種好氧處理和厭氧處理，好氧處理主要針對可生化廢水進行處理，對此類染料廢水不適用，厭氧生物處理能夠實現對大分子有機污染物的有效處理，但是厭氧處理法的處理效率不高，還需要再進行好氧處理，使其進一步達到出水水質。因此，本文先選用ABR工藝作為厭氧工藝，這種工藝耐毒性強，耐沖擊負荷能力強。之后再選用了A0工藝，A/O生物脫氮工藝是由缺氧和好氧兩部分反應組成的污水生物處理系統。污水進入缺氧池后，依次經歷缺氧反硝化、好氧去有機物和硝化的階段，流程的特點是前置反硝化，硝化后部分出水回流到反硝化池，以提供硝酸鹽。本工藝可以實現氨氮和BOD5、COD的去除。

廢水先收集到調節池內，在調節池內調節酸堿值，使廢水的pH值為2～3，將有機溶劑及其他油類物質在酸性條件下析出[3]。接著，廢水經提升泵到達氣浮池，過多的油脂會影響生化處理效果，所以從萃取塔出來的廢水要再進入隔油池和氣浮池將廢水中的油類去除，同時也可以去除較大顆粒的懸浮物和有機物，通過氣浮池的曝氣作用還可以將一些廢水中的一些氣體去除。從氣浮池出來的廢水再進入催化微電解池內，通過催化還原作用將污染物分解，其中鐵三價離子可以將廢水中所含的苯胺類物質氧化，使其變成溶解度較小的醌類化合物。之后廢水進行中和反應池進行中和，調節pH。出水再進入絮凝沉淀池，用生產的氫氧化鐵絮狀體和PAM一起絮凝去除水體中的COD和部分硫化鈉，然后靜置沉淀取出上清液進入厭氧池。需要注意的是，在進行中和之前可以加入適量的過氧化氫，從而形成芬頓體系進一步對廢水中的有機物進行降解。在廢水進行厭氧池后主要是利用池內的厭氧菌對廢水中的污染物進行講解，出水再進入A/O生化池，在缺氧池內利用反硝化菌實現氮的脫除，在好氧池內利用硝化菌實現有機物的去除。出水進入二沉池將廢水中所含的懸浮物和部分有機物進一步去除。從二沉池出來后水進入磁絮凝反應器，通過絮凝沉淀、吸附、架橋等作用使懸浮物和磁性顆粒結合，進一步加快沉降速度，實現水中懸浮物和COD的去除[4]。出水再進入臭氧氧化池，利用臭氧的強氧化性將一些難降解的生化有機物質和溶解性物質轉化為分子質量較小的有機物，進一步提升廢水的可生化性。最后通過曝氣生物濾池進一步去除有機污染物，從而實現出水達標。

2.2 主要構筑物及參數

（1）調節池。

在一天24h的污水水量水質的波動，使污水處理設備，特別是生物處理設備是經過生化反應系統處理的作用是消極的，甚至可能造成損害。因此，在污水處理系統前應設置均質調節池，水質，和所有的儲蓄過剩。設計參數如下：調節池1座，尺寸為25.5m×10.0m×6.5m，停留時間為15h，鋼筋混凝土結構。

（2）氣浮池。

設計采用當前最常用的平流式氣浮池，廢水從池下來到氣浮接觸區，確保氣泡與廢水有必要的結合時間污水經隔板進入氣浮分散區進行分散后，從池底集水管送出。油浮在水的表面在刮油裝置刮入集油槽排出后。設計參數如下：氣浮池1座，尺寸為5m×12m×2.5m，停留時間為60s。

（3）催化微電解池。

利用鐵的電化學性質、還原性以及鐵離子的絮凝吸附的作用來實現對污水的凈化。設計參數如下：催化微電解池1座，尺寸為11m×25m×5.0m，一共設置兩個系列，每個系列兩個一共600m3，池體為鋼筋混凝土結構。

（4）中和反應池。

設計參數：絮凝沉淀池1座，尺寸為11m×7.5m×5.0m，一共設置兩個系列，兩個一共360m3，池體為鋼筋混凝土結構。

（5）絮凝沉淀池。

設計參數：絮凝沉淀池2座，尺寸為10m×3.5m，一共設置兩個系列，兩個一共360m3，池體為鋼筋混凝土結構，同時在池內設置兩臺刮泥機，池內采用空氣攪拌。

（6）ABR厭氧池。

設計參數：絮凝沉淀池1座，一共設置兩個系列，每個系列尺寸為20m×15m×7m，水力停留時間為36h。每一個系列再分為8個反應室，在池子底部設置相應的聚乙烯材質的承托板，在承托板上放置生物載體，并將污泥濃度控制在5000～6000mg/L。

（7）A/O生化池。

設計參數：A/O生化池1座，一共設置兩個系列，每個系列尺寸為25m×15m×6m，水力停留時間為45h，其中缺氧段為10h，好氧段為35h，在池內設置組合生物填料。池體為鋼筋混凝土結構。

（8）二沉池。

設計參數：二沉池2座，尺寸為10.0m×3.5m，在池內設置分別兩臺刮泥機和污泥回流泵，池體為鋼筋混凝土結構。

（9）磁絮凝沉淀池。

設計參數：磁絮凝沉淀池1套，尺寸為5.0m×3.0m，其處理能力為100m3/h，池體為碳鋼防腐結構，同時為了減少提升，要將沉淀池放在臭氧氧化池頂。

（10）臭氧氧化池。

設計參數：臭氧氧化池1座，將其分為兩個格，單個的尺寸為7.0m×6.6m×6.5m，停留時間為3h，池體為鋼筋混凝土結構。

（11）曝氣生物濾池。

設計參數：曝氣生物濾池1座，將其分成兩個格，單個的尺寸為7.0m×5.0m×6.5m，池體為鋼筋混凝土結構。

綜上所述，本文分析了染料廢水的組成成分及特點，以此為依據確定了污水處理工藝流程，采用催化微電解+過氧化氫強氧化處理方法不僅工藝運行穩定，操作管理方便，處理后污水可達標排放，是一種較好的染料廢水處理工藝。

參考文獻

[1] 劉貴祥，吳云龍，李寧寧.水解酸化+接觸氧化+BAF工藝處理印染廢水[J].哈爾濱商業大學學報：自然科學版，2020，36（2）：163-166，170.

[2] 顧樂華.流化床-Fenton技術深度處理印染廢水[J].印染助劑，2020，37（3）：6-9.

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[5] 張紅，王金菊.電解氣浮-吸附過濾處理印染廢水[J].科技創新導報，2017（18）：123，125.

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