1、染料廢水的物化處理某染料廠生產中排放三種廢水：堿性品紅廢水，酸性媒介藏青 RRN廢水和酸 性媒介紅 S80 廢水，量小且有機物濃度高，BOD低但含鹽量高， 不宜采用生化法處理工藝，故采用工藝簡單、占地小、管理方便的 物化法。首先將三種 染料廢水分別進行自然沉淀，可回收部分染料；然后混合并采用石 灰和一種新型混凝劑Xp 的二級混凝 沉淀及活性炭吸附相結合的物化 法處理。在混凝沉淀階段，大部分污染物質被去除，后面的過濾和活 性炭吸附起到保證出水水質的作用。結果表明，此工藝對染料廢水 的處理是可行的。1 試驗階段1.1 廢水來源該廠生產過程共排放三種染料廢水，其廢水水質及水量情況見表 1。表 1 三

2、種染料廢 水水質情況顏色度（倍 水量項目PHCODcr(mg/L)）（m/d3色）紫26幾萬幾堿性品紅廢水250020紅十萬酸性媒介藏青 黑8917000（1-9） 2RRN廢水紫萬酸性媒介紅黃（1-9）S-80 廢水1140002色萬針對該廠廢 水處理的現狀，從技術經濟及運行管理等方面考慮，采用三種染料廢 水混合后綜合治理。廢水中含有大量難生物降解的物質，且廢水中 含鹽量高達 1010 mg/L，而生化法對含鹽量高于 310 mg/L 的染料廢水基本上沒有降解能力，因此選擇物化法對其進行處理。1.2 工藝流程本研究采用工藝流程如圖1。其設備尺寸 如表 2、表 3表 2 混凝工藝設 備尺寸反應

3、池、快、一沉池、二沉構筑物混合池慢混池池D=800L=800，B=310尺寸D=250，H=480H=600， H=400表 3 吸附工藝設備尺寸直徑長度裝置名稱 數量（mm）（m）填充物顆粒尺寸過濾柱1501.0石英砂0.63-2.5mm吸附柱3301.0活性炭6-16 目1.3 混凝沉淀試驗采用兩個混合池交替使用，先在混合池中加石灰調pH值在 12左右，再投加 Xp2500mg/L，然后流入反應池，反應池出水進入一沉池沉淀，一沉池 出水進入快混池，于快混池中加入石灰調整pH至12 左右，快混池出水進入慢混池，再投加 Xp2500mg/L，慢混池出水進入二沉池沉淀 。1.4 吸附試驗靜態試驗

4、采用燒杯試驗的方法：取若干個燒杯，加入一定量的二沉池出水，再 投加活性炭，在 DBJ621 定時變速攪拌機上進行攪拌，時間為 2h，待攪拌結束后，取下靜置，取上 清液過濾后測定其 CODCr 值。動態試驗水 樣靜置后，直接取上清液測定。動態試驗中 為了使吸附裝置進水水質保持相對穩定，二沉池出水混合后經砂濾 柱再進入活性炭吸附柱，其中活性炭吸附采用三柱串聯方式。2 結果與討論2.1 混凝沉淀2.1.1混合前的自然沉淀由于三種廢 水水質極不穩定，故在混合前分別于三個調節池中進行自然沉淀， 一方面可穩定水質，去除一部分CODCr 及色度，另一方面可回收廢水 中所含的有用物質，達到回收與處理兼顧的目的

5、。染料廢水自然沉 淀隨時間變化情況如表4。表 4 染料廢水自 然沉淀隨時間變化情況項目原水1d2d3d4d5d6d品 CODcr(mg 32720 29393 28741 28723 28461 27294 27014紅 /L).9.7.7.5.7.2.8廢色度（倍10000）25000 25000 20000 20000 20000 20000水0藏 CODcr(mg 10497 8257. 8234. 8232. 8124. 7658. 7627.青/L).2457273廢色度（倍）10000100008000800080008000水12800S CODcr(mg 7324.6094.6

6、123.5938.5846.5820.5793. /L)521754880色度（倍20000180001800015000150001200012000）廢水混 CODcr(mg 23268 21497 24684 25467 26091 26859 27423合 /L).6.2.3.8.2.4.8廢色度（倍 ）80000 10000 10000 12000 12000 12500 12500水由表 4 可看出，三種染料廢水經一段時間的自然沉淀后，CODCr和色度均有不同 程度的下降，對后續處理是有利的。但混合廢水放置時間長， CODCr、色度均增加，這可能是由于染 料廢水中的物質相互發生偶合

7、等反 應的原因。因而廢水混合后應盡快處理，不宜久置。2.1.2混凝劑的篩選在藥劑選擇 上進行了聚合氯化鋁 (PAC)、硫酸亞 鐵( FeSO47H2O) 和新型混凝劑 Xp的對比試驗。以 CODCr 和色度為主要指標，確定各自的最佳反應條 件，最后篩選出對本染料 廢水 CODCr 和色度均具有較高去除率的混 凝劑，篩選結果如表 5。表 5混凝劑篩選 試驗結果最佳投藥最佳 PH值CODcr去除 色度去除藥劑量率（ %）率（ %）（mg/L）42FeSO.7H9.69120036.540OPAC9.624003555Xp11.8250042.960由上述結果 可看出， Xp 雖然投量較大，但價格低

8、廉，且對CODCr和色度的去除均 優于其他兩種混凝劑，故選用Xp 作為本試驗用混凝劑。 Xp 系列混凝劑在堿性溶液條件下，主要離解2-2-成 SO 4、CO 3、少3-4、Al( OH)4 2-22量的 PO(H O)以及 Mg(OH)沉淀。 Mg(OH) 沉淀物是良好的助凝劑， 能使有機物及無機物發生絮凝反應而去除2 。同時，由于 Xp 形成的絮塊大而緊密，所以沉淀速度 也較快，沉淀物壓實而脫水性能良好 。2.1.3混凝沉淀根據試驗數據，得出不同停留時間T 時的CODCr 及色度去除率，結果見圖 2。由圖 2 可知，停留時間達到一定程度后，CODCr 和色度的去除率均有所下降， 這和混合 廢

9、 水放置時間太長引起CODCr 和色度的增長是一致的。主 要原因：一是未被除掉的染料分子之間發生了化學反應，二是被混 凝劑及其絮狀體所吸附的染料物質解吸重新回到水中。 因此，沉淀池停留時間取56 h 為宜。在 流速為 15 L/h 、停留時間為 5.67 h 時，試驗結果如表 6。由表 6 可見，總 CODCr 去除率可達 60%，色度去除率可達77.5%。染料廢水水 質變化很大，因此試驗了不同原水濃度下 CODCr 的去除率，結果見表 7。一般廢水處 理中，往往原水濃度越高去除率亦越高，但本試驗結果表明，隨著 原水 COD r 濃度的增加， CODCr 的絕對去除量是 增加的，但去除率是 下

10、降的。本試驗中對 CODCr 的去除主 要是投加混凝劑產生的絮狀物對 染料分子及污泥物質的吸附造成，并非破壞了其分子結構，這和有 些方法對染料廢水的處理是破壞染料分子的發色基團不一樣 3 。表 6混凝沉淀試驗結果原水一沉出水二沉出水色色色色色CODCOD度cr 度度cr 度度PHCODcr(PH CODcr(PHCODcr(（去 （去去 （去值 mg/L)值 mg/L)值 mg/L)倍）除 倍）除除 倍）除率率率率（%（%）5.10011.49.4009.59.2503626.41820.6601460.3754300318073705.10011.47.4009.61.2003626.419

11、02.8601397.2804300295079505.10011.37.4009.56.2003413.22118.3601481.4803700279047605.10011.37.5009.56.2003413.22129.1501493.3803700246067305.80011.42.4009.62.2003327.31902.4501248.275410218042505.80010.43.4009.62.2003327.31879.2501208.97541097503870表 7不同原水濃 度 CODcr 去除率原水濃度3455.6681. 11527 16358 19584

12、 26038 29261 32487（mg/ 64.9.6.4.9.6.4L)CODcr去除59.958.256.352.847.437.935.129率（%）2.1.4污泥處理本試驗中一沉池、二沉池產生的污泥顏色同廢水的顏色基本相同，這表明染料 分子主要是被混凝劑吸附而去除，因而污泥中含有大量的染料及其 中間體。為了防止污泥的二次污染，試驗產生的污泥經重力濃縮后 與普通的化工原料配比制漿、常溫成型、脫模后常 溫陳化制得建材 產品 。這樣，一方面減少了污染，另一方面為治理廠家增加了經 濟效益。2.2 活性炭吸附吸附劑采用承德燕山活性炭工業公司的片狀活性炭。由靜態法測定吸附等溫線 及吸附速度，得

13、到吸附等溫式為：q=0.0166C1.383 8 e(1)式中q 1 g 活性炭吸附溶質量， mg/ge平衡濃度， mg/LC得到的吸附 速度方程為：q=56.148 lgt-28.771(2)由靜態吸附 試驗結果設計了活性炭的動態吸附試驗。將二沉出水(CODCr 在 1600 2000mg/L，色度在 1 萬 4 萬倍 ) 以 5m/h 的流速通過砂濾柱及活 性炭柱，隔一定時間取水樣測 CODCr，直至出水CODCr 達 200mg/L(作為穿破點 ) 為止，且在運行時間內色度去除率幾乎可達 100%。由此可知，活性炭去除染料廢水有 機物和色度效果較好?；钚蕴课?關系可用 Bohart-A

14、dams 方程式表示：ln(c0/c-1)=kNoX/(-kc0t)（3）式中c0、c進、出水溶 質濃度， mg/L k速率常數， L（g.h ）No活性炭吸附容量， g/LX活性炭吸附床高度，m進水速度， m/ht 運行時間， h由式（ 3）可以求出臨界高度 Z0，即 t=0 時達到穿透點時最小的炭層厚度：A0=(/kNo)ln(c0/c B-1) (4)式中 CB=200mg/L將二沉出水 分別以 3m/h、5m/h、7m/h 的流速通 過活性炭柱，所得試驗數據經整 理得到的 =5m/h 時的活性炭固定床出水CODcr與t 、X 的方程為：c=c0/e7.74x-3.906t+1(5)2.

15、3 生產設計及調試根據試驗結 果設計了生產裝置，設計水量為3，采用二級24m/d混凝沉淀，然后 經過 LLY 高效纖維過濾器過濾，最后通過三個串聯的活性炭吸附柱 ( 每柱內裝活性炭 3m，流速為 5m/h) 。在生產調試和運行中取得了良 好的結果，出水可滿足國家二級排放標準，表 8 列出了生產調試結 果，表 9 為驗收時的檢測結果。在試驗階段未能對硝基苯、苯胺、 鋅離子等指標進行檢測，由表 9 可看出，該處理工藝對上述污染物 質同樣具有很好的去除效果。該項目已于1998 年12 月通過當地環保主管部門的驗收。表 8生產調試結 果原水一沉出水二沉出水色色色色色CODCOD度cr 度度 Pcr 度

16、度PHCODcr(PHCODcr(CODcr(值 mg/L)（值 mg/L)去 （去 H去 （去mg/L)萬除倍）除值除 倍）除倍）率率率率（%（%）74.107.50099.438.520054.1805890100180809874.401070099.566.421062.19066100100210.508074.8.10099.595.95020565.170719010072700794.108.8635.318970 480 100 .180728010081005項目表 9 驗收水質監 測結果原水 出水 分析方法備注色度（倍）6661稀釋倍數法懸浮物260 50 重量法（mg/

17、L）CODcr（mg/L）揮發酚（mg/L）硝基苯（mg/L）苯胺（ mg/L）鋅離子（mg/L）PH值3 結論31120重鉻酸鉀法4-AAP萃取偶氮光度檢出限末1.27 -法0.022.90.3還原偶氮光度 法檢出限末22.6 -萘乙二胺偶氮光 度法0.03檢出限末53.9 -原子吸收分光光 度法0.054.15 7.72 玻璃電極法三種染料 廢水混合前分別進行自然沉淀是有益的。CODCr 和色度均有所下降， 并可回收一部分有用物質，但混合廢水不宜久置?；炷恋?中，以石灰及 Xp 為混凝劑，最佳反應條件為pH=11.8，Xp 投藥量為 2500mg/L。沉淀池停留時間以 56h 為宜。在流

18、量為 15 L/h 時，CODCr 總去除率可達 60%，色度總去除率可達77.5%?；钚蕴吭?處理染料廢水的應用中效果良好。試驗得到的流速5m/h 時的活性炭固定床穿透曲線為 c=c /e7.74X-3.906t+1。0試驗表明 二級混凝沉淀后再經過濾及活性炭吸附的工藝對染料廢水的處理是 可行的。此工藝經生產調試運行效果良好。染色廢水處理工程及工藝分析1 工程概況1.1 處理規模及水質本文介紹的兩項工程為青島即墨針織有限公司和藤華染色有限33。公司廢水處理工 程，前者規模 3000m/d，后者規模 2400m/d兩家公司都生產 純棉針織品，主要污染物來源可分為兩大類：一類是加工過程中使 用的

19、染整藥劑及各種助劑，主要包括漂白劑、染料、表面活性劑及酸 、堿等，可生化性一般較差；另一類是在對織物纖維進行處理的過 程中，從纖維上脫除下來的物質，包括含氮化合物、蠟狀物質、天然 色素等，其中多數是天然有機物，可生化性較好。兩家公司廢水中 主要污染物濃度及處理要求如表1 所示。表 1 廢水水質實際去除率項目原水水質設計要求實際出水（%）即 PH值811697.1 8.3墨 BOD5（mg/2092公 L)25040司 COD(mg/L)50018012076SS(mg/L) 4001003092色度（倍 ）200808060PH值6126978BOD5（mg/250251096藤L)華4093

20、COD(mg/L)600100公SS(mg/L)10070496司色度（倍 ）03289100300401.2 廢水處理工藝1.2.1即墨公司廢水處理處理工藝流 程如圖 1。該公司在染整車間中便將濃、稀廢水分別收集并引入污 水處理設施。其中濃廢水單獨經混凝脫色，然后與稀廢水混合處理 ，這樣有利于提高處理效率和降低處理費用，也符合清污分流的原 則。1.2.2藤華公司廢水處理處理工藝如 圖 2。漂白廢水先進入漂白水貯池，池中進行預曝氣脫氯。染色廢 水經集水池與漂白廢水混合后提升至水力篩，革除雜物和一部分織 物纖維以后進行 pH調節，然后經調節池入曝氣池。采用推流式延時 曝氣法。由于廢水中以染料為主

21、的部分有機物生化性較差，生物氧 化過程中耗氧速度不快，所以曝氣系統采用穿孔管曝氣。曝氣池出 水經泵提升進入壓力過濾罐，再入兩座并聯活性炭吸附塔進行脫色 。飽和活性炭采用微波再生后重復使用。生化單元排出的剩余污泥 直接進行絮凝脫水。1.3 處理效果及成本即墨和藤華 公司兩項工程分別經過 3 年和 2 年的實際運行，處理效果如表 1 所示，出水分別達到 GB4287-920級和級標準，水質長期保持穩定。 含折舊費的單位處理成本分別為1.31 、1.93 元/m3。2 工藝分析本文通過兩 項較為成功的工程實例，闡明如何根據不同的處理條件和處理要求 選擇合適的工藝，以保證處理設施具備相應的科學性和合理

22、性。染色廢水處 理的單元工藝可分為生化法和物化法兩類。生化法一直占主導地位 ，然而近年來開發的許多新型染料由穩定的環狀有機物組成，可生 化性差，所以生化方法一般脫色效果較差，比不上物化法。但在水 質條件允許的情況下，應盡量采用生化法加物化脫色的工藝，以保 證出水水質。在國內，染 色廢水處理的生化法主要有表面加速曝氣活性污泥法和生物接觸氧 化法兩種。由于資金不充裕，發達國家普遍采用的延時曝氣活性污 泥法在國內應用很少。鑒于染色廢 水的色度高、許多染料的可生化性較差，因此用物化方法進行脫色 較為合適。我國應用最多的是投加混凝劑的方法，泥水的分離多數 用沉淀池，也有一部分采用氣浮法。同樣因為費用原因

23、，我國很少 采用吸附法作為脫色單元，這與吸附法脫色在發達國家的普及和流 行形成鮮明的對比。吸附法盡管費用高，但運轉可靠，處理效果卓 著。為節約脫色費用，近年來，我國開發了多種新型脫色混凝劑， 即墨工程中采用的是北京環科院研制的號脫色混凝劑。基于即墨 和藤華兩套設施的經驗，對生物接觸氧化和延時曝氣兩種生化主體 工藝以及混凝沉淀和活性炭吸附兩種脫色工藝進行對照比較。2.1 生物接觸氧化法和延時曝氣法兩種生化方 法的比較見表 2。表中可見，當對出水水質要求不高( 例如執行 GB4287-92級標準) 時，可優先 選擇接觸氧化法，以節省資金。當出 水要求高且資金允許時，建議采用延時曝氣法。2.2 混凝

24、沉淀法和活性炭吸附法兩種物化脫 色工藝的比較見表 3。其中混凝法管理方便，費用較低，但效果不 及吸附法。而活性炭吸附水質優良，色度亦可降低到零，且可靠性 高，但費用也比較高。當對出水色度有較高要求，尤其是要求水回 用的場合，最好用吸附法。表 2兩種生化方法的工藝特點及費用比較項目接觸氧化法延時曝氣法工出水水質良優藝無污泥回流系統 ，較簡流程單有污泥回流系統特點過程控制沒有污泥膨脹現 象，易 控制不好有污泥 膨脹于控制上浮現象負荷負荷高，污泥濃 度高低負荷，長停留 時間占地面積曝氣池容積相對 較小，曝氣池容積較大但需設污泥濃縮 池污泥產量小，絮 凝泥污泥產量及 污泥產量較大， 污泥需降性能相對好

25、， 不需處置進行濃縮，然后 脫水濃縮，可直接脫 水可在二沉池前直 接抽混與后續脫色追求高效脫色時 可用凝劑進行脫色， 簡單便流程的組合吸附法易行，節省費用基建投資費（元 /m3）500688用直接處理成0.370.40本（元 /m3）2.3 工藝的組合染色廢水在 可生化性方面因染整生產狀況和條件的不同而有較大差異，只要廢 水的 BOD5/COD0.2 ，應盡量考慮用生化法作為去除有機污染物的主 要手段。為了解決生化法脫色效果差的矛盾，通常在生化法后輔以 物化單元進行脫色。兩種生化單元和兩種脫色單元有四種組合方式 ，工藝上各有側重，費用上也互不相同，其比較列于表 4。即墨和藤華 公司兩項工程分別

26、采用了表 4 中的兩種組合，這兩種組合是四種組 合中較有代表性和相對合理的，其適用的場合也有典型性。即墨的 工藝在對出水水質要求不高和資金緊缺時是很有價值的，而藤華的 工藝能達到對出水高標準的要求，只是費用較高。兩項工程的費用 對比列于表 5。表 3 兩種脫色單 元工藝特點比較項目混凝法活性炭吸附法處理效果和良，對混凝劑種 類優，水質穩定， 達標率出水水質依賴性較大100%土建工程量大， 設設備較多，自動 化程度基建特點備較少，占地面 積高，土建工程量 小，占大地面積小工污泥量較大，脫 水廢棄物產量過程復雜，難以 找廢棄的炭可摻人 燃煤中藝及出路燒掉特到最終出路點二次污染可化學污泥處置不 當活性炭再