印染廢水深度處理多級臭氧催化氧化工藝

印染廢水是典型的難處理工業(yè)廢水之一，常規(guī)的物化/生化處理工藝只能實現(xiàn)處理出水達到二級排放標準，隨著減排要求提升、排放標準提高對印染廢水處理工藝升級提標減排處理一直是行業(yè)研究的重點。研究方向主要側重于傳統(tǒng)工藝的改進、新技術的研究與應用。

傳統(tǒng)工藝改進主要針對物化處理效果提升的高效混凝劑研究與針對好氧生物工藝處理效果提升的厭氧-好氧組合工藝。新技術研究是主要對生物處理后的印染廢水進行深度處理，它包括膜處理技術、高級氧化/催化氧化技術及不同工藝組合技術。膜處理技術包含微濾、超濾、納濾、反滲透，微濾-超濾一般作為納濾或反滲透前的預處理，納濾與反滲透常于印染企業(yè)內中水回用，而由于膜處理技術高額投資與運行成本其應用受到很大限制。面對印染廢水復雜性，高級氧化/催化氧化技術應用成為印染廢水深度處理研究的新熱點。高級氧化/催化氧化技術主要包括為O3及催化臭氧化、H2O2/UV、Fenton等。催化臭氧化技術研究關鍵核心是以提高?OH的產量及生成速度的催化劑及載體研究。本論文以紹興某污水處理廠二級生化處理出水為研究對象，采用多級臭氧催化氧化法作為廢水深度處理手段進行研究，詳細分析了預處理混凝藥劑投加量、臭氧投加量及臭氧催化劑雙氧水投加量對出水COD值影響。

1、試驗工藝流程

本試驗工藝路線見圖1。

如圖1所示，以紹興某印染廠二級生化處理出水為該進水，經(jīng)氣浮預處理后，進入一級臭氧催化氧化，后入生物炭濾池進一步處理，最后再經(jīng)二級臭氧催化氧化，達到最終出水主要指標COD值小于60mg/L目標。

臭氧催化劑主要采用含量為30%的雙氧水。其中氣浮預處理采用聚合硫酸鐵(PSF)及聚丙烯酷胺(PAM)作為后物化預處理混凝藥劑，處理進水中的有機懸浮物，降低COD值，提高后續(xù)臭氧利用率及COD降解效率。

2、結果與討論

在前期運行調試穩(wěn)定后，運行時間為6月1日-7月4日該階段生化出水COD值逐步提高，均值達到201mg/L，且水中懸浮物SS開始增加。對此在氣浮池加入1600mg/LPSF及4mg/LPAM進行適當?shù)念A處理同時1#臭氧及2#臭氧反應柱的投加量分別為40mg/L及30mg/L；雙氧水作為催化劑在1#投加20mg/L，1#投加10mg/L，該階段總體運行出水COD匯總情況見表1、2與圖2。

(1)從上述圖表可得，該階段COD平均值為201mg/L，氣浮預處理平均去除率為32.6%(平均△COD66mg/L)，即經(jīng)過PSF和PAM混凝應后出水基本定保證后面多級臭氧催化氧化效率；一級臭氧-BAC整體平均去除率44.4%(平均△COD60mg/L)；二級臭氧平均去除率達28.8%(平均△COD21mg/L)，整個工藝總平均去除率為73.1%，兩級臭氧系統(tǒng)的COD去除率及總去除率相對較好:最終出水COD平均值54mg/L，平均△COD(絕對去除值)147mg/L，即二級臭氧出水可以滿足設計排放標準(≤60mg/L)中COD指標要求滿足最終出水要求。

(2)由圖2每日運行趨勢圖可以看出，7月2日進水惡化嚴重，COD值達到228mg/L，經(jīng)預處理后COD降為145mg/L，而后經(jīng)過兩級臭氧催化氧化處理，最終出水為59mg/L，由此可見此系統(tǒng)具備良好的COD負荷抗沖擊能力：同時由表可知雖然此階段整體上一級臭氧-BAC系統(tǒng)的出水COD值可能高于80mg/L，但經(jīng)過第二級臭氧催化氧化處理后，最終出水COD值基本可低于60mg/L，達到設計目標，即此多級臭氧催化氧化工藝系統(tǒng)具備良好的緩沖性能。

(3)有O/C比數(shù)據(jù)可知，在該穩(wěn)定運行階段，臭氧利用率較為理想，其中單獨1#臭氧反應塔的O/C比為1.08，整體一級臭氧-BAC系統(tǒng)的O/C比達到0.67，臭氧利用率較好；同時二級臭氧O/C比為1.40，隨著進水COD值的升高當臭氧投加量相對保持一定的情況下，中試系統(tǒng)的臭氧利用率提高，這結果和實驗室小試的臭氧利用率結果一致。

3、結論

(1)由該多級臭氧催化氧化工藝中試試驗可知，當該項目系統(tǒng)進水COD值小于230mg/L，在適當?shù)念A處理(絮凝沉淀)后經(jīng)過多級臭氧催化氧化系統(tǒng)后，均能達到出水COD小于60mg/L的處理目標。

(2)由該多級臭氧催化氧化工藝穩(wěn)定階段的運行數(shù)據(jù)分析可知，一級臭氧-BAC系統(tǒng)的整體O/C比均小于1，即1mg/L的臭氧能去除進水中1mg/L以上的COD有機物即中試工藝系統(tǒng)具備較高的臭氧利用率。

(3)由該多級臭氧催化氧化中試調節(jié)階段的數(shù)據(jù)分析可知，當進水水質惡化，如COD值升高水中含有大量懸浮物顆粒時，僅僅提高臭氧的投加量未能使出水達到預定目標，需同時增加預處理加藥量，如增加預處理PSF投加量等，才能使出水繼續(xù)達到設計目標；當然為盡快恢復該系統(tǒng)的處理能力，也可適當降低處理量或投加催化劑雙氧水作為調節(jié)。（來源：紹興柯橋江濱水處理有限公司）