印染廢水處理臭氧深度處理技術(shù)

棉花散纖維印染廢水是印染工業(yè)廢水的主要來源之一，在生產(chǎn)過程中主要使用的染料為國產(chǎn)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(fā)生共價鍵結(jié)合的活性基團的可溶性染料，廣泛應(yīng)用于棉、麻、絲、毛和化纖等紡織材料的印染。其水質(zhì)特性：污染物濃度較高，可生化性較差，水質(zhì)、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(yè)廢水。常規(guī)廢水處理工藝流程：廢水→集水池→圓網(wǎng)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(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，通過優(yōu)化改造，后續(xù)通過增加臭氧深度處理系統(tǒng)，最終出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

1、臭氧深度處理技術(shù)

1.1 臭氧生成原理

臭氧發(fā)生器產(chǎn)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(chǎn)生電暈放電生成臭氧。氣體中氧氣（O2），經(jīng)過高頻高壓的轟擊變成不穩(wěn)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(chǎn)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(tǒng)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(tǒng)最終出水能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

1.2 臭氧發(fā)生器系統(tǒng)組成

廢水處理應(yīng)用當(dāng)中臭氧發(fā)生器根據(jù)氣源類型可分為兩種，一種為空氣源臭氧發(fā)生器，另一種為氧氣源臭氧發(fā)生器。

空氣源臭氧發(fā)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(chǎn)生電暈放電生成臭氧。

氧氣源臭氧發(fā)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(chǎn)生電暈放電生成臭氧。

臭氧系統(tǒng)主要由臭氧發(fā)生器、氮氣補加及儀表風(fēng)系統(tǒng)、冷水機、投加系統(tǒng)、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(shù)工程應(yīng)用

臭氧深度處理技術(shù)已在印染廢水處理改造工程中得到實際的運用，主要應(yīng)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(chǎn)過程中主要使用的染料為國產(chǎn)活性染料，比例約為90%，以染深色為主的印染廢水。其應(yīng)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(dāng)?shù)貙嶋H情況，為達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4287-2012）》中表2的排放標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)有工程二沉池出水進(jìn)行優(yōu)化改造，改造工程均采用氧氣源臭氧處理技術(shù)對其進(jìn)行深度處理，有效脫色和去除CODcr，使廢水改造系統(tǒng)最終出水達(dá)標(biāo)排放。其工程指標(biāo)如表1，表2。

3、結(jié)論

根據(jù)以上工程的實際運行情況，針對活性染料印染廢水，現(xiàn)對其臭氧深度處理系統(tǒng)（氧氣源）改造工程設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)如下：

深度處理系統(tǒng)（氧氣源）改造工程設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)如下：（1）去除1gCODcr需消耗2~3.5gO3（注：理論計算為MCODcr：MO3=1:1）；（2）每生產(chǎn)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(yīng)池停留時間2～3h，生化出水CODcr在70～150mg/L范圍內(nèi)，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(nèi)，其去除率在50%～80%左右；（4）（氧氣源）臭氧系統(tǒng)，臭氧產(chǎn)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為10%WT（換算臭氧濃度約為150mg/L），平均產(chǎn)生1kg的投資成本約為：6～8.5萬元/kg.O3；系統(tǒng)配套總裝機功率約為：10～12kwh/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(shù)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(yuǎn)污染物減量排放中，其在印染廢水的處理的領(lǐng)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(qū)，其夏天溫度較高、持續(xù)時間長，臭氧系統(tǒng)配套的板式換熱器冷卻系統(tǒng)，在夏天高溫時期，由于外部環(huán)境影響，其換熱效果較差，臭氧發(fā)生器經(jīng)常達(dá)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(chǎn)車間的正常生產(chǎn)。

（2）臭氧系統(tǒng)在印染廢水深度處理系統(tǒng)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(jié)構(gòu)中的發(fā)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(fā)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(fā)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(xiàn)出CODCr，這是導(dǎo)致臭氧在印染廢水深度處理系統(tǒng)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(nèi)特別是沿海夏天溫度較高、持續(xù)時間長的地區(qū)，臭氧發(fā)生器配套的冷卻系統(tǒng)，不宜采用板式換熱器冷卻系統(tǒng)；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(fā)生器系統(tǒng)冷卻效果而穩(wěn)定運行。

（2）臭氧深度處理池前端可適當(dāng)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(diào)節(jié)水質(zhì)pH至偏堿的臭氧有利反應(yīng)條件，使臭氧反應(yīng)池能發(fā)揮更好的處理效果。

（3）綜合實際應(yīng)用工程，針對臭氧在印染廢水深度處理系統(tǒng)中對有機物去除率低問題，可考慮增加BAF處理單元聯(lián)合進(jìn)行進(jìn)一步的生化處理，確保最終出水達(dá)標(biāo)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(jìn)行不同投加量、不同曝氣停留時間、最佳反應(yīng)pH值的中試，才能最終應(yīng)用于實際工程中。（來源：廣州環(huán)發(fā)環(huán)保工程有限公司）