2.2 针对浓水污染物超标推出的臭氧多相氧化+BAF技术
1)臭氧多相氧化技术臭氧多相催化氧化工艺由包括催化氧化池和臭氧发生系统二个部分组成,其反应核心为催化氧化池。
废水通过污水进水管道进入催化氧化池,臭氧发生系统制得的臭氧氧化剂通过池底的扩散装置均匀进入。在催化剂作用下,有机污染物被氧化分解,转化为无害小分子。
过渡金属负载型催化剂(catalystofsupportedtransitionmetal),采用多孔碳基载体经Ni、Mn等过渡金属高温活化,并经特殊孔结构调节处理,形成高活性的负载型非均相催化剂。该催化剂表面含有稳定的催化活性因子,能够引发臭氧形成更为活泼的·OH自由基大于103m2/g,孔隙率大于80%,表面粗糙,孔结构丰富、分布合理。液相有机物和气相臭氧氧化剂被同时吸附到固相催化剂表面的活性吸附位,界面组元的改变使离子价态、电子运动传递等发生变化,有机物分子形成自由基中间态,反应活化能大幅降低。CSTM催化剂耐酸碱腐蚀,机械强度高,不易磨损,使用寿命在五年以上。
CSTM催化剂技术特点如下:
(1)氧化效率高,出水水质好。CSTM催化剂引
常规回用水处理系统的浓水池后增设新的回用减排工艺,原有反渗透浓水池由排放改为进一步浓缩,用泵输送至STRO,STRO的回收率可设计至65%,STRO产水储存在原有的反渗透产水池中和常规回用系统的反渗透产水一同进行回用。STRO的浓水储存在浓水池中,用泵输送至臭氧催化氧化池,通过臭氧催化氧化提高水的可生化性并降低一部分的COD,出水自流至BAF通过生物菌种进一步降低水中的COD、氨氮及总氮,当水中总氮较高时BAF可
在我国不同工业领域里,整个纺织业一年产生的废水排放量大约有15.23亿t,包括12.4亿t的印染废水,大概在我国工业废水总排放量的7%,平均能排除350~450t的废水。生产过程中,从纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程均存在废水排放,不同之处体现在各个工段废水中的污染物含量与成分与废水排放量上。依据产品所用原材料的差异可区分成以下几种:毛纺织、棉纺织、丝绸印染等等。其中纺织印染具备含水量多、污染物数量多、碱性高、水质转变快等特征,是一种处置难度较大的工业废水,其中具有酸碱、浆料、染料以及油剂等等。目前,印染行业和其产生的废水与处理工艺已得到人们的广泛关注。
1.2 印染工业废水现阶段处置状况
印染业属于排水大户,在大多数的印染厂基本都具备普通的污水处置设施,当下我国利用率较高的印染废水处置工艺,通常以生化、物化等工艺方法为主,主要有膜处置方法、物理化学处置方法、生物活性污泥池处置方法等等。首级处置通常采用絮凝的方式,次级处置一般选用生化技术,包括接触氧化和生物转盘以及空曝、表曝等等。大多企业由于采用常规处理法无法稳定回用水的指标而放弃回用,或只能降级循环回用,多数厂家仅维持达标排放的阶段,排放的废水量依然远远超过先进国家水平,并且有的中小型印染厂排水量更多。对于印染厂来说,其消耗的蒸汽量一样很多,大部分蒸汽都没有被有效循环使用。在废水处置工艺与所有流程中依然有较大的发展空间。怎样实现节水节能减排现已是现阶段各个印染厂亟须解决的首要问题,同样也是提高企业经济利益的关键手段。
1.3 印染工业废水回用的必要性
现阶段,有很多区域在实施环保方针政策后,对废水处置排放提出了更高的要求,开始严格控制相关企业的废水排放量。环保政策的全面落实,让一些区域的印染厂产能扩张肩负较大压力,污水排放费用与取水资源费用也随之持续升高。因此,未来怎样合理应用水资源成为抑制企业良好发展的主要问题。
为实现这一要求,作为印染技术攻关项目,在节省工艺用水的过程中,例如可以把现阶段经过处置后依然无法循环使用的一些废水通过膜技术进行二次处置,提供排放废水的利用率,不但能减少印染过程中用水量,还能提高企业社会效益,同时对约束排放量的已有印染企业的产能扩张奠定良好基础,膜工艺的运用有效地解决了此种问题。针对此种印染大户而言,废水回收利用是推动环境、社会、经济良好发展的有效手段。
2、膜法运用工艺简介
2.1 印染工业中的废水回用技术
处理印染废水的方式众多,比如化学处置方法、生化方法以及混凝气浮方法等等。此种水体中污染物种类繁多,采用单一的处置方法一般无法将所有的污染物剔除出去,要把各种方法组合在一起,联合处置才能实现理想目标。经过现阶段普通工艺处置的引燃废水,一般仅能满足低标准,大部分被回收利用的工艺用水,针对水质指标,尤其是色度、有机物等方面有着更为苛刻的要求。把之前符合标准的排放废水用膜处置再处理一遍,得到的纯水和地表水取水相比还要透彻,漂浮物、色度、电导值等方面也都显著超过工艺用水需求,但若没有落实前预处置此环节,对排放废水直接应用膜处理,不但会增加投入成本,并且还不能让系统良好运作,回收水质也无法被有效保证。只有把膜法与普通方法融合应用,才能真正提高水资源的利用率。
2.2 膜法处置在印染工业废水中的重要性
近年来,科技水平较高的国家与发达国家纷纷把膜分离技术,例如RO、NF、UF技术等运用在印染工业废水的处置过程中,能有效减少耗能,降低成本投入。因为膜过滤技术具备技能、设施简易、分离质量高、操作便捷等优势,让其在废水处置范围内有较大上升空间。
微孔过滤,简称微滤,是一种采用机械过考虑的模式,把中段废水里的细小纤维自水体中隔离开来。所谓微滤,具体是指利用缝隙非常小的纤维网或者不锈钢网当作过滤媒介展开隔离处理,其不仅能回收纤维,而且对BOD以及COD有着良好的剔除成效。当下,利用率较高的是2~6cm格栅过滤,以此筛出木屑等杂物,预防破坏泵。
废水处置中选用超滤,是利用拦截物流里分子质量超过超滤膜拦截分子质量的溶质,准许分子质量较低的成分与水通过。其透过水筛出分子质量大的物体,比如浆料、纤维杂物以及燃料等,还能进行回收再利用。此种过滤手段是现阶段印染领域中口碑较好的一种膜技术,通常应用在减少废水相关承载,减少氧化损耗量,让回收用水更加清洁,降低耗能。我国研制的空超滤膜凭借其经济适用的价格备受人们认可和青睐。
为剔除回收用水里的累积盐分,可采用纳滤或者反渗透的方法,经过其脱盐的水体质量远远超过工艺用水,并保留了一定的热能,为蒸发零排放节约蒸汽耗量。大部分印染漂洗废液的浓度普遍偏低,相关人员仅利用纳滤膜便能达成工艺回收利用标准。但针对盐度与浓度较高的印染废水可使用RO法对其进行脱盐,以此达到回收用水标准,同时把RO浓缩液经过合理处置满足指标排放或者放到蒸发皿蒸发,处置浓度大的印染工业废水的有效方法还正在研究探索中。
MBR,具体是把有效分离工艺和生物降解作用进行有机融合,形成的一种新兴有效的回用及污水处置工艺。在清除浊度、COD等方面利用率较多,其较传统的活性污泥法更加有效和合理。其能充分顶替二沉池发挥作用,从根源上减少COD值,并且让出水较普通生化法形成的效果更好。膜反应反应器是现阶段污水回收利用核心的技术,因为成本投入多,在我国的利用率较低。
几十年来,全国各地纷纷开始建设且投入应用膜法处置工厂,减少印染行业水体损耗量,同时为创造了非常可观的经济利益。现阶段,我国在膜分离工艺的探究方面已取得较大成就,并且已步入现代化生产阶段。接下来将重点分析膜法回用我国某地区印染厂废水的中试状况。
3、膜法处置印染废水中试分析
3.1 关于进水需求
印染废水通常带有漂浮物,其中有机和无机的众多,细小的纤维杂物非常容易引起堵塞问题。为杜绝此现象发生,降低清理难度与次数,不可直接应用膜分离法来处置,在正式分离膜之前完成气浮与絮凝准备工作是一种非常有效的手段。结束此工作后,SS消除率在75~85%范围内,COD剔除率在75%,需要展开后续生物处置,从而彻底清除各种污染物。通过生化和物化的共同处置,出水水质为:pH在7.5左右,COD=110mg/L,SS=22-45ml/L,满足我国规定标准,若是接着使用膜法处置,那么能迅速满足不同工艺的回用水需求,不但节省用水量,而且还能降低污水排放量。上述提高的准备工作,是为了优化废水水质,剔除污染物与漂浮物,提高处理的总体效果,保证处置系统的可靠性,所以此工作在印染废水处置中有着举足轻重的作用。
3.2 关于微滤膜法
通过兼氧、气浮和初沉池等处置满足要求的印染工业废水,现已能满足膜处置的进水需求。工艺力只要在超滤前添加自清理过滤器,确保进水水质小于110μm便可顺利通过超滤要件。相关人员在印染工厂依次在二沉池与初沉池满足要求的废水池里检测其运作情况,可知后者的废水因为为漂浮物较大,能迅速堵住微滤缝隙,水压差持续升高,运行非常不可靠。但通过常规处置的前者便能内始终维持多压差不变,以后试验现象,可发现采用膜法来回用废水,风险性极高,先采取常规处置然后再利用膜法来提升回用效率更加实用。
把陶瓷膜当作废水回用核心技术,能取得事半功倍的效果。把其和有机膜作比较,前者具备抗高温、抗酸碱、耐微生物腐蚀、孔径均衡、应用时间久、容易清理等优势。在大部分印染工艺里,通常染水的温度要保持在80℃上下,若能把这些热量全部回收,可节省诸多蒸汽。在过滤浓度较大的染料废水时,使用此种技术不但提高废水利用率,而且能获得较高的经济利益。
3.3 关于超滤膜法处理
超滤材料众多,可采用PP、PES、PS、PVC等材料的超滤要件来检测运行的可靠性,经过实验检测和结果发现无明显差别。中空超滤的运用在国内已相当普及,而在印染废水上的应用国内也才起步。在绍兴某印染厂做回用印染废水的试验,处理水量为9~11m3/d,为期45d,进水水质状况为:通过生化与沉淀处置后符合标准的盐分与放流水较少,电导率为980~1650μs/cm范围内,色度范围在15~19之间,存在漂浮物,pH在6.7~7.5之间,COD在84~99mg/L之间,SS在44~63mg/L之间,浊度:1NTU。
实验方法为:利用PVC外压式超滤膜,尺寸为9寸,来处置符合标准的放流水,此膜面积等于50m2,自动运作形式,设置程序为:20min运行后,气洗15s,再反冲洗30s,正洗10s。在膜通量减少或者压差提升的过程中,展开化学清理,一般采用碱洗的方式,此外还利用NaClO进行消毒杀菌。
设计为多级串联运行,一般采用后置反硝化的方法降低水中的总氮。BAF出水可达到排放指标要求。
采用以上新回用水处理工艺可实现冷轧废水极高的回用率,达到国家减排要求。
3、零排放
3.1 意义
零排放项目在西部地区的煤化工项目中有多项运用业绩,但是由于其高耗能高投资等特点,并没有很好的运行案例。针对冷轧废水处理一般都不需要进行零排放处理,但是有一些地区对于废水排放有着一些特殊的标准,采用一般的废水处理工艺无法达到要求,往往生产企业被逼无奈只能对废水进行零排放处理。如《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627-2008)对于氯离子有着不回用小于400mg/L,回用后小于1000mg/L的要求,众所周知氯离子只能与银或者汞产生沉淀,极不易于从水中分离,而冷轧厂大多采用盐酸对钢板进行酸洗,其排放的含酸废水中氯离子含量一般在6000mg/L左右,远远达不到排放标准,只能采用零排放处理。这也可以看出我国有些地方的排放标准设置的非常不合理,有些污染物根本没有有效地处理手段却先制定了不合理的排放标准,为了满足这一标准往往造成了能源的大量浪费。
3.2 零排放技术
零排放现在唯一有效地工艺是对水先进行高倍数的浓缩,然后采用结晶蒸发的方式将水中的所有物质转化为固体废水进行处理,为了降低结晶蒸发的过程中能源介质的消耗,近年来多效蒸发的概念呗广发的运用。多效蒸发器简称MVR技术。MVR(MechanicalVaporRecompression,机械蒸汽再压缩技术)利用压缩机压缩分离器产生的二次蒸汽,提高蒸汽温度,压缩后的蒸汽作为热源,为加热器供热,如此循环。通过消耗少量的电能,蒸汽压缩机将低品位的蒸汽转化成为高品位的蒸汽,其蒸气利用率相当于20~30效的多效蒸发器。但即使采用了多效蒸发器零排放仍然是一项高耗能的过程,多效蒸发器
发臭氧分解产生·OH,并形成自由态有机物分子,降低反应活化能,有机物的氧化反应速率较直接氧化反应提高5个数量级以上。仅30min即可完成反应,构筑物占地面积减少1/2以上。
(2)臭氧利用率提高2~3倍,设备投资省,运行费用低。相对于臭氧直接氧化,臭氧多相催化氧化工艺降解同等数量的有机物,臭氧用量降低60~70%,减少了臭氧发生装置的设备投资,运行费用降低50%。
(3)催化效率稳定,催化剂使用寿命长。催化活性因子通过固溶体焙烧形式固定于多孔载体表面,催化剂溶出率低、耐酸碱腐蚀、机械强度高,使用寿命在五年以上。
(4)降解有机物的同时可脱色、除嗅,不产生二次污染。·OH自由基无选择性的破坏有机物分子中的生色基团,也可氧化硫化氢等恶臭物质。氧化过程中的中间产物继续与·OH反应,氧化反应彻底。
(5)工艺简单,自动化程度高,劳动强度低。由臭氧发生系统和氧化反应系统组成,工艺流程简单。采用PLC或DCS自动控制,工作人员操作量少。
(6)催化反应装置采用不锈钢、陶瓷、ABS等耐腐蚀材质,正常使用时寿命在五年以上。
(7)应用方式多样化。既可作单独处理,又可与其他工艺进行组合。