紗線筒染廢水的分質(zhì)收集與處理試驗(yàn)

操家順,周 明,李 超1,,方 芳1,,馬宏偉

(1.河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210098; 2.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇南京 210098;3.河海大學(xué)水資源高效利用與工程安全國家研究中心,江蘇南京 210098)

紗線筒染廢水的分質(zhì)收集與處理試驗(yàn)

操家順1,2,3,周 明2,李 超1,2,方 芳1,2,馬宏偉2

(1.河海大學(xué)淺水湖泊綜合治理與資源開發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南京 210098; 2.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇南京 210098;3.河海大學(xué)水資源高效利用與工程安全國家研究中心,江蘇南京 210098)

以電導(dǎo)率為分質(zhì)指標(biāo),對(duì)紗線筒染廢水進(jìn)行“清濁分質(zhì)”收集,并對(duì)收集到的輕廢水進(jìn)行接觸氧化、超濾、反滲透處理；對(duì)重廢水進(jìn)行水解酸化、接觸氧化、混凝沉淀處理,最后對(duì)輕廢水減緩膜污染方面進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析。結(jié)果表明：輕廢水經(jīng)處理后,ρ(COD)＜17 mg/L、色度1倍、ρ(Fe3+)≤0.1 mg/L、ρ(Mn)=0.05～0.09 mg/L、硬度為50～80 mg/L,水質(zhì)優(yōu)于印染用水要求,并且能夠減緩膜系統(tǒng)污染速率；重廢水經(jīng)處理后,ρ(COD)＜50 mg/L、ρ(NH3-N)=1.71～2.93 mg/L、色度小于50倍,滿足重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)廢水排放要求；表明采用以電導(dǎo)率為指標(biāo)的廢水分質(zhì)收集與處理方法,自動(dòng)化程度高、分質(zhì)準(zhǔn)確,有效緩解了后續(xù)處理負(fù)荷,減緩了膜污染,提高了廢水回用率。

紗線筒染廢水；電導(dǎo)率；分質(zhì)收集；分類處理；再生利用

紗線筒染廢水是紡織染整廢水中的一種,具有堿性強(qiáng)、色度大、可生化性差等共性特點(diǎn)[1],一般處理方式為：集中排放后采用生物法、化學(xué)法和物理化學(xué)法或幾種方法的組合來進(jìn)行處理[2-3]。這種收集與處理方式比較粗放,沒有針對(duì)具體的廢水水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行有的放矢的收集與處理,且處理成本大,回用潛力低[4],同時(shí)生化二級(jí)出水仍然存在著色度、COD等指標(biāo)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題[5-6]。

隨著國家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視、印染行業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高和企業(yè)取水定額的日益嚴(yán)格[7],印染廢水收集及處理方式亟待改變和升級(jí)。陳偉等[8]綜述了膜處理技術(shù)對(duì)印染工藝中不同工序廢水(如退漿廢水、洗毛廢水、染色廢水等)分質(zhì)處理的效果。邱滔等[9]將印染廢水分為“退煮漂”廢水和染色廢水兩類,對(duì)于“退煮漂”廢水,采用水解酸化工藝提高廢水的可生化性;對(duì)染色廢水,先進(jìn)行混凝脫色,最后將兩種出水混合進(jìn)行好氧生化法處理。Tahri等[10]根據(jù)印染廢水不同階段排水污染程度不同,將前處理、染色和清洗排水中污染較重的部分從整個(gè)印染廢水中分離出來,然后對(duì)分離出的輕廢水和混合廢水進(jìn)行微濾和納濾深度處理比較研究。Kurt等[11]將染深、淺色纖維的洗滌廢水劃分為9缸廢水,并對(duì)后7缸廢水分質(zhì)收集,然后進(jìn)行納濾和反滲透深度處理的比較研究。馬春燕等[12]對(duì)針織印染廢水進(jìn)行清濁分流,將輕污染的印染漂洗水采用水解酸化好氧生化生物濾池陶粒過濾陶瓷膜過濾工藝進(jìn)行處理并回用。賴冬麟等[13]通過對(duì)棉針織染整排水水質(zhì)的統(tǒng)計(jì)分析,提出將前處理廢水中后兩道洗水與染色廢水中后三道洗水合稱為清廢水,其他染整廢水稱為濁廢水,并采用混凝臭氧氧化組合工藝對(duì)清廢水進(jìn)行處理。

上述廢水分質(zhì)收集方法僅僅局限在生產(chǎn)工藝界定上,事先人為界定每道工序排水等級(jí),然后進(jìn)行分質(zhì)操作。這種方式?jīng)]有根據(jù)具體排水水質(zhì)做出實(shí)時(shí)響應(yīng),分質(zhì)操作繁瑣,分質(zhì)準(zhǔn)確度及效率不高。雖然在“清濁分質(zhì)”收集的基礎(chǔ)上,開展了分類處理的研究,但沒有針對(duì)分質(zhì)前后水質(zhì)對(duì)后續(xù)處理工藝負(fù)荷及深度處理膜系統(tǒng)影響方面進(jìn)行對(duì)比分析。

筆者以常州市某印染廠紗線筒染廢水為研究對(duì)象,通過分析各工序段廢水水質(zhì)特征,提出實(shí)用的以排水電導(dǎo)率為分質(zhì)指標(biāo)的“清濁分質(zhì)”方案,并對(duì)收集到的輕重廢水分別開展試驗(yàn)研究：輕廢水深度處理后回用,重廢水常規(guī)處理后達(dá)標(biāo)排放,最后對(duì)分質(zhì)收集及處理措施進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析,旨在為同類企業(yè)染色廢水清濁分流、分類處理及回用提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置與工藝流程

輕廢水小試試驗(yàn)處理裝置如圖1所示。接觸氧化池和沉淀池由有機(jī)玻璃制成,采用組合設(shè)計(jì),接觸氧化池尺寸為150 mm×200 mm×700 mm,沉淀池尺寸為150 mm×150 mm×200 mm,其中超高均為0.1 m。接觸氧化池內(nèi)置組合填料,采用塑料圓盤微孔曝氣器;超濾、反滲透裝置技術(shù)參數(shù)見表1和表2。

圖1 輕廢水小試試驗(yàn)處理裝置

表1 超濾裝置技術(shù)參數(shù)

表2 反滲透裝置技術(shù)參數(shù)

1.2 試驗(yàn)用水

為使試驗(yàn)更具實(shí)際參考價(jià)值,本次試驗(yàn)用水直接取自車間按電導(dǎo)率指標(biāo)分質(zhì)收集的輕、重廢水,具體試驗(yàn)用水水質(zhì)指標(biāo)見表3。

1.3 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)時(shí)間為2013年8—12月,分2個(gè)階段：①掛膜啟動(dòng)階段;②試驗(yàn)運(yùn)行階段。掛膜啟動(dòng)階段污泥取自相似企業(yè)廢水處理站反應(yīng)池,直接接種污泥培養(yǎng)馴化,首先進(jìn)行重廢水試驗(yàn)的啟動(dòng),整個(gè)階段持續(xù)約35 d。然后進(jìn)行輕廢水試驗(yàn)的啟動(dòng),直接接種重廢水接觸氧化池內(nèi)絮狀污泥,啟動(dòng)周期較短,共一周。培養(yǎng)馴化結(jié)束后裝置投入試驗(yàn)運(yùn)行階段,通過改變水力停留時(shí)間(HRT)、DO濃度等不同運(yùn)行條件,研究系統(tǒng)對(duì)污染物去除的效果。

1.4 監(jiān)測(cè)指標(biāo)及方法

COD、NH3-N、TN、色度、鐵離子、錳離子和總硬度均根據(jù)國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法[14]進(jìn)行分析檢測(cè),濁度采用WGZ-200B濁度計(jì)測(cè)定;電導(dǎo)率采用SHKY DDP-200型電導(dǎo)率儀測(cè)定。

各指標(biāo)檢測(cè)頻率為試驗(yàn)穩(wěn)定后每天測(cè)1次。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 基于電導(dǎo)率的廢水“清濁分質(zhì)”收集方法

典型紗線筒染工藝為：絡(luò)筒(倒角)、前處理、染色、后處理、成品。其中前處理、染色和后處理都是在以水為媒介的環(huán)境下操作的,每個(gè)工序都會(huì)排出一定量污染程度不同的廢水,這些廢水統(tǒng)稱紗線筒染廢水[15]。

由于紗線筒染廢水水質(zhì)跟紗線纖維種類、所染色系、染料及助劑使用有很大關(guān)系,現(xiàn)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)棉紗分別染深青色(深色系)和米色(淺色系)的具體水質(zhì)進(jìn)行分析。染色車間各工序段排放廢水水質(zhì)跟蹤檢測(cè)結(jié)果分別見表4和表5。

根據(jù)具體水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)情況,染淺色系時(shí)各工序段排水都較染深色系排水污染程度輕,但兩者的共同特點(diǎn)為各工序段污染程度大小和相應(yīng)電導(dǎo)率呈正相關(guān)關(guān)系,也即可以用電導(dǎo)率來間接反映水質(zhì)的污染程度,以電導(dǎo)率為分質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),通過和電磁閥聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)廢水在線實(shí)時(shí)自動(dòng)分質(zhì)收集。因此,結(jié)合生產(chǎn)過程中具體操作流程及各工序段廢水排放量,確定分質(zhì)收集方案為：電導(dǎo)率小于3 000 μS/cm時(shí)劃為輕廢水;電導(dǎo)率大于或等于3000μS/cm時(shí)劃為重廢水,通過兩套管路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分質(zhì)收集。

表3 試驗(yàn)用水水質(zhì)指標(biāo)

表4 全棉紗線染深青色(深色系)排水水質(zhì)

表5 全棉紗線染米色(淺色系)排水水質(zhì)

2.2 輕廢水處理試驗(yàn)

2.2.1 DO對(duì)去除效果的影響

為考察DO對(duì)輕廢水處理效果的影響,調(diào)整曝氣泵曝氣量使反應(yīng)器內(nèi)DO質(zhì)量濃度分別為1.5 mg/L、2.5mg/L、3.5mg/L、4.5mg/L、5.5mg/L,每組試驗(yàn)用時(shí)6d,設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為2.0L/h。不同DO質(zhì)量濃度條件下輕廢水小試進(jìn)出水水質(zhì)變化見圖2。

由圖2可見,當(dāng)DO質(zhì)量濃度為1.5 mg/L時(shí), COD、TN及色度去除率均較低,平均分別為55.9%、54.9%和51.1%。這是因?yàn)榉磻?yīng)器內(nèi)DO質(zhì)量濃度較低,填料表面生物膜的活性受到抑制,對(duì)有機(jī)物和發(fā)色基團(tuán)的生物降解性能不強(qiáng)。隨著DO質(zhì)量濃度逐漸增大,COD、NH3-N、TN及色度去除效果逐漸增強(qiáng),其中DO質(zhì)量濃度為3.5 mg/L時(shí), COD、TN和色度去除效果達(dá)到最佳,平均分別達(dá)到78.7%、67.0%和62.0%;DO質(zhì)量濃度從1.5 mg/L增至3.5 mg/L的過程中,NH3-N去除率均處于較高的水平,平均為77.5%。但當(dāng)DO質(zhì)量濃度繼續(xù)增大到5.5 mg/L時(shí),處理效果逐漸下降?？梢?一定范圍內(nèi)增大DO質(zhì)量濃度,相應(yīng)曝氣泵曝氣量增加,這樣不僅可以增強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)污染物質(zhì)與填料生物膜的接觸幾率,同時(shí)加速填料表面生物膜的更新,提高反應(yīng)器整體處理效率。但DO質(zhì)量濃度進(jìn)一步增大時(shí),DO質(zhì)量濃度已不是處理效果的制約因素,而由此形成的大的水力剪切力使得填料表面生物膜大范圍脫落[16],然后隨水流流失,導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)生物濃度降低,反應(yīng)器處理效率降低。

2.2.2 水力停留時(shí)間對(duì)去除效果的影響

為考察水力停留時(shí)間(HRT)對(duì)輕廢水處理效果的影響,調(diào)整進(jìn)水流量,使得相應(yīng)HRT分別為8 h、10 h、12 h、15 h、18 h,并調(diào)節(jié)曝氣量,維持DO質(zhì)量濃度為3.5 mg/L左右,每組試驗(yàn)用時(shí)7 d,為使數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠,取后6 d數(shù)據(jù)。不同HRT條件下輕廢水小試進(jìn)出水水質(zhì)變化見圖3。

由圖3可見,隨著HRT逐漸增大,COD、NH3-N、TN及色度去除效果逐漸增強(qiáng),當(dāng)HRT為15 h時(shí), COD、NH3-N、TN及色度平均去除率分別為76.9%、77.8%、69.3%和66.1%,分別比HRT為8 h時(shí)高出6.1%、7.0%、18.0%和5.5%。HRT較短時(shí),反應(yīng)器內(nèi)污染物質(zhì)與填料內(nèi)、外面生物膜接觸時(shí)間較短,污染物質(zhì)沒有降解完全即被排出,處理效果欠佳,隨著HRT的延長,污染物質(zhì)與生物膜接觸充分后得到了有效降解。但是,隨著HRT進(jìn)一步增大,反應(yīng)器處理效率增長放緩,甚至有降低趨勢(shì)。HRT的延長,使反應(yīng)器內(nèi)生物降解充分完成,而過長的HRT導(dǎo)致污泥停留時(shí)間延長,生物膜老化,活性降低,導(dǎo)致反應(yīng)器處理效果下降[17],最明顯的反映在NH3-N和色度的去除效率方面。

圖2 不同DO質(zhì)量濃度條件下輕廢水小試進(jìn)出水水質(zhì)變化

圖3 不同HRT條件下輕廢水小試進(jìn)出水水質(zhì)變化

2.2.3 深度處理效果

輕廢水經(jīng)接觸氧化處理由二沉池沉淀,出水進(jìn)入深度處理系統(tǒng),超濾、反滲透深度處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)水率為50%。輕廢水深度處理系統(tǒng)出水水質(zhì)見表6。

由表6可見,輕廢水處理系統(tǒng)出水pH呈中性偏堿,在6.5～8.5范圍內(nèi);色度、硬度、鐵離子和錳離子指標(biāo)優(yōu)于印染用水水質(zhì)指標(biāo)要求(印染生產(chǎn)用水水質(zhì)要求中規(guī)定：硬度(以CaCO3計(jì))小于150 mg/L,ρ(Fe3+)≤0.1 mg/L,ρ(Mn)≤0.1 mg/L),其中硬度指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于150 mg/L,除不能用作溶解性染色化藥用水外,可用于其余全部生產(chǎn)。由于回用水是由印染廢水經(jīng)深度處理后的水,除了印染用水要求的水質(zhì)指標(biāo)外,本系統(tǒng)出水還檢測(cè)了COD、濁度和電導(dǎo)率,檢測(cè)COD和濁度,可以直觀反映出系統(tǒng)處理效果,從而保障回用的安全可靠。電導(dǎo)率作為“清濁分質(zhì)”的依據(jù),其本身大小也間接反映了染色階段所添加的各種鹽類助劑的含量,而回用過程中鹽類還會(huì)累積,造成其含量增加,當(dāng)鹽類含量過高時(shí),會(huì)使染色織物產(chǎn)生“色差”,從而影響回用的效率。因此,對(duì)比印染用水水質(zhì)要求可知,經(jīng)過該系統(tǒng)處理,出水水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于印染用水標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足回用要求。

2.3 重廢水處理效果

重廢水小試試驗(yàn)處理系統(tǒng)中,系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為2.0 L/h,水解酸化池HRT為18 h,上升流速為1.5m/h;接觸氧化池DO質(zhì)量濃度為3.5mg/L,HRT為12h,系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行36 d。物化混凝投加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺,經(jīng)燒杯試驗(yàn)確定投量分別為80 mg/L、6mg/L,攪拌速率為300r/min,沉淀30min。

表6 輕廢水深度處理系統(tǒng)出水水質(zhì)

系統(tǒng)最終出水ρ(COD)=36～48 mg/L、ρ(NH3-N)=1.71～2.82mg/L、色度為28～32倍,平均去除率分別為93.3%、77.6%和98.5%,滿足太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值。

2.4 分質(zhì)收集與分類處理的優(yōu)勢(shì)分析

對(duì)紗線筒染廢水進(jìn)行分質(zhì)收集,并對(duì)收集到的輕廢水和分質(zhì)前的混合廢水開展深度處理對(duì)比研究,通過對(duì)超濾膜的通量變化、反滲透膜的跨膜壓差變化情況的分析,探討分質(zhì)收集及分類處理措施對(duì)減輕后續(xù)處理工藝負(fù)荷、減緩膜系統(tǒng)污染速率,延長膜系統(tǒng)使用壽命方面的優(yōu)勢(shì)。

2.4.1 超濾膜比通量變化對(duì)比分析

試驗(yàn)中通過考察超濾膜比通量變化來表征超濾膜污染情況,超濾膜比通量變化用J/J0表示,其中J0為膜的初始通量,輕廢水和混合廢水的膜比通量變化情況見圖4。

圖4 輕廢水和混合廢水超濾膜膜比通量變化

由圖4可見,混合廢水膜比通量在運(yùn)行的第一個(gè)小時(shí)內(nèi)降低近10%,隨著運(yùn)行時(shí)間的延長,其膜比通量呈現(xiàn)直線下降的趨勢(shì),運(yùn)行10 h時(shí)下降到0.6左右;反觀輕廢水膜比通量變化情況,其膜比通量變化趨勢(shì)較混合廢水的平緩,在運(yùn)行10 h后還維持在0.8左右。這是由于紗線筒染混合廢水中含有大量的懸浮物和膠體物質(zhì),常規(guī)處理能力有限,這些懸浮物和膠體粒子沒有得到全部去除,在進(jìn)入到超濾階段時(shí),在膜表面生成濃差極化層,并且雜質(zhì)進(jìn)入膜孔隙并吸附在膜內(nèi)部,減少了有效的膜孔密度和膜孔徑,從而造成膜通量的快速下降[18]。而分質(zhì)收集的輕廢水,相比分質(zhì)前的混合廢水,其懸浮物和膠體含量低,經(jīng)過常規(guī)處理后,進(jìn)入超濾膜的水相應(yīng)懸浮物和膠體含量少,進(jìn)而減輕對(duì)超濾膜系統(tǒng)的污染,能夠有效延緩超濾膜污染速率,延長使用壽命。

為更加直觀地反映超濾膜在兩種不同進(jìn)水條件下的污染情況,分別取輕廢水和混合廢水運(yùn)行10 d后的超濾膜絲進(jìn)行電鏡掃描,結(jié)果見圖5。

圖5 超濾膜絲掃描電鏡結(jié)果

由圖5可見,輕廢水和混合廢水進(jìn)水在膜過濾過程中,都形成濾餅層,但不同的是圖5(a)中膜絲表面較平坦、光滑;而圖5(b)中膜絲表面較粗糙,且厚度較大。這是由于兩種廢水中小分子物質(zhì)不斷透過膜,大分子物質(zhì)被截留并不斷濃縮,形成濃差極化現(xiàn)象(滯留層),隨著過濾的不斷進(jìn)行,滯留層繼續(xù)增加形成濾餅層。但是由于混合廢水污染程度較輕廢水重,相應(yīng)所含有的大分子物質(zhì)及膠體量多,在膜系統(tǒng)過濾過程中,會(huì)快速地堵塞膜絲,導(dǎo)致污染更加嚴(yán)重。

2.4.2 反滲透跨膜壓差的對(duì)比分析

反滲透膜的運(yùn)行效果受進(jìn)水水質(zhì)的影響很大,其中反滲透膜跨膜壓差(TMP)是反滲透裝置受污染程度的一個(gè)重要指標(biāo),TMP是指反滲透進(jìn)水壓力和濃水壓力之間的差值。輕廢水和混合廢水反滲透膜跨膜壓差變化見圖6。

圖6 輕廢水和混合廢水反滲透膜跨膜壓差變化

由圖6可見,混合廢水出水作為反滲透進(jìn)水的膜系統(tǒng)跨膜壓差增長幅度比輕廢水的跨膜壓差增長幅度要大。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行到4 h時(shí),混合廢水跨膜壓差已達(dá)11 kPa,比輕廢水跨膜壓差高出4 kPa;隨著系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行,兩者的差值逐漸增大,到16 h時(shí),混合廢水的跨膜壓差比輕廢水高12 kPa,表明混合廢水對(duì)反滲透膜污染的影響更加嚴(yán)重。這是因?yàn)榛旌蠌U水出水相對(duì)于輕廢水出水水質(zhì)差,隨著時(shí)間的推移,在膜表面由膠體顆粒、微生物以及溶解性有機(jī)物形成濾餅層的速度較快[19],所以跨膜壓差的增長速度較快,反映在膜污染速率方面,會(huì)加速膜污染,膜系統(tǒng)使用壽命也相應(yīng)縮短。

2.5 工程應(yīng)用

本試驗(yàn)基于“十二五”國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目,并在該廠建立示范工程,示范工程采用分質(zhì)收集和處理印染廢水,并回用。

示范工程于2012年11月建成投入使用,分質(zhì)收集以電導(dǎo)率指標(biāo)為分質(zhì)依據(jù),其中輕廢水量3000 m3/d,重廢水量5000 m3/d。輕廢水在常規(guī)處理后,二級(jí)生化出水經(jīng)多介質(zhì)過濾器后進(jìn)入超濾和反滲透雙膜法系統(tǒng)進(jìn)行深度處理,最終出水與清水一塊進(jìn)入染色車間進(jìn)行回用,設(shè)計(jì)回用率60%。雙膜法系統(tǒng)中超濾膜元件為SN(北京賽諾)膜,平均膜孔徑0.1μm,有效過濾面積為50m2,膜絲內(nèi)徑為0.7 mm,外徑為1.3 mm,膜元件數(shù)量共36支,立式布置。反滲透膜為陶氏聚酰胺抗污染8040膜,共90支,臥式布置。實(shí)際運(yùn)行過程中對(duì)膜系統(tǒng)定期進(jìn)行反沖洗和氣擦洗,以防止污物堵塞膜絲,不利于裝置運(yùn)行,裝置經(jīng)過長期運(yùn)行后,根據(jù)實(shí)際情況使用化學(xué)藥品進(jìn)行化學(xué)清洗,以恢復(fù)膜系統(tǒng)的性能。

示范工程運(yùn)行1年來,各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定,深度處理膜系統(tǒng)性能優(yōu)良,日常運(yùn)行中自動(dòng)水洗和氣洗可以清除一般可逆污染,膜性能基本得到恢復(fù)。

3 結(jié) 論

a.通過對(duì)染色車間染深色系、淺色系紗線排水水質(zhì)檢測(cè)及分析,確定以電導(dǎo)率指標(biāo)為分質(zhì)依據(jù)。分質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為：電導(dǎo)率小于3 000 μS/cm的劃為輕廢水;電導(dǎo)率大于或等于3000 μS/cm的劃為重廢水。電導(dǎo)率可以間接反映廢水污染程度,并且檢測(cè)方便,誤差低,將電導(dǎo)率儀同電磁閥聯(lián)用,可以實(shí)現(xiàn)廢水的在線、實(shí)時(shí)、自動(dòng)化分質(zhì)收集,提高了分質(zhì)的效率及準(zhǔn)確度。

b.對(duì)“清濁分質(zhì)”廢水采用分類處理。輕廢水處理系統(tǒng)出水指標(biāo)ρ(COD)＜17 mg/L、ρ(Fe3+)≤0.1mg/L、ρ(Mn)0.05～0.09 mg/L、色度1倍、硬度為50～80mg/L,優(yōu)于印染用水要求,可以回用,同時(shí)輕廢水有效降低了后續(xù)處理工藝負(fù)荷,在減緩膜系統(tǒng)污染、延長使用壽命方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。重廢水經(jīng)水解酸化、好氧接觸氧化和物化混凝處理后,出水中COD、NH3-N的質(zhì)量濃度范圍分別為36～48 mg/L、1.71～2.82mg/L,色度范圍為28～32倍,滿足排放要求。

c.所選基于電導(dǎo)率指標(biāo)的“清濁分質(zhì)”收集方法,對(duì)該紗線染色廢水分質(zhì)收集、分類處理具有針對(duì)性,該分質(zhì)及處理方法同樣適用于使用活性、分散等染料的純棉、滌棉印染廢水,示范工程為印染廢水的分質(zhì)收集和分類處理提供了技術(shù)參考。

[1]李俊生,楊波,李方,等.棉紗筒子染色廢水污染物特征分析[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2011,34(9)：119-122.(LI Junsheng,YANG Bo,LI Fang,et al.Characteristics analysis of pollutants in wastewater of cotton yarn-package dyeing [J].Environmental Science&Technology,2011,34(9)：119-122.(in Chinese))

[2]于清躍.印染廢水處理研究進(jìn)展[J].工業(yè)安全與環(huán)保, 2011,37(8)：41-43.(YU Qingyue.Advances in the treatment of printing and dyeing wastewater[J].Industrial Safety and Environmental Protection,2011,37(8)：41-43. (in Chinese))

[3]馬玉萍.印染廢水深度處理工藝現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].工業(yè)用水與廢水,2013,44(4)：1-5.(MA Yuping.Current situation and development direction of advanced treatment of printing and dyeing wastewater[J].Industrial Water& Wastewater,2013,44(4)：1-5.(in Chinese))

[4]LU X,LIU L,LIU R,et al.Textile wastewater reuse as an alternative water source for dyeing and finishing processes：a case study[J].Desalination,2010,258(1)：229-232.

[5]汪誠文,張鴻濤,周律,等.工業(yè)園區(qū)清潔生產(chǎn)與污染源控制技術(shù)研究與工程示范[J].給水排水,2012,38 (10)：9-13.(WANG Chengwen,ZHANG Hongtao,ZHOU Lyu,et al.Research and demonstration project of cleaner production and pollution control technology in industrial park[J].Water Supply and Drainage,2012,38(10)：9-13. (in Chinese))

[6]黃華山,常向真,祁佩時(shí).印染廢水深度處理與回收利用[J].給水排水,2008,34(4)：65-69.(HUANG Huashan,CHANGXiangzhen,QIPeishi.Advanced treatment and recycling of printing and dyeing wastewater [J].Water Supply and Drainage,2008,34(4)：65-69.(in Chinese))

[7]馬春燕,季華,徐淑紅,等.紡織染整工業(yè)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)解讀[C]//中國印染行業(yè)協(xié)會(huì).2009藍(lán)天全國印染行業(yè)節(jié)能環(huán)保年會(huì)論文集.北京：中國紡織出版社, 2009：40-42.

[8]陳偉,佟玲,陳文清,等.膜分離技術(shù)在印染廢水分質(zhì)處理與分段回用中的應(yīng)用[J].環(huán)境污染與防治,2008,30 (7)：62-66.(CHEN Wei,TONG Ling,CHEN Wenqing,et al.Membraneseparationtechnologiesforsegregated pretreatment and resource recycling of printing and dyeing wastewaters[J].Environmental Pollution&Control,2008, 30(7)：62-66.(in Chinese))

[9]邱滔,張建文,胡琦,等.印染廢水分質(zhì)處理研究[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2007,19(2)：47-49.(QIU Tao, ZHANG Jianwen,HU Qi,et al.Dual treatment study of dyeing wastewater[J].Journal of Jiangsu Polytechnic University,2007,19(2)：47-49.(in Chinese))

[10]TAHRI N,MASMOUDI G,ELLOUZE E,et al.Coupling microfiltration and nanofiltration processes for the treatment at source of dyeing-containing effluent[J].Journal of Cleaner Production,2012,33：226-235.

[11]KURT E,KOSEOGLU-IMER D Y,DIZGE N,et al.Pilotscale evaluation of nanofiltration and reverse osmosis for process reuse of segregated textile dye wash wastewater [J].Desalination,2012,302：24-32.

[12]馬春燕,楊波,陳季華,等.針織印染廢水處理回用的中試[J].水處理技術(shù),2008,34(5)：74-75,.(MA Chunyan,YANG Bo,CHEN Jihua,et al.Pilot research on treatment of knitting printing and dyeing wastewater to reuse[J].Technology of Water Treatment,2008,34(5)：74-75.(in Chinese))

[13]賴冬麟,周律,李濤,等.清濁分流條件下的混凝-臭氧處理棉針織印染清廢水[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2012,6 (11)：3861-3865.(LAI Donglin,ZHOU Lyu,LI Tao,et al.Treatment of light polluted wastewater from cotton knitting dyeing and finishing by coagulation-ozone oxidation process with wastewater source separation[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2012,6(11)：3861-3865.(in Chinese))

[14]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[15]鄒衡.紗線筒子染色工程[M].北京：中國紡織出版社, 2004：4-5.

[16]夏明芳,陸繼來,尹協(xié)東,等.曝氣生物濾池處理印染廢水二級(jí)出水試驗(yàn)研究[J].污染防治技術(shù),2006(4)：3-5.(XIA Mingfang,LU Jilai,YIN Xiedong,et al.Pilot test on advanced treatment of printing and dyeing wastewater by biological aeration filter[J].Pollution Control Technology, 2006(4)：3-5.(in Chinese))

[17]師朋飛,曹斌,韓巧玲.懸浮填料生物流化床在城鎮(zhèn)污水廠的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2012,35(61)：258-260.(SHI Pengfei,CAO Bin,HAN Qiaoling.Application of suspendedmediabiofilmfluidzde-bedinmunicipal wastewater treatment plant[J].Environmental Science& Technology,2012,35(61)：258-260.(in Chinese))

[18]NANDY T,MANEKAR P,DHODAPKAR R,et al.Water conservation through implementation of ultra filtration and reverse osmosis system with recourse to recycling of effluent intextileindustry：acasestudy[J].Resources, Conservation and Recycling,2007,51(1)：64-77.

[19]曲穎,王磊,王旭東,等.城市污水二級(jí)出水有機(jī)物性狀及對(duì)膜污染的貢獻(xiàn)[J].水處理技術(shù),2012,38(8)：15-19.(QU Ying,WANG Lei,WANG Xudong,et al.The characteristics of organic matter and contribution to the membrane fouling of urban sewage secondary effluent[J]. Technology of Water Treatment,2012,38(8)：15-19.(in Chinese))

Treatment experiment of cotton yarn-package dyeing wastewater by separated collection and sorting process

CAO Jiashun1,2,3,ZHOU Ming2,LI Chao1,2,FANG Fang1,2,MA Hongwei2
(1.Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes, Ministry of Education,Hohai University,Nanjing 210098,China; 2.College of Environment,Hohai University,Nanjing 210098,China; 3.National Engineering Research Center of Water Resources Efficient Utilization and Engineering Safety, Hohai University,Nanjing 210098,China)

In this study,the cotton yarn-package dyeing wastewater was collected,separated,and sorted with conductivity chosen as an indicator of separated collection.The collected light wastewater was treated with contact oxidation,ultrafiltration,and reverse osmosis,and the heavy wastewater was treated with hydrolytic acidification, contact oxidation,and coagulation sedimentation.Finally,the advantage of light wastewater in reducing the membrane fouling was analyzed.The results are as follows：For the light wastewater,ρ(COD)＜17 mg/L,chroma was 1 time,ρ(Fe3+)≤0.1 mg/L,ρ(Mn)ranged from 0.05 to 0.09 mg/L,and the hardness ranged from 50 to 80 mg/L,indicating that the water quality exceeded the requirements of printing and dyeing and can reduce the membrane fouling rate.For the heavy wastewater,ρ(COD)＜50 mg/L,ρ(NH3-N)ranged from 1.71 to 2.93 mg/L,and chroma＜50 times,which met the emission standards of industrial wastewater.This study shows that the method of separated collection with conductivity as the indicator has a high degree of automation and accuracy, and can relieve the burden of the sorting process,slow down the membrane fouling,and improve the reutilization rate of wastewater.

cotton yarn-package dyeing wastewater;conductivity;separated collection;sorting process; reutilization

X791

A

10046933(2014)04007808

20140319 編輯：徐 娟)

D OI：10.3969/j.issn.10046933.2014.04.016

國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07101-003)

操家順(1964—),男,教授,主要從事水處理技術(shù)研究。E-mail：caojiashun@163.com

李超,博士。E-mail：lichao0609@163.com