羊絨行業(yè)含重金屬鉻廢水處理工藝探討

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（寧夏靈武市環(huán)保局，寧夏銀川750400）

羊絨行業(yè)含重金屬鉻廢水處理工藝探討

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（寧夏靈武市環(huán)保局，寧夏銀川750400）

對(duì)園區(qū)A、B羊絨企業(yè)生產(chǎn)廢水中重金屬鉻來源、危害及處理工藝進(jìn)行探討；對(duì)羊絨行業(yè)廢水污染防治前景做出了展望。

羊絨行業(yè)含鉻廢水；處理工藝；探討

羊絨素有“軟黃金”之美稱，是珍貴高檔的紡織原料。寧夏靈武羊絨園區(qū)（國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)），年流通原絨7 000余噸，約占國(guó)內(nèi)的60%、世界的40%；已形成從分梳、制條、紡紗到制衫、織造的完整產(chǎn)業(yè)鏈條，年深加工原絨比例40%，成為國(guó)內(nèi)、國(guó)際重要的羊絨原料集散地和制品加工基地，享有“世界羊絨看中國(guó)，精品羊絨在靈武”的聲譽(yù)。

園區(qū)羊絨企業(yè)在洗、梳、紡、織、染整個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，不僅量大，而且成分復(fù)雜、高濃度的有機(jī)廢水，其中含有大量COD、氨氮、鉻等有毒有害物質(zhì)；尤其是染色廢水會(huì)對(duì)水體及農(nóng)業(yè)環(huán)境存在潛在危害，若其含量超標(biāo)，會(huì)直接危害人體健康。

1　廢水中鉻的來源、遷移及危害

羊絨企業(yè)使用的含鉻染色劑，是羊絨廢水中鉻的主要來源，鉻主要以Cr3+、Cr6+的化合物形態(tài)存在。Cr3+大多數(shù)被底泥吸附轉(zhuǎn)化為污泥，少量溶于水，遷移能力弱。Cr6+在堿性水體中較為穩(wěn)定，遷移能力強(qiáng)，其化學(xué)活性大，多溶于水，毒性強(qiáng)，會(huì)造成地下水的污染，如遷移到農(nóng)作物中，富集后通過食物鏈傳遞，最終對(duì)人體造成傷害。

2　園區(qū)A、B羊絨企業(yè)含鉻廢水處理工藝

2.1A羊絨企業(yè)含鉻廢水處理工藝

2.1.1A羊絨企業(yè)含鉻廢水先經(jīng)含鉻廢水預(yù)處理設(shè)施（采用還原+沉淀工藝）處理后，再與其它廢水一并經(jīng)綜合廢水處理設(shè)施（采用氣浮+兩級(jí)生化+沉淀+氧化工藝）處理?？偼顿Y1 520.3萬元，總占地面積2 900 m2，設(shè)計(jì)處理規(guī)模950 m3/d，其中含鉻廢水預(yù)處理規(guī)模280 m3/d。污水處理添加藥劑主要有硫酸亞鐵、氫氧化鈉、PAM、PAC，其工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)圖（見圖1）。

圖1　工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)圖

2.1.2處理工藝說明染色廢水（含鉻廢水）采用人工網(wǎng)格去除廢水中絨毛纖維，再進(jìn)入鉻還原反應(yīng)器，廢水中的鉻主要為Cr6+，在反應(yīng)器內(nèi)加入還原劑（硫酸亞鐵），通過立式機(jī)械攪拌機(jī)攪拌，可將Cr6+還原成Cr3+。廢水中的鉻經(jīng)還原后，通過調(diào)節(jié)廢水pH至8.5，水中鉻離子與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)Cr（OH）3沉淀，具體反應(yīng)式如下：

鉻渣沉淀池生成的Cr（HO）3沉淀在池底沉積，通過排泥管進(jìn)入鉻污泥池；上清液流入中間池。經(jīng)過預(yù)處理后的含鉻廢水進(jìn)入綜合廢水處理設(shè)施調(diào)節(jié)池進(jìn)一步處理。

2.1.3處理工藝分析

（1）含鉻廢水預(yù)處理設(shè)施采用還原+沉淀處理工藝，達(dá)到去除廢水中所含六價(jià)鉻。通過類比分析，其六價(jià)鉻處理效率可達(dá)96%；經(jīng)預(yù)處理后的含鉻廢水水質(zhì)可滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287-2012）表1中對(duì)六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)要求。A羊絨企業(yè)含鉻廢水處理工藝預(yù)處理效果（見表1）。

（2）綜合廢水（格柵+調(diào)節(jié)池+氣浮+兩級(jí)生化處理+二沉淀+混凝沉淀池+污泥處理）處理設(shè)施采用的氣浮工藝可去除廢水中的染料體，降低水體色度；同時(shí)還能有效去除廢水中COD、油脂、毛絨物質(zhì)等，降低后續(xù)生化處理負(fù)荷，提高廢水的可生化性及處理效果。A/O生化工藝是典型的脫氮工藝，采用兩級(jí)生化處理由缺氧、好氧兩部分組成。缺氧區(qū)反硝化菌利用污水中可生物降解的有機(jī)物作為碳源，將硝化液回流所帶來的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，以達(dá)到去除氨氮的目的。好氧區(qū)通過生物膜法將廢水中的有機(jī)物所吸附、降解，使水質(zhì)得到凈化。經(jīng)采取上述綜合廢水處理工藝，處理后的出水可以達(dá)到《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28937-2012）表1中的標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）A羊絨企業(yè)污水實(shí)際處理量為780 m3/d，其中含鉻廢水250 m3/d，其它廢水530 m3/d。廢水經(jīng)處理后，COD削減23.65 t/a、BOD5削減12.15 t/a、氨氮削減0.65 t/a、六價(jià)鉻削減0.033 2 t/a。

2.2B羊絨企業(yè)含鉻廢水處理工藝

2.2.1B羊絨企業(yè)含鉻廢水采用化學(xué)法對(duì)染色廢水中鉻進(jìn)行處理，混合廢水通過厭氧+物化+生化+生物過濾處理技術(shù)處理?？偼顿Y660萬元，總占地面積980 m2，設(shè)計(jì)處理規(guī)模530 m3/d，其中含鉻廢水預(yù)處理規(guī)模145 m3/d，其它廢水385 m3/d。污水處理添加藥劑主要有硫酸亞鐵、氫氧化鈉、PAM、PAC。工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)圖（見圖2）。

圖2　工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)圖

2.2.2主要設(shè)施功能工藝說明

格柵：攔截較大的懸浮物或漂浮狀固體污染物。

調(diào)節(jié)池：染色廢水為間歇性排放，調(diào)節(jié)池可起到調(diào)節(jié)水質(zhì)，將廢水中不均衡的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到均衡。設(shè)計(jì)停留時(shí)間為10.0 h。還原池：染色廢水由于染料和染料助劑的使用，其中含有重金屬鉻元素，通過添加硫酸亞鐵還原劑，在酸性條件下（企業(yè)廢水呈酸性pH=3.41），通過攪拌，充分反應(yīng)，將水中Cr6+還原為Cr3+，為后續(xù)重金屬鉻的降解做準(zhǔn)備，同時(shí)硫酸亞鐵還具有絮凝作用，可小范圍降低水中COD、SS等，并起到一定的脫色作用。設(shè)計(jì)停留時(shí)間為2 h。硫酸亞鐵與鉻酸鹽反應(yīng)式如下：

沉淀池：經(jīng)硫酸亞鐵還原后廢水通過自流進(jìn)入沉淀池，通過添加氫氧化鈉堿類藥劑可使Cr3+與OH-結(jié)合生成Cr（OH）3沉淀，以達(dá)到重金屬鉻元素的降解目的，同時(shí)通過加堿類可使廢水中pH得到調(diào)節(jié)。本項(xiàng)目沉淀池采用螺旋式結(jié)構(gòu)，利用水流自身力量使廢水中Cr3+與堿類藥劑充分反應(yīng)，進(jìn)一步提升了對(duì)鉻的去除效率。設(shè)計(jì)停留時(shí)間為4 h。Cr3+與氫氧化鈉堿類反應(yīng)式如下：

含鉻廢水經(jīng)鉻處理工藝處理后，Cr6+含量滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287-2012）表2中間接排放標(biāo)準(zhǔn)后，與生活污水混合，進(jìn)行混合廢水綜合處理。

2.2.3含鉻廢水預(yù)處理工藝可行性分析

（1）本工藝對(duì)含鉻廢水進(jìn)行處理，經(jīng)過類比分析，鉻處理工藝對(duì)Cr6+的處理效率達(dá)到98.5%以上，經(jīng)處理后的廢水中Cr6+滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287-2012）表2中間接排放標(biāo)準(zhǔn)。B羊絨企業(yè)含鉻廢水處理工藝預(yù)處理效果（見表2）。

表2　B羊絨企業(yè)含鉻廢水處理工藝預(yù)處理效果表

（2）羊絨企業(yè)含鉻廢水經(jīng)鉻處理工藝處理后，與生活污水混合，進(jìn)行混合污水綜合處理，通過采用“厭氧+物化+生化+生物過濾”多個(gè)處理工藝串聯(lián)，確保混合污水經(jīng)該工藝處理后水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287-2012）表2中間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）B羊絨企業(yè)污水實(shí)際處理量為319.2 m3/d，其中含鉻廢水75 m3/d，其它廢水244.2 m3/d。廢水經(jīng)處理后，COD削減81.23 t/a、BOD5削減43.28 t/a、氨氮削減2.13 t/a，六價(jià)鉻0.003 18 t/a。

3　對(duì)羊絨行業(yè)含鉻廢水處理工藝的見解

（1）在整個(gè)含鉻廢水的處理過程中，末端含鉻污泥和上清液如何處置，是治理效果的關(guān)鍵。含鉻污泥屬危險(xiǎn)廢物，如處置不妥，會(huì)造成二次鉻污染。企業(yè)須嚴(yán)格按照危廢管理辦法及標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)污泥進(jìn)行規(guī)范儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和處置。廢水處理設(shè)施及地下管道等要采取防腐、防滲處理，以防治廢水對(duì)地下水的污染。上清液須回流到調(diào)節(jié)池，進(jìn)行再處理。

（2）A、B羊絨企業(yè)處理含鉻廢水工藝成熟、效率高、操作管理簡(jiǎn)單，占地面積和能耗、運(yùn)行費(fèi)用較低。兩個(gè)工藝有相同之處，也有不同之處，實(shí)際處理效率相近，但都實(shí)現(xiàn)了羊絨行業(yè)污染防治從“末端治理”向“過程控制”和“源頭預(yù)防”轉(zhuǎn)變，在羊絨行業(yè)內(nèi)具有推廣價(jià)值和示范作用。

4　結(jié)語

羊絨企業(yè)在選擇含鉻廢水處理工藝中，應(yīng)綜合考慮各種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)企業(yè)自身實(shí)際生產(chǎn)狀況，對(duì)污水處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益進(jìn)行比較，必要時(shí)可以采取幾種工藝的組合，從而確定最佳處理方案。污水治理治表更要治本，應(yīng)控制污染源，不使用含鉻染料，要改革和完善工藝，把含鉻廢水的危害消滅在生產(chǎn)源頭，從源頭解決鉻污染問題；提倡企業(yè)清潔生產(chǎn)，使污染控制貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過程，不搞單純的末端治理，最終使生產(chǎn)和環(huán)保一體化，是做好污染治理，保護(hù)環(huán)境的根本辦法。

［1］中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部.國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)（靈武羊絨園區(qū)）［EB/OL］.2012，（6）：8.

［2］南京科泓環(huán)保技術(shù)有限公司.含鉻廢水綜合治理項(xiàng)目［A］. 2014.

［3］石嘴山市環(huán)境保護(hù)研究所.含鉻羊絨廢水處理建設(shè)項(xiàng)目［A］. 2013.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.030

X703

A

1673-5285（2015）07-0125-03

2015－06-09

張?jiān)龊?，男，本科，助理工程師，現(xiàn)從事環(huán)境監(jiān)測(cè)竣工驗(yàn)收、監(jiān)察工作，郵箱：646985209@qq.com。