某染料有限公司偶氮染料廢水工藝設(shè)計(jì)

解辰斌　邢月　郎佳麗

摘要： 針對(duì)某染料有限公司偶氮染料廢水進(jìn)行工藝方案設(shè)計(jì)，根據(jù)染料廢水的成分、含量、各項(xiàng)指標(biāo)和排放規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)限定值，選定電—生物耦合水解—接觸氧化工藝（BEHBCO）作為偶氮染料廢水處理工藝，生產(chǎn)試驗(yàn)期間，處理效果良好。

關(guān)鍵詞：偶氮染料；工藝方案；電—生物耦合水解—接觸氧化工藝

中圖分類號(hào)：X791文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

偶氮染料屬于合成染料，其種類多，占有機(jī)染料種類的80%左右，且用量最大，廣泛應(yīng)用在紡織、化妝品、食品等行業(yè)。偶氮染料廢水具有可生化程度低、分布廣、毒性大、組成成分及含量多變且復(fù)雜的特點(diǎn)，因此增加了處理難度。本工程排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB42872012》中的新建企業(yè)水污染物排放濃度規(guī)定的限值。

1 工程概況

1.1 工程背景

某染料有限公司地處內(nèi)蒙古西北部某經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，地區(qū)擁有塑料加工、合成材料、有機(jī)原料等產(chǎn)業(yè)群。某染料有限公司主要生產(chǎn)偶氮染料，近期生產(chǎn)活性黃、活性藍(lán)、活性艷紅和酸性大紅四種，年產(chǎn)量為2.5萬噸；遠(yuǎn)期生產(chǎn)染料在原有四種基礎(chǔ)上增至八種，年產(chǎn)量增加了2.5萬噸。

產(chǎn)生的廢水包括生產(chǎn)染料過程中排出的母液水和沖洗水、生活廢水和鍋爐排水。近期廢水日排放總量為26002850噸，遠(yuǎn)期為42005000噸。廢水處理后，排入所在地區(qū)污水廠。

本工程按近期排放量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)規(guī)模為2850噸/天，排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB42872012》中的新建企業(yè)水污染物排放濃度規(guī)定的限值。

1.2 工藝特點(diǎn)及流程

工程最大特點(diǎn)是電—生物耦合水解反應(yīng)器和接觸氧化反應(yīng)器的應(yīng)用，在電—生物耦合水解反應(yīng)器中，廢水中的微生物在電場(chǎng)刺激下，其生長能力和偶氮還原酶的活性顯著增強(qiáng)，提高了偶氮染料污染物去除率。在接觸氧化反應(yīng)器中，填料表面生物膜上的微生物在好氧環(huán)境下進(jìn)行新陳代謝，去除污染物，大大的提高污水凈化能力。

本工程生產(chǎn)及生活廢水依次通過粗格柵和細(xì)格柵，以去除一定顆粒大小的懸浮物，出水進(jìn)入曝氣混合池中均勻混合，使水量和水質(zhì)均衡，池中加堿調(diào)節(jié)pH，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物穩(wěn)定運(yùn)行，到此為預(yù)處理階段；經(jīng)混合池調(diào)節(jié)后的廢水進(jìn)入絮凝池，向池中投加混凝劑堿式氯化鋁（PAC），強(qiáng)化絮凝沉淀絮凝后的廢水在初沉池進(jìn)行固液分離，降低后續(xù)工藝處理負(fù)荷，緩解了水質(zhì)和水量變化對(duì)生物反應(yīng)器的沖擊，初沉池出水在電—生物耦合水解反應(yīng)器中發(fā)生作用，廢水可生化性提高，色度降低，再進(jìn)入生物接觸氧化反應(yīng)器，微生物吸附降解作用下，廢水中的偶氮染料、CODCr、色度均得到有效去除；生化出水進(jìn)入二沉池—輻流沉淀池進(jìn)行固液分離，沉淀后出水進(jìn)入普通過濾池，濾料層攔截廢水中細(xì)小的雜質(zhì)顆粒，濾后水經(jīng)接觸池加氯消毒，殺死病原微生物，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后排入市政污水管道；初沉池和二沉池的剩余污泥經(jīng)污泥泵房提升至脫水機(jī)房進(jìn)行污泥脫水處理，最終壓縮成含水量較低的泥餅外運(yùn)填埋。

2 運(yùn)行效果

對(duì)裝置進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)電—生物耦合水解反應(yīng)器施加直流電場(chǎng)或交流電場(chǎng)，電流密度逐漸加強(qiáng)，試驗(yàn)120天并測(cè)定BEH內(nèi)和BCO出水的染料濃度，計(jì)算偶氮染料去除率。

生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明施加電場(chǎng)后，原水中偶氮染料去除率提高，且反應(yīng)器中微生物更易適應(yīng)直流電，當(dāng)施加密度為0.024 mA/cm2的直流電時(shí)去除率達(dá)到最高，再增加電流密度去除率無較大變化，而交流電需達(dá)到0.071 mA/cm2時(shí)去除率才能超過90%，且交流電無直流電穩(wěn)定，得出電生物反應(yīng)器最佳運(yùn)行條件為直流電，電流密度為0.024 mA/cm2。

綜上，電—生物耦合水解—接觸氧化工藝（BEHBCO）能夠凈化偶氮廢水，出水達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及效益分析

工程有5項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：工程總投資、工程總成本、工程經(jīng)營成本、年耗電量、單位成本、單位經(jīng)營成本。其中工程總投資為2733.23萬元，工程總成本679.25萬元/年，工程經(jīng)營成本為544.46萬元/年，年耗電量192.84萬度，單位成本費(fèi)用5.5元/m3，單位經(jīng)營成本費(fèi)用5.23元/m3。

該工程建設(shè)在達(dá)到偶氮廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)國家和有關(guān)部門提出的節(jié)能、減少能耗的要求，這也是響應(yīng)國家節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境的基本國策。

4 結(jié)語

電—生物耦合水解—接觸氧化工藝處理染料廢水工程總投資小、污泥濃度高、出水水質(zhì)好，在未來發(fā)展是可觀的，今后在國內(nèi)應(yīng)廣泛推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙麗.染料廢水的電化學(xué)吸附處理工藝[J].大慶：大慶石油學(xué)院，2005.

[2]趙若塵，周黎，等.染料廢水處理工程實(shí)例[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32（4）：110112.

[3]襲銘祖.紡織工業(yè)廢水治理[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990：150156.

通訊作者：解辰斌（1990），男，遼寧撫順人，2012年畢業(yè)于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)展學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，研究方向：給排水工程技術(shù)設(shè)計(jì)。