酸析法在堿減量印染廢水處理中的應(yīng)用

王棟 張益晰

【摘 要】滌綸纖維織物染色采用的堿減量工藝，會(huì)產(chǎn)生高堿度、高有機(jī)物濃度且生化性極差的廢水，此種廢水應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行預(yù)處理后再與其他印染工段排放的廢水混合處理。采用酸析法進(jìn)行預(yù)處理，并將其應(yīng)用于某染廠的工程實(shí)踐中取得了良好的處理效果。

【Abstract】Alkali deweighting process is used in the polyester fabric dyeing， which will produce wastewater with high alkalinity， high organic concentration and poor biochemistry. This kind of wastewater should be pretreated separately， and then mixed treated with wastewater discharged from other printing and dyeing sections. Using the acid precipitation method to carry out pretreatment， and its application in the engineering practice of a dyeing factory has achieved good results.

【關(guān)鍵詞】堿減量；酸析法；鐵屑內(nèi)電解；對(duì)苯二甲酸

【Keywords】alkali-deweighting； acid precipitation method； iron chip inner electrolysis； terephthalic acid

【中圖分類號(hào)】X703 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）06-0143-02

1 引言

印染行業(yè)是我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)紡織工業(yè)中的一個(gè)重要分支。印染過程中使用的原料主要是各種纖維，它分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。其中天然纖維包括：棉、麻等植物性纖維和毛、絲等動(dòng)物性纖維；化學(xué)纖維包括：人造纖維（粘膠纖維、銅氨纖維等）和合成纖維（錦綸、滌綸、腈綸、維綸、丙綸等）兩大類。在合成纖維染色過程中，會(huì)用到堿減量工藝，產(chǎn)生堿減量廢水，此種廢水生化性極差，較難生化處理，必須先進(jìn)行預(yù)處理后方可進(jìn)行生化處理[1]。本文主要針對(duì)采用酸析法處理此種廢水時(shí)的效果進(jìn)行分析，以供參考。

2 堿減量工藝

堿減量工藝是處理合成纖維（主要是滌綸纖維和滌錦纖維）織物的一種重要方法，是將滌綸纖維織物或滌錦纖維織物在一定溫度條件下（一般100℃左右），用一定濃度的燒堿（濃度一般為20～30g/L）進(jìn)行減量處理，減量率一般為8%～20%。通過堿減量工藝使滌綸或滌錦纖維紗線表面產(chǎn)生水解并剝落，形成不規(guī)則凹坑和龜裂，消除織物的極光，織物的光澤柔和更近似于天然絲，手感柔軟、滑爽、富有彈性，同時(shí)增加了纖維的孔隙率，透氣性也大幅提高。堿減量工藝按運(yùn)行方式可以分為間歇式和連續(xù)式，本項(xiàng)目堿減量工藝采用的是間歇式運(yùn)行，主要染色設(shè)備為溢流染色機(jī)。

3 堿減量廢水

堿減量工藝過程中產(chǎn)生的廢水，其主要污染物為滌綸織物（主要成份為聚對(duì)苯二甲酸乙酯）的水解產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸（PTA）、乙二醇等，其中對(duì)苯二甲酸含量高達(dá)75%。該廢水PH值高，一般會(huì)在10～13之間，COD濃度高，可生化性差，根據(jù)減量率的不同，水中COD濃度隨著減量率的提升也不斷增加，可從6000mg/L高至10000mg/L（即10g/L），有時(shí)甚至更高達(dá)到10000mg/L以上，處理難度也隨著濃度的增加不斷加大。

4 酸析法處理堿減量廢水

鑒于堿減量廢水的特點(diǎn)，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理后，再與其他印染工藝段排水混合進(jìn)一步處理。因廢水中對(duì)苯二甲酸含量可高達(dá)75%，為廢水中主要污染物，因此應(yīng)將其盡可能地從水中去除。目前采用較多的預(yù)處理方法為酸析法。酸析法是利用對(duì)苯二甲酸在酸性條件下微溶的物理性質(zhì)，將廢水的PH值調(diào)整至酸性，使水中對(duì)苯二甲酸不斷析出從而將其分離出來的方法[2]。一般而言，對(duì)苯二甲酸隨PH值的不斷降低，析出量也不斷增加，當(dāng)PH<3.5時(shí)析出效果最佳。下圖為實(shí)驗(yàn)室堿減量廢水酸析前后的對(duì)比圖。（圖1：堿減量廢水原水、圖2：酸析后堿減量廢水）

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)證明，調(diào)整PH值至酸性并充分混合攪拌后，再靜置沉淀，所得上清液COD濃度大幅度降低，當(dāng)PH<3.5時(shí)，COD的去除率顯著提高，一般在60%～75%；當(dāng)PH<3時(shí)，COD的去除率可超過80%。

5 工程應(yīng)用

某印染企業(yè)主要以純棉坯布染色和毛巾制品染色為主的，其中毛巾制品又以滌錦或滌綸材質(zhì)的干發(fā)巾染色為主，占全廠毛巾制品加工產(chǎn)量的90%以上。在上述產(chǎn)品毛巾制品染色時(shí)，會(huì)大量采用堿減量工藝，該廠主要采取間歇式堿減量處理工藝，主要設(shè)備為溢流染色機(jī)，每天產(chǎn)生約300噸堿減量廢水。

根據(jù)本廠的實(shí)際情況，將堿減量廢水由染色機(jī)臺(tái)（溢流染色機(jī)）排水管收集，采用“酸析法+鐵屑內(nèi)電解”工藝進(jìn)行預(yù)處理，而后排入該廠綜合污水處理站與廠內(nèi)其它印染工段排放的廢水混合后一并處理。本廠堿減量廢水處理工藝流程如下：

堿減量廢水→格柵→調(diào)節(jié)池→泵→酸析反應(yīng)池→高效沉淀池→鐵屑內(nèi)電解池→該廠綜合污水處理系統(tǒng)

本工程堿減量廢水處理工藝單元主要有：

①格柵。主要作用：攔截污水中的大顆粒漂浮物及懸浮物，避免堵塞。

主要參數(shù)：過柵流速：0.8m/s，柵條間隙：5mm。

②調(diào)節(jié)池。主要作用：調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)、水量，以保證后續(xù)處理單元連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。在調(diào)節(jié)池出口設(shè)置提升泵和加酸裝置，廢水輸送管道上設(shè)置管道混合器，在廢水提升過程中加入濃硫酸，調(diào)整廢水PH值，使PH值由10～13迅速降至3.5或3.5以下（即使PH值≤3.5）。

主要參數(shù)：有效容積：300m3，停留時(shí)間：24.0h。

③酸析反應(yīng)池。主要作用：通過設(shè)置在池內(nèi)的機(jī)械攪拌，使?jié)饬蛩岷蛷U水充分混合均勻。

主要參數(shù)：有效容積：0.8m3，停留時(shí)間：4min，攪拌速度：200r/min。

④高效沉淀池。主要作用：進(jìn)行泥水分離的工藝單元。池內(nèi)設(shè)有斜板填料，斜板將沉淀區(qū)的水流分隔成許多薄層，水流對(duì)懸浮物顆粒的沉淀不產(chǎn)生干擾，沉淀效率大大提高。沉降的懸浮物落入下層泥斗內(nèi)，在此還設(shè)置了污泥回流泵，將一部分污泥回流至酸析反應(yīng)池進(jìn)口，回流污泥增加了高效沉淀池進(jìn)水的污泥濃度，有助于提高沉降效率。剩余污泥排入污泥處理系統(tǒng)脫水處理。

主要參數(shù)：表面負(fù)荷：15m3/m2。

⑤鐵屑內(nèi)電解池：主要作用：利用電化學(xué)氧化還原原理，氧化分解水中有機(jī)物，改善和提高廢水的可生化性，使其更適于生物處理。池內(nèi)投入適量鑄鐵屑，與廢水接觸后形成原電池，碳的電位高，為陰極；而鐵的電位低為陽極，形成原電池。在反應(yīng)過程中陽極不斷生成具有較高化學(xué)還原活性的Fe2+。陰極產(chǎn)生氧化性較強(qiáng)的新生態(tài)[H]。上述產(chǎn)物與廢水中的有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)， 難以生物降解的大分子物質(zhì)被開環(huán)斷鏈分解成小分子有機(jī)物，提高了廢水的生化性。

主要參數(shù)：停留時(shí)間：2.0h

經(jīng)上述處理工藝單元處理后，廢水COD濃度大幅降低，生化性得到了改善和提高。現(xiàn)場對(duì)堿減量原水和高效沉淀池出水進(jìn)行8天的連續(xù)采樣對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

由以上數(shù)據(jù)可以看出，采用酸析法對(duì)堿減量廢水進(jìn)行預(yù)處理可以得到很好的COD去除效率，去除率最高達(dá)到了76.5%，最低67.9%，基本符合實(shí)驗(yàn)室測定的范圍，取得了良好的處理效果。

6 結(jié)論

酸析法應(yīng)用于堿減量廢水的預(yù)處理工程中，能夠取得良好的處理效果，COD去除效率穩(wěn)定在60%以上。該處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定，反應(yīng)快速，操作簡便，出水COD去除效果明顯。實(shí)際工程應(yīng)用中因?yàn)樗嵛龊髲U水上清液PH值低于3.5，且還有其他有機(jī)物存在其中，因此一般在酸析后接鐵屑內(nèi)電解工藝。鐵屑內(nèi)電解工藝單元出水PH值一般可回升至6～7。水中產(chǎn)生的Fe2+可用作絮凝劑，有助于后續(xù)處理。酸析法析出的對(duì)苯二甲酸（PTA）粗品是生產(chǎn)聚酯的主要原料，脫水收集后可銷售，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？傊?，酸析法應(yīng)用于堿減量廢水的預(yù)處理能夠達(dá)到預(yù)期的效果，處理效率高，適合此種廢水的治理。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊書銘 ，黃長盾.紡織印染工業(yè)廢水治理技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

【2】黃長盾，楊西昆，汪凱民.印染廢水處理[M].北京：紡織工業(yè)出版社，1987.