摘要:將由磁懸浮/噴動床耦合、微電解/電氧化/Fenton反應系統集成的電氧化處理→高效生化處理→電除鹽纖維膜水回收系統集成技術,用于紡織印染廢水的深度處理,建立了處理量為3;m3/d的示范工程。與傳統技術相比,整個生產過程節水50%以上,廢水循環使用率達90%以上,運行費用約1.47元/m3(不含人工費),污水處理成本下降1/2以上,產業化前景良好。
紡織印染行業生產廢水具有水量大、高鹽分、高COD、處理困難等諸多特點,對大部分企業進行實際水質檢測的結果表明,經處理后達到排放標準的染色廢水尾水,由于含有染料、表面活性劑、膠質、軟水劑、退漿廢水、堿減量廢水等的各類無機、有機殘余物,水中含鹽量往往達到1 000 mg/L以上,總硬度也遠高于150 mg/L,而且均是用普通的石灰法等難以去除的永久硬度[1~3],因此即使生化處理后通過常規加藥能去除大部分色度,如未經脫鹽處理,也不可能滿足現代印染工藝用水水質要求,因此紡織印染廢水的處理首先要考慮COD、色度等的去除,然后還要經過脫鹽等深度處理工藝,才能達到回用水質的要求。
現有的印染廢水處理技術還不夠成熟[4,5],一般只局限于簡單的處理回用和水質要求不太高的前道工序循環使用,主要原因在于膜前進水COD濃度等仍然較高,會導致膜堵塞,膜的更換使得回用水處理成本較高,致使目前印染廢水回用率較低,全國平均只有7%左右,廣東省2006年僅11.6%,主要還是冷卻水等。
筆者開展了“磁懸浮/噴動床耦合、微電解/電氧化/Fenton反應系統集成的電氧化處理→高效生化處理→電除鹽纖維膜水回收系統”集成技術創新研究,并在廣東省東莞市某紡織廠建立了3 000 m3/示范工程。該系統采用電除鹽系統代替目前常用的RO膜除鹽,解決了脫鹽工序膜堵塞的難題,且降低了脫鹽工序對進水水質的要求。該技術應用于紡織印染企業,可將外排污染物總量減少1/3以上,廢水回用率達90%以上。該系統采用電氧化和電除鹽技術構成一個電生化膜系統,簡稱EBM工藝,已申請專利(申請號:200810198618.8)。
1·原水水質、水量及排放標準
示范工程設計處理水量為3 000 m3/d。原水水質及設計出水水質如表1所示。

處理后出水水質需達到《城市污水再生利用工業用水水質》(GB/T 19923—2005)和《循環冷卻水用再生水水質標準》(HG/T 3923—2007),且水回用率要達到90%以上。
2·處理工藝流程
該系統工藝流程分兩段:上段是補充河水處理工段,補充河水為東莞市河水,為地表Ⅴ類水;下段是3 000 m3/d廢水處理工段。
其中的1 200 m3/d廢水經集成電氧化系統、高效生化系統、斜板澄清處理后,直接和補充水混合,經物化處理后進入廠內現有離子交換塔軟化,軟化水用于染色。
其中的1 800 m3/d廢水經集成電氧化系統、高效生化系統、斜板澄清處理后,再經過電除鹽,出水(1 260 m3/d)用于漂洗。
將540 m3/d電除鹽濃水、255 m3/d離子交換再生洗水和62 m3/d鍋爐排污的高硬度水一起集中到2臺20 t鍋爐除塵噴淋脫硫系統用作噴淋水,蒸發375 m3/d,剩余482 m3/d進入原有舊生化池處理后,取300 m3/d回用于沖廁所、洗地板、澆花等。廢水循環利用率為93.9%。工藝流程見圖1。

2.1電氧化系統的設計與優化
電氧化系統采用磁懸浮/噴動床耦合技術、微電解/電氧化/Fenton反應系統集成技術。工藝流程如圖2所示。

微電解處理設備為采用電脈沖磁懸浮/噴動床技術耦合的圓柱形塔,高約3 m,直徑為1.5 m,在塔中心放置300 m、高為1.5 m的塑料筒,在筒外纏繞銅線圈,筒里放置高約1 m、具有高電位差的鐵鋁合金熔合銅鉻等催化劑經高溫微孔活化而成的填料,填料直徑約1 mm。采用電脈沖和脈沖進水方式,通電時,銅線圈產生的磁力使填料上浮,結合脈沖進水的上沖力,使填料處于流化狀態,能有效地防止填料板結及失效,大大提高了微電解的效率,并因采用脈沖運行而使動力能耗大大減小。
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