印花產(chǎn)品時(shí)尚性強(qiáng)，選擇性大，因此其使用的染料各有不同，致使印染廢水的組分也有明顯差別。廢水粘性大，有機(jī)物含量高，并且多為芳烴和雜環(huán)化合物，其中帶有有色基團(tuán)(如一N=N，一N=O)以及極性基團(tuán)(如一S03Na，一OH，一NH2)，還混合酚類、苯胺、堿等。廢水中含有大量糊料和涂料：使用淀粉漿的印花廢水可生化性較好，使用化學(xué)漿的印花廢水可生化性差，尤其是含化學(xué)漿—PVA的廢水很難處理。
總體來說，印花廢水的污染物和懸浮物濃度高，色度深，可生化性差等特點(diǎn)，需要經(jīng)過一定的處理才能排放。
一 工藝流程
本工藝主要由微電解反應(yīng)和生物氧化反應(yīng)兩大部分組成。預(yù)處理過程中，在調(diào)節(jié)池里投加經(jīng)過改性處理的木屑進(jìn)行吸附，它為后續(xù)工藝的處理提供有利的條件。流程圖如下所示：
1.0流程圖說明：
1.0.1格柵
截留水中較大的懸浮物，并且保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行。
1.0.2調(diào)節(jié)池(吸附)
調(diào)節(jié)水量，避免波動影響，保證后續(xù)處理負(fù)荷穩(wěn)定；投加改性木屑，吸附脫色處理。
1.0.3鐵屑微電解反應(yīng)
鐵屑微電解工藝是以低電位的Fe與高電位的C在廢水中產(chǎn)生電位差，具有一定導(dǎo)電性的廢水充當(dāng)電解質(zhì)，形成無數(shù)的原電池，產(chǎn)生電極反應(yīng)和由此所引起的一系列作用——氧化還原、電化學(xué)附集、物理吸附、混凝沉淀、類Fenton體系作用，改變廢水中污染物的性質(zhì)，從而達(dá)到廢水處理的目的。此電解反應(yīng)，不僅能降低色度和COD，而且提高了廢水的BOD5/COD值，增加廢水的可生化性。
1.0.4生化沉淀池
穩(wěn)定水量，沉降懸浮物，池中生有水浮蓮，降解有機(jī)污染物。
1.0.5生物接觸氧化法
生物接觸氧化池是由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)組成的。在生物接觸氧化系統(tǒng)中設(shè)有填料，通過微孔曝氣器曝氣充氧培養(yǎng)微生物。廢水與長滿生物膜的填料相接觸，大部分微生物以生物膜的形式固定在填料上，部分懸浮生長在水中。在曝氣沖刷作用下，老的生物不斷脫落，新的生
1.0.6混凝沉淀池
作為深度處理部分，保證出水達(dá)標(biāo)排放。
1.1工藝特點(diǎn)
1.1.1改性木屑
活性炭吸附性能好，但再生的成本高，因此本工藝采用木屑對廢水進(jìn)行吸附處理。木屑經(jīng)過改性處理后，脫色效果優(yōu)越，而且它價(jià)格低廉，再生過程簡單，使用成本不高，是一種有發(fā)展前景的吸附劑。另外，把它直接投加到調(diào)節(jié)池進(jìn)行脫色處理，既簡化了工藝程序，又能降低投資成本。
1.1.2鐵屑微電解工藝
鐵屑微電解工藝常見于電鍍廢水的處理方法中，其應(yīng)用在印染廢水處理方面也不少。本工藝使用的主要原料是鐵屑和活性炭。鐵屑是機(jī)械加工過程中的廢料，用于處理印染廢水，不僅成本低廉，操作簡單，而且具有以廢治廢的效果。
基本原理是：含碳鐵屑浸于電解質(zhì)溶液中，形成了無數(shù)個微小的Fe-C原電池，陽極生成Fe2+，陰極產(chǎn)生OH-及新生態(tài)[H]而具有較高的化學(xué)活性，與染料發(fā)生氧化還原、吸附、絮凝等作用。
有文獻(xiàn)資料顯示，利用鐵屑來強(qiáng)化傳統(tǒng)生化工藝處理難降解印染廢水，COD以及色度去除率分別由傳統(tǒng)工藝的25%， 20%增加到90.4%，93.8%，BOD5去除率達(dá)88.4%，出水可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
盡管本反應(yīng)雖不能完全氧化降解有機(jī)污染物，但它能把水中大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，提高廢水的BOD5/COD值，增加廢水的可生化性，為后面的生化處理提供有利條件。
1.1.3生物接觸氧化法
生物接觸氧化法的處理構(gòu)筑物是浸沒曝氣式生物濾池，處理廢水有良好的特點(diǎn)：
①．由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好。池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；
②．生物接觸氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便；
③．由于生物固體量多，水流又屬于完全混合型，因此生物接
④．生物接觸氧化池有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí)，其污泥產(chǎn)量較低。
1.1.4無機(jī)高分子絮凝劑—HYL
這種混凝劑呈黑色粉末狀，主要成分是粉煤灰，其COD去除率可達(dá)80 %，色度去除率為90 %。用這種新型混凝劑處理印染廢水，成本低廉、工藝簡單、效率高、pH 適用范圍廣泛，運(yùn)行管理方便，是一種值得推廣應(yīng)用的新型、高效混凝劑。還有，它是以固體廢棄物為原料，以廢治廢，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效果。
二 設(shè)計(jì)構(gòu)想
2. 1改性木屑的選擇
對于高色度的印花廢水，脫色處理是必要的，而且經(jīng)過預(yù)處理的廢水，更利于后續(xù)的工藝反應(yīng)。
用改性木屑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性炭來吸附脫色，這是根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料而采納的：
不少文獻(xiàn)資料顯示，在尋找活性炭的替代品研究中，木屑的改性研究也是一個熱門發(fā)展方向。在許多的研究試驗(yàn)中，它不僅具有高效脫色的特點(diǎn)，也能吸附金屬離子，因而在處理電鍍廢水的方法中較多使用。
木屑改性方法：A.篩分出一定量的粒徑80目木屑，用清水浸泡24小時(shí)。然后抽濾、干燥，放于恒溫干燥箱中干燥24小時(shí)，溫度介于60℃，作為貯存?zhèn)溆谩.用500mL錐形瓶取用50g已干燥的木屑，向其中加入一定量環(huán)氧氯丙烷和NaOH溶液，并在加熱攪拌器中攪拌2h (溫度控制在60℃左右)。然后過濾，用蒸餾水清洗至呈中性為止。將清洗至中性的木屑放于恒溫干燥箱中干燥24h，溫度控制于60℃。
改性木屑的再生方法：將已失去吸附作用的改性木屑浸漬于NaOH（0.5 mol/L）溶液2h，過濾，再用去離子水洗滌數(shù)次, 然后用鹽酸調(diào)節(jié)pH 值至弱酸性, 在60℃下烘干。
改性木屑的工作條件:酸性條件下吸附性能不明顯，堿性條件下吸附性能優(yōu)越。另外，針對于堿性品紅染料，改性前后比較，吸附容量達(dá)48.49mg/g，提高了156.38%；在40℃下,pH 值5～6,吸附90 min堿性品紅染料脫色效果最好。
采用廉價(jià)而
2. 2鐵屑微電解反應(yīng)
具有氧化還原、電化學(xué)附集、物理吸附、混凝沉淀、類Fenton體系作用的鐵屑微電解反應(yīng)，不僅能有效地降低色度，去除部分COD，而且能提高BOD5/COD值，大大改善了廢水的可生化性，為后面的生化處理提供有利條件。
2. 3生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法和生物濾池之間的處理方法，它在池內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過充氧的有機(jī)廢水以一定的速度流經(jīng)這些有生物膜的填料，使廢水中的有機(jī)物與生物膜接觸而被氧化分解。該工藝綜合了活性污泥法和生物膜的優(yōu)點(diǎn)，具有耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、占地小、運(yùn)行管理方便、污泥量小、處理成本低的優(yōu)點(diǎn)。
2. 4生化沉淀池和混凝沉淀池
在鐵屑微電解池和生物接觸氧化池流出的廢水含有部分懸浮物，為了凈化廢水，進(jìn)行沉淀處理。
3.1廢水水質(zhì)
| 印花廢水水質(zhì) | ||
| 指 | 設(shè)計(jì)進(jìn)水 | 出水要求 |
| COD | 5000 | 90 |
| BOD5 | 600 | 20 |
| SS | 500 | 40 |
| 色度 | | |
| 水量： 10 m3/d | ||
參數(shù)選取范圍：
①格柵過柵流速一般采用0.6～1.0m/s
②格柵前渠道的水流速度，一般采用0.4～0.9m/s
③通過格柵的水頭損失，一般采用0.08～0.15m
④格柵傾角，一般采用45°～75°，人工清渣的格柵傾角較小時(shí)比較省力，但是占地多。
⑤格柵間工作臺兩側(cè)過道寬度不應(yīng)小于0.7m
⑥機(jī)械清渣量不小于0.2m3
按照8小時(shí)工作時(shí)間，
Qmax=10m3/d=1.25m3/h=0.00035m3/s ，
柵條間隙數(shù)n由于流量小，參考一般的格柵規(guī)格，本次設(shè)計(jì)選取：中格柵，柵條間隙d=20mm ，柵前水深h=0.2m，過柵流速0.6 m/s，安裝傾角а=60° ，人工清渣。
已知Qmax =1.25m3/h ，取水力停留時(shí)間HRT=6h，有效水深取3.5m，水面超高取0.5m。
有效容積：
總深度：
面積：
取
有關(guān)試驗(yàn)顯示，投加改性木屑2kg/m3，脫色率達(dá)到92%。根據(jù)這數(shù)據(jù)分析，以及考慮到后續(xù)工藝也具有的脫色性能，為降低運(yùn)行成本，本工藝在調(diào)節(jié)池投入改性木屑1.75kg/m3，對于失去吸附性能的木屑，進(jìn)行再生處理或棄去。
| 色度指標(biāo) | ||
| 設(shè)計(jì)進(jìn)水（倍） | 出水要求（倍） | 脫色率（%） |
| 800 | 152 | 81 |
3.4鐵屑微電解反應(yīng)
3.4.1主要的影響因素：
1. 鐵屑粒度。粒度越小，單位重量鐵屑中所含的鐵屑顆粒越多，使電極反應(yīng)中絮凝過程增加，利于提高去除率。另一方面鐵屑粒度越小，顆粒的比表面積越大。微電池?cái)?shù)也增加，顆粒間的接觸更加緊密，延長接觸時(shí)間，提高了去除率。但粒度越小，使單位時(shí)間處理的水量太小，且易產(chǎn)生堵塞、結(jié)塊等不利影響。
2. 停留時(shí)間。停留時(shí)間也是工藝設(shè)計(jì)的一個主要影響因素。停留時(shí)間的長短決定了氧化還原等作用時(shí)間的長短——停留時(shí)間越長，氧化還原等作用也進(jìn)行得越徹底，但由于停留時(shí)間過長，會使鐵的消耗量增加，從而使溶出的Fe2+大量增加，并氧化成為Fe3+，造成色度的增加及后續(xù)處理的種種問題。因此，停留時(shí)間并非越長越好，因應(yīng)各種廢水成分不同而不同。
3. pH值。pH值是一個比較關(guān)鍵的因素。pH值主要影響產(chǎn)生新生態(tài)[H]的多少，從而破壞染料的發(fā)色結(jié)構(gòu)而去除色度，所生成的染料中間體等物質(zhì)亦以有機(jī)物的形態(tài)存在于廢水中，其存在形態(tài)隨pH值變化，因此，pH值對CODCr去除率影響不太大，相對地突出了停留時(shí)間對CODCr的影響。
4. Fe/C 值。加入碳是為了組成宏觀電池，當(dāng)碳屑量較低時(shí)，增加碳屑，可使體系中的原電池?cái)?shù)量增多，提高對有機(jī)物等的去除效果。但當(dāng)碳屑過量時(shí)，反而抑制了原電池的電極反應(yīng)，更多表現(xiàn)為吸附，所以Fe/C值也應(yīng)有一個適當(dāng)值，且加入的碳的種類可以為活性炭或焦炭，粉煤灰等。碳種類對有機(jī)物等去除率影響不大，因此按經(jīng)濟(jì)因素考慮應(yīng)選焦炭為最佳。
5. 鐵屑的量。在電池反應(yīng)的產(chǎn)物中，F(xiàn)e2+和Fe3+也將和一些無機(jī)物發(fā)生反應(yīng)生成沉淀物而去除這些無機(jī)物，以減少其對后續(xù)生化工段的毒害性。所以鐵的量
6. 攪拌速度。對鐵屑進(jìn)行攪拌有利于氧化某些物質(zhì)，增加了對鐵屑的攪動，減少了結(jié)塊的可能性，且進(jìn)行摩擦后，利于去除鐵屑表面沉積的鈍化膜，且可以增加出水的絮凝效果，但攪拌速度過快也影響水與鐵屑的接觸時(shí)間，使去除率降低。
7. 鐵粉品種。一般使用的鐵屑有鑄鐵屑和鋼鐵屑兩種。鑄鐵屑含碳量高，處理效果好。
3.4.2參數(shù)選擇：
粒度10～14目 的鐵屑，用量為9kg/m3，鑄鐵屑/活性炭 (質(zhì)量比)＝5：1，處理時(shí)間為80min，水質(zhì)pH值呈弱酸性，并加入H2O2作為催化劑，投加量為6L/ m3 30% 濃度的H2O2，分為兩次投加，在第一次投加后20min，進(jìn)行第二次投加。
| 鐵屑微電解反應(yīng)處理 | |||
| 指標(biāo) | 設(shè)計(jì)進(jìn)水 | 出水要求 | 去除率 |
| COD | 5000 mg/l | 1000 mg/l | 80% |
| BOD5 | 600 mg/l | 600 mg/l | 0% |
| SS | 500 mg/l | 400 mg/l | 20% |
| 色度 | 152（倍） | 24（倍） | 84% |
盡管BOD5沒有降低，但BOD5/COD值從0.12提高到0.6，大大改善了廢水的可生化性，為后面的生化處理提供有利條件。
3.5生化沉淀池應(yīng)
| 生化沉淀 | ||||
| 指標(biāo) | 設(shè)計(jì)進(jìn)水（mg/l） | 出水要求（mg/l） | 去除率（%） | |
| BOD5 | 600 | 550 | 8.34 | |
| SS | 400 | 200 | 50 | |
由于水流量少，一般沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)范圍不適合本工藝計(jì)算，故設(shè)計(jì)其與調(diào)節(jié)池相似，已知Qmax =1.25m3/h ，取水力停留時(shí)間HRT=4h，有效水深取3.0m，水面超高取0.5m。
有效容積：
總深度：
面積：
取
調(diào)節(jié)池的尺寸：L×B×H=2×0.84×3.5 m
采用齒形三角堰出水，污泥泵
3.6生物接觸氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算
| 生物接觸氧化反應(yīng) | |||
| 指標(biāo) | 設(shè)計(jì)進(jìn)水 | 出水要求 | 去除率 |
| COD | 1000 mg/l | 200mg/l | 80% |
| BOD5 | 550 mg/l | 30 mg/l | 94.55% |
| SS | 200 mg/l | 100mg/l | 50% |
3.7混凝沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算
經(jīng)生物接觸氧化處理后的廢水中尚有一些有機(jī)污染物和懸浮固體，為保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，進(jìn)行混凝沉淀。
| 混凝沉淀處理 | |||
| 指標(biāo) | 設(shè)計(jì)進(jìn)水 | 出水要求 | 去除率 |
| COD | 200 mg/l | 60mg/l | 70% |
| BOD5 | 30 mg/l | 19.5mg/l | 35% |
| SS | 100 mg/l | 30mg/l | 70% |
| 印花廢水處理效果 | |||
| 指標(biāo) | 設(shè)計(jì)進(jìn)水 | 設(shè)計(jì)出水 | 總?cè)コ?/p> |
| COD | 5000 | 60mg/l | 98.8% |
| BOD5 | 600 | 19.5mg/l | 96.8% |
| SS | 500 | 30mg/l | 94% |
| 色度 | | | 97% |
本工藝采用“改性木屑吸附+鐵屑微電解+生物氧化”
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