[摘要]利用“微波無極紫外光催化氧化+活性炭吸附催化氧化”技術對印染廢水進行深度處理并回用,經過8個月的連續運行,發現廢水脫色率達95%以上,COD去除率達90%,回用水達到車間回用生產要求,回用水與新鮮水用于印染后,兩者之間無明顯差異。
印染行業是工業廢水排放大戶,據不完全統計,我國印染廢水每天排放量為3.0×106～4.0×106m3[1]。印染行業廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水,而且,隨著不斷出現的新的化學漿料、染化料和整理劑的采用,極大地改變了印染廢水的性質,大大增加了處理難度。
目前,我國印染廢水處理普遍采用物化+生化處理工藝,要求其出水水質達到GB4287—1992《紡織染整業水污染物排放標準》中的一級標準,但一般難以達到一級排放標準[2]。國內企業大多致力于混合廢水集中處理,而對于以回收有用污染物質和以資源化利用為目的的綜合治理相對較少,這樣不僅使綜合廢水處理量加大,處理成本增加,且增加了處理難度,往往不能保證對綜合廢水的處理效果,真正實現達標排放,所以研究和開發新的技術迫在眉睫。
光催化氧化技術具有氧化徹底、脫色速度快、無二次污染等特點[3],特別適合廢水的深度處理,實現廢水的回用;微波等離子體氧化技術利用微波激發廉價的易耗放電材料,同時綜合利用放電產生的副產物充分迅速有效去除有機物,具有運行費用低廉、維護方便的優點。為此本實驗以新型高效物化組合技術與設備對印染終端廢水進行深度處理,并進行了回用實驗。
1·印染廢水水質水量
上海市滬邦印染廠位于上海浦東保稅區,主要印染各種材料的布料。生產所用染料多為活性染料。其平洗機產生大量的高溫高色度的印染廢水,每條生產線排放漂染廢水約7.5 m3/h。且水質變化較大:COD為200~800 mg/L、色度為200~4 000倍、SS約為45 mg/L,pH 6.5~8.5,水溫70~80℃,經深度處理后出水要求達到車間用水標準,COD<50 mg/L、色度<20倍、SS<5 mg/L、pH 6.5~8.5。
2·廢水處理工藝
該公司印染廢水水質具有高溫、高色度、高COD的特點。傳統的印染廢水一般采用厭氧—好氧處理,但該印染廢水溫度高,不能采用生化方法處理,只能利用物化方法處理。傳統的物化處理方法中活性炭吸附處理成本高,再生困難;膜分離技術一次性投資大,技術難度大,膜系統清洗困難,反沖洗需要的水量很大。且由于該企業對回用水質要求比較高,單一的處理工藝一般很難使廢水達到回用標準要求。為此,筆者在光化學脫色回用技術基礎上推出“微波無極紫外光催化氧化+活性炭吸附催化氧化”回用處理工藝處理該廢水,該工藝路線主要由3部分組成:砂濾、無極紫外光催化氧化、微波等離子體強化活性炭吸附催化氧化組成,其中砂濾主要除去懸浮物,無極紫外光催化氧化、活性炭吸附催化氧化相互組合以保證廢水深度處理而達到回用要求。
由圖1可見,在該工藝中印染終端廢水經過砂濾池去除大部分懸浮物質,砂濾出水被引入微波無極紫外光催化氧化反應器,在微波激發下產生UV光,空氣在UV光的強烈催化作用下,產生臭氧,臭氧與水中污染物發生劇烈的化學氧化反應,使長鏈大分子或含有苯環、偶氮結構的難降解污染物發生斷鏈、開環,使之部分或完全分解,破壞染料分子的發色基團使其脫色,當廢水中污染物濃度較高時,可通過射流泵向光催化氧化反應器中泵入O3,以彌補反應器中O3劑量的不足。光催化氧化反應器可以確保廢水的色度達到回用要求,同時可去除一定的COD。光催化氧化反應器中是否加入氧化劑、無極紫外光源開啟多長時間均取決于廢水的水質情況。
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