紡織工業(yè)廢水處理環(huán)境工程
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［論文摘要］染色廢水屬于典型的難生化降解廢水，如何低成本、高效率的對其處理，且保證出水的穩(wěn)定達標，一直是許多環(huán)境保護工作者的研究目標。本文首先對國內(nèi)外染色廢水處理的技術和研究方向進行了綜合概述，并對各類工藝進行了比較分析，歸納出一般染色廢水的主要處理工藝技術路線。
一、研究背景和意義
紡織工業(yè)是我國的傳統(tǒng)支柱工業(yè)之一，也是出口創(chuàng)匯較多的行業(yè)之一，目前我國占有15%左右的國際市場份額，是世界上最大的紡織品出口國。經(jīng)過多年建設，紡織工業(yè)基本成為一個門類較齊全、布局較合理、原料和設備基本立足于國內(nèi)、生產(chǎn)技術達到一定水平的工業(yè)部門。產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展能力不斷增強，已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機械等行業(yè)較為完整的系列體系。
紡織工業(yè)按加工的原料、產(chǎn)品的品種和產(chǎn)品的加工用途等不同，主要分為上游、中游、下游三類產(chǎn)業(yè)，紡織工業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)主要指各類纖維生產(chǎn)和加工，如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學纖維等生產(chǎn)領域；中游產(chǎn)業(yè)指紡紗、織布、染色等生產(chǎn)領域；下游產(chǎn)業(yè)主要指服裝加工等生產(chǎn)領域。
染色行業(yè)作為紡織工業(yè)中的中游行業(yè)，在紡織工業(yè)中起到承上啟下的作用，即將各類纖維加工制造的坯布，通過染色和印花工藝生產(chǎn)出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業(yè)中，棉紡染色業(yè)是最大的行業(yè)。染色行業(yè)作為濕法加工行業(yè)，其生產(chǎn)過程中用水量較大，據(jù)不完全統(tǒng)計。我國染色廢水排放量約為每天300萬～400萬立方米，染色廠每加工100米織物，產(chǎn)生廢水量3～5立方米。而且，染色廢水成份復雜，含有的多種有機染料難降解，色度深，對環(huán)境造成非常嚴重的威脅。
隨著工業(yè)化的不斷深入，全球性的環(huán)境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來形成的生態(tài)平衡，并對人類自身的生存環(huán)境存在威脅。由于逐漸加重的環(huán)境壓力，世界各國紛紛制定嚴格的環(huán)保法律、法規(guī)和各項有力的措施，我國作為世界大國，對環(huán)境保護也越來越重視，并向國際社會全球性環(huán)境保護公約作出了自己的承諾。
二、廢水處理方法分類
根據(jù)使用技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。具體如下：
1.廢水的物理處理法
利用物理作用進行廢水處理，主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有：
(1)格柵和篩網(wǎng)格柵是一組平行金屬柵條制成的有一定間隔的框架。把它豎直或傾斜放置在廢水渠道上，用來去除廢水里粗大的懸浮物和漂浮物，以免后面裝置堵塞。篩網(wǎng)是穿孔濾板或金屬網(wǎng)制成的過濾設備，用以去除較細小的懸浮物。
(2)沉淀法利用重力作用，使廢水中比水重的固體物質(zhì)下沉，與廢水分離。主要用于(a)在塵砂池中除去無機砂粒(b)在初見沉淀中去除比水重的懸浮狀有機物(c)在二次沉淀中去除生物處理出水中的生物污泥(d)在混凝工藝以后去除混凝形成的絮狀物(e)在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。此法簡單易行而且效果好。
(3)氣浮法在廢水中通入空氣，產(chǎn)生細小氣泡，附著在細微顆粒污染物上，形成密度小于水的浮體，上浮到水面。主要用來分離密度與水接近或比水小，靠重力無法沉淀的細微顆粒污染物。
(4)離心分離利用離心作用，使質(zhì)量不同的懸浮物和水體分離。分離設備有施流分離器和離心機。
2.廢水的化學處理法
(1)酸性廢水的中和處理
酸性廢水處理可以用投藥中和法、天然水體及土壤堿度中和法、堿性廢水和廢渣中和法等。藥劑有石灰乳、苛性鈉、石灰石、大理石、白云石等。他的優(yōu)點是：可處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸性廢水。廢水中允許有較多的懸浮物，對水質(zhì)水量的波動適用性強，中和劑利用率高，過程容易調(diào)節(jié)。缺點：勞動條件差、設備多、投資大、泥渣多且脫水難。天然水體及土壤堿度中和法采用時要慎重，應從長遠利益出發(fā)，允許排入水體的酸性廢水量應根據(jù)水體或土體的中和能力來確定。
(2)堿性廢水和廢渣中和法
投酸中和法可用藥劑：硫酸、鹽酸、及壓縮二氧化碳(用二氧化碳做中和劑，由于PH值低于6，因此不需要PH值控制裝置)酸性廢水及廢氣中和法如煙道氣中有高達24%的二氧化碳，可用來中和堿性廢水。其優(yōu)點可把廢水處理與煙道氣除塵結合起來，缺點是處理后的廢水中硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。清洗由污泥消化獲得的沼氣(含25%—35%的二氧化碳氣體)的水也可用于中和堿廢水。
3.生物處理法
利用微生物可以把有機物氧化分解為穩(wěn)定的無機物的這一功能，經(jīng)常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物處理法
應用好氧微生物，在有氧環(huán)境下，把廢水中的有機物分解成二氧化碳和水的方法，主要處理工藝有：活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化等，這種方法處理效率高，應用面廣。
(2)厭氧生物處理法
應用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物，最后生成二氧化碳、甲烷等物質(zhì)的方法。主要用于有機污泥、高濃度有機工業(yè)廢水的處理。如啤酒廠、屠宰廠。
(3)自然生物處理法
應用在自然條件下生長，繁殖的微生物處理廢水的方法。工藝簡單，建設費用和運行成本都比較低，但其凈化功能受自然條件的限制，處理技術有穩(wěn)定塘和土地處理法。
三、染色污水處理系統(tǒng)的工藝設計
在染色污水處理系統(tǒng)的工藝設計中往往遇到以下問題：(1)工程設計人員大都是僅僅了解廢水水質(zhì)的情況下，根據(jù)自己的工程經(jīng)驗和直覺進行設計，這樣往往造成工程缺陷，使建成的處理系統(tǒng)處理廢水不能達標排放；(2)在有些設計中，因為對出水的達標要求嚴格，使設計出的工藝建設費用和運行費用偏高；(3)在許多現(xiàn)有的處理系統(tǒng)中，由于所要處理的水質(zhì)發(fā)生改變，原有工藝不能針對目前的水質(zhì)進行有效的處理。以上的這些都涉及到污水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造和優(yōu)化管理運行問題。
如何優(yōu)化污水處理工藝，降低污水處理成本，提高污水處理效果，對于污水處理有著極其重要的意義。必須指出的是，染色廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造是一個非常錯綜復雜的問題，從目的上它不僅要基于污水水質(zhì)分析，按照技術和經(jīng)濟的要求，在條件允許的范圍內(nèi)，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案，并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數(shù)，而且還要在污水的成份和水量一定幅度變動的情況下，找出相應的優(yōu)化運行措施和最少運行成本。而在各染色廢水水質(zhì)各異、水量大小不一的實際工況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優(yōu)化處理系統(tǒng)是不可能的，某一污水處理系統(tǒng)可能對某企業(yè)的廢水處理是最優(yōu)，但它對其他的染色廠可能就并不能做到最優(yōu)，因此本論文對染色廢水處理系統(tǒng)優(yōu)化研究只是為提出一個系統(tǒng)優(yōu)化改造和優(yōu)化運行的概念和思路，并不是要提出一個能對所有染色廢水有最優(yōu)處理效果的處理系統(tǒng)。
四、系統(tǒng)工藝改造的總體思路
污水處理廠廢水的水質(zhì)為含有一定量難生物降解物質(zhì)和顏色的有機廢水，各染色子行業(yè)排放的廢水所含污染物質(zhì)不同，其相應的治理工藝流程也不同。對染色廢水處理，工程上一般用物化法和生化法或兩種方法相結合的處理方法。物化處理有見效快、水力停留時間短的優(yōu)勢，但其處理費用高、污泥產(chǎn)量大、污泥處理困難、存在二次污染的隱患。雖然臭氧氧化、活性碳吸附、電解等方法有較好的脫色效果，但它們較高的運行費用卻使廠家無法承受。但前述的幾種方法都具有穩(wěn)定性好的特點。生物處理因具有處理成本較低，并能大幅度去處有機污染物和一定色度的特性使得染色廢水治理采用生物治理作為主要治理單元己成為共識。但結合園區(qū)污水處理廠目前的運行現(xiàn)狀及操作工人素質(zhì)，為確保污水處理廠處理出水的穩(wěn)定達標排放，因此改造擴建工藝的設計思想以強化物化處理的原則，以生物處理工藝為重心，盡量提高強化生物處理的作用。鑒于污水處理廠接受的染色廢水綜合性廢水，是典型的難生化降解的有機廢水，水質(zhì)性質(zhì)有其特殊性，而且各有關企業(yè)生產(chǎn)廢水排放的水質(zhì)水量的不穩(wěn)定性，以及污水處理廠的運行成本及運行負荷。因此必須要有針對性的廢水處理工藝，才能達到較好的處理效果。在選擇處理工藝前，應在分析廢水水質(zhì)及其組成及對廢水所要求的處理程度的基礎上，確定各單元處理方法和改造工藝流程，以驗證改造工藝的有效性。
五、結論
印染生產(chǎn)廢水可生化性差，原污水處理系統(tǒng)又存在著設計、施工不盡合理，管理水平落后等缺陷，從而造成了處理出水污染指標達不到排放標準，運行成本高等后果。染色廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造本身就是一個非常錯綜復雜的問題，而作為集中式染色廢水處理廠的優(yōu)化就更加困難了。從目的上它不僅要在污水水質(zhì)分析的基礎上，按照技術和經(jīng)濟的要求，在條件允許的范圍內(nèi)，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案。并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數(shù)，而且，還要在污水的成份和水量大幅度變動的情況下，找出相應的優(yōu)化運行措施和最少的運行成本。但由于客觀條件的諸多限制，并且各種印染廢水水質(zhì)各異，水量大小不一的設計情況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優(yōu)化方法十分困難，某一污水處理系統(tǒng)可能對某一區(qū)域內(nèi)的廢水處理是最優(yōu)的，但它對其他的企業(yè)可能就并不能做到最優(yōu)。因此，在加強技術創(chuàng)新和知識創(chuàng)新的同時也要為保護我們僅有的水資源提高人類意識，轉(zhuǎn)變觀念，為創(chuàng)造一個更好的環(huán)境多做努力。
［參考文獻］
［1］楊書銘、黃長盾：《紡織印染工業(yè)廢水治理技術》，化學工業(yè)出版社2002年版。
［2］傅平青、程鴻德：《印染廢水治理研究現(xiàn)狀》，《地質(zhì)地球化學》2001年4月。
