印染廢水回用處理工藝

紡織印染行業(yè)廢水具有排放量大、水質(zhì)變化大、有機(jī)物濃度高、色度高等特點(diǎn)，其處理相對(duì)復(fù)雜.近年來(lái)，由于水資源的緊缺，眾多環(huán)保學(xué)者在印染廢水回用領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究.

為了保證印染廢水出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和中水回用，雙膜法成為印染廢水處理領(lǐng)域深度處理為常用的處理技術(shù)，研究表明，全國(guó)75%以上的印染企業(yè)利用雙膜法作為深度處理技術(shù).雙膜法技術(shù)包括超濾和反滲透(RO)兩種膜處理技術(shù).RO出水包括淡水和濃水，其中，淡水可直接排放或*回用于印染工序，濃水由于鹽度高、含一定濃度的難降解有機(jī)物和硬度，不僅不能直接排放，而且處理相當(dāng)困難.

目前，針對(duì)印染反滲透濃水(ROC)的主要處理措施有直接排放處理、回流二次處理和膜蒸餾技術(shù).直接排放處理一般是指直接排入海洋，是為常用的濃水處理技術(shù)，但此技術(shù)受到地理位置限制，在廣大內(nèi)陸等離海岸較遠(yuǎn)的地區(qū)不宜推廣.

回流二次處理是指將濃水回流至水處理系統(tǒng)的前處理段，再次進(jìn)入水處理系統(tǒng)進(jìn)行二次處理，這樣使?jié)馑械碾y降解有機(jī)物和高鹽度物質(zhì)得不到外排，長(zhǎng)期回流會(huì)導(dǎo)致生化系統(tǒng)鹽分逐漸積累，微生物活性降低并終導(dǎo)致生物處理系統(tǒng)的崩潰.膜蒸餾技術(shù)是一種膜技術(shù)與蒸餾技術(shù)相結(jié)合的膜分離技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)濃水和鹽分的*回收，但該技術(shù)耗能太高，大部分企業(yè)很難承受.

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312pH電極，S400-RT33 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極，S400-RT33 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過(guò)程。

另外，汪曉軍等采用Fenton氧化結(jié)合石灰蘇打處理印染ROC，實(shí)現(xiàn)了印染ROC的*回用，但由于Fenton氧化技術(shù)處理過(guò)程中有可能帶入印染需嚴(yán)格限制的Fe2+，因此，需要后續(xù)設(shè)置絮凝沉淀池以*去除出水中的Fe2+.鑒于現(xiàn)有各濃水處理工藝的不足，亟需開(kāi)發(fā)一種新的處理工藝解決地理位置受限、處理成本過(guò)高及處理工藝復(fù)雜等難題.

過(guò)硫酸鹽(PS)氧化作為一種新型的氧化技術(shù)近年來(lái)在環(huán)境領(lǐng)域逐漸受到研究人員的關(guān)注.在常溫條件下，PS是一種較為溫和的氧化劑，反應(yīng)速率較慢.當(dāng)PS受到外界條件如熱、微波、過(guò)渡金屬離子作用時(shí)容易被活化，產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的硫酸根自由基(SO· -4)，其標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位E0=2.60 V，高于PS的E0=2.01 V.相應(yīng)的反應(yīng)原理如下：

pH對(duì)PS降解有機(jī)物有一定的影響，楊照榮等的研究表明，PS的氧化能力在堿性條件下比酸性和中性條件下較強(qiáng)，因?yàn)樵趬A性條件下硫酸根自由基會(huì)生成氧化能力更強(qiáng)的羥基自由基(· OH，E0=2.80 V)，反應(yīng)如下：

除pH外，初始PS投加量、反應(yīng)溫度都是影響PS氧化反應(yīng)的重要影響因素.PS氧化鎮(zhèn)痛藥(立痛定)的研究表明，有機(jī)物的氧化速率在一定初始PS范圍內(nèi)隨初始PS用量的增加而加快.溫度的提升大大提高了PS分解垃圾滲濾液中腐殖酸的速率，溫度從90 ℃上升到150 ℃時(shí)，有機(jī)物去除率從63.5%上升到76.0%，溫度繼續(xù)上升到170 ℃，有機(jī)物去除率上升到78.8%.

石灰蘇打軟水技術(shù)是廢水處理領(lǐng)域?yàn)閭鹘y(tǒng)的脫硬度技術(shù).印染用水中硬度過(guò)高會(huì)造成染料在染色織物表面分配的不均勻性，同時(shí)降低染色織物的色牢度，是印染回用水嚴(yán)格規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo).采用石灰軟化和微濾工藝處理某熱電廠的循環(huán)冷卻排污水的研究表明，石灰軟化可大大降低廢水的硬度和堿度，出水*回用要求.

本研究結(jié)合印染ROC水質(zhì)特點(diǎn)及印染回用時(shí)需補(bǔ)充大量硫酸鈉作為印染助劑的要求，將PS氧化和石灰蘇打軟水技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于印染ROC處理過(guò)程中.首先利用條件實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)研究PS氧化去除印染ROC難降解有機(jī)物的影響因素，包括反應(yīng)pH、初始PS投加量和反應(yīng)溫度等條件，研究有機(jī)物降解的動(dòng)力學(xué)模型;其次分析PS氧化前后無(wú)機(jī)組分和有機(jī)組分;后確定石灰蘇打脫硬度的*的石灰和蘇打藥劑投加量組合.

2 材料與方法

2.1 印染廢水ROC

印染ROC取自佛山市西樵鎮(zhèn)某紡織有限公司，廢水總排放量60000 m3 · d-1，ROC排放量約20000 m3 · d-1.原水水質(zhì)：CODCr為112.5 mg · L-1，BOD5/CODCr為0.05，TOC為34.0~35.6 mg · L-1，SO42約9600 mg · L-1，CO32約1500 mg · L-1，Cl-約650 mg · L-1，pH為8.3~8.8.

2.2 主要儀器和藥品

pHs-3c便攜式pH計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司);COD快速密閉消解測(cè)定儀(廣東，韶關(guān));BOD測(cè)定儀(美國(guó)，HACH);電子天平，恒溫振蕩器(上海精密科學(xué)儀器有限公司);離子色譜儀ICS-1600(美國(guó)，戴安)；TOC測(cè)定分析儀TOC-LCPH/CPN(日本，島津)；

PS、磷酸二氫鈉、石灰和蘇打等藥劑均為分析純(天津科密歐化學(xué)試劑有限公司).

2.3 試驗(yàn)方法及條件

有機(jī)物降解：取100 mL ROC于250 mL的錐形瓶中，加入0.3 g磷酸二氫鈉緩沖溶液，以10%的H2SO4和10%的NaOH調(diào)節(jié)pH值，加入一定量的過(guò)硫酸鈉，錐形瓶置于恒溫振蕩器中，一定溫度條件下完成活化氧化反應(yīng).

硬度脫除：取200 mL經(jīng)過(guò)硫酸鈉氧化處理后的濃水，投加一定濃度的石灰并在120 r · min-1條件下攪拌反應(yīng)10 min;加入一定濃度的蘇打，120 r · min-1下攪拌反應(yīng)15 min，靜置沉淀30 min，取上清液測(cè)定出水硬度.

2.4 檢測(cè)項(xiàng)目和分析方法

COD采用快速密閉消解法(HJ/T 399—2007)測(cè)定，BOD5采用稀釋接種法測(cè)定，TOC采用燃燒氧化-非分散紅外吸收法(HJ 501-2009)測(cè)定，硬度測(cè)定采用鍋爐用水和冷卻水分析方法中硬度的測(cè)定方法(GB/T 6909—2008)，硫酸鹽和氯離子采用離子色譜法測(cè)定，碳酸鹽采用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定法測(cè)定，以酚酞和甲基橙作指示劑.