印染廢水深度處理多級(jí)臭氧催化氧化工藝

印染廢水是典型的難處理工業(yè)廢水之一，常規(guī)的物化/生化處理工藝只能實(shí)現(xiàn)處理出水達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，隨著減排要求提升、排放標(biāo)準(zhǔn)提高對(duì)印染廢水處理工藝升級(jí)提標(biāo)減排處理一直是行業(yè)研究的重點(diǎn)。研究方向主要側(cè)重于傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)、新技術(shù)的研究與應(yīng)用。

傳統(tǒng)工藝改進(jìn)主要針對(duì)物化處理效果提升的高效混凝劑研究與針對(duì)好氧生物工藝處理效果提升的厭氧-好氧組合工藝。新技術(shù)研究是主要對(duì)生物處理后的印染廢水進(jìn)行深度處理，它包括膜處理技術(shù)、高級(jí)氧化/催化氧化技術(shù)及不同工藝組合技術(shù)。膜處理技術(shù)包含微濾、超濾、納濾、反滲透，微濾-超濾一般作為納濾或反滲透前的預(yù)處理，納濾與反滲透常于印染企業(yè)內(nèi)中水回用，而由于膜處理技術(shù)高額投資與運(yùn)行成本其應(yīng)用受到很大限制。面對(duì)印染廢水復(fù)雜性，高級(jí)氧化/催化氧化技術(shù)應(yīng)用成為印染廢水深度處理研究的新熱點(diǎn)。高級(jí)氧化/催化氧化技術(shù)主要包括為O3及催化臭氧化、H2O2/UV、Fenton等。催化臭氧化技術(shù)研究關(guān)鍵核心是以提高?OH的產(chǎn)量及生成速度的催化劑及載體研究。本論文以紹興某污水處理廠(chǎng)二級(jí)生化處理出水為研究對(duì)象，采用多級(jí)臭氧催化氧化法作為廢水深度處理手段進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了預(yù)處理混凝藥劑投加量、臭氧投加量及臭氧催化劑雙氧水投加量對(duì)出水COD值影響。

1、試驗(yàn)工藝流程

本試驗(yàn)工藝路線(xiàn)見(jiàn)圖1。

如圖1所示，以紹興某印染廠(chǎng)二級(jí)生化處理出水為該進(jìn)水，經(jīng)氣浮預(yù)處理后，進(jìn)入一級(jí)臭氧催化氧化，后入生物炭濾池進(jìn)一步處理，最后再經(jīng)二級(jí)臭氧催化氧化，達(dá)到最終出水主要指標(biāo)COD值小于60mg/L目標(biāo)。

臭氧催化劑主要采用含量為30%的雙氧水。其中氣浮預(yù)處理采用聚合硫酸鐵(PSF)及聚丙烯酷胺(PAM)作為后物化預(yù)處理混凝藥劑，處理進(jìn)水中的有機(jī)懸浮物，降低COD值，提高后續(xù)臭氧利用率及COD降解效率。

2、結(jié)果與討論

在前期運(yùn)行調(diào)試穩(wěn)定后，運(yùn)行時(shí)間為6月1日-7月4日該階段生化出水COD值逐步提高，均值達(dá)到201mg/L，且水中懸浮物SS開(kāi)始增加。對(duì)此在氣浮池加入1600mg/LPSF及4mg/LPAM進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理同時(shí)1#臭氧及2#臭氧反應(yīng)柱的投加量分別為40mg/L及30mg/L；雙氧水作為催化劑在1#投加20mg/L，1#投加10mg/L，該階段總體運(yùn)行出水COD匯總情況見(jiàn)表1、2與圖2。

(1)從上述圖表可得，該階段COD平均值為201mg/L，氣浮預(yù)處理平均去除率為32.6%(平均△COD66mg/L)，即經(jīng)過(guò)PSF和PAM混凝應(yīng)后出水基本定保證后面多級(jí)臭氧催化氧化效率；一級(jí)臭氧-BAC整體平均去除率44.4%(平均△COD60mg/L)；二級(jí)臭氧平均去除率達(dá)28.8%(平均△COD21mg/L)，整個(gè)工藝總平均去除率為73.1%，兩級(jí)臭氧系統(tǒng)的COD去除率及總?cè)コ氏鄬?duì)較好:最終出水COD平均值54mg/L，平均△COD(絕對(duì)去除值)147mg/L，即二級(jí)臭氧出水可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)(≤60mg/L)中COD指標(biāo)要求滿(mǎn)足最終出水要求。

(2)由圖2每日運(yùn)行趨勢(shì)圖可以看出，7月2日進(jìn)水惡化嚴(yán)重，COD值達(dá)到228mg/L，經(jīng)預(yù)處理后COD降為145mg/L，而后經(jīng)過(guò)兩級(jí)臭氧催化氧化處理，最終出水為59mg/L，由此可見(jiàn)此系統(tǒng)具備良好的COD負(fù)荷抗沖擊能力：同時(shí)由表可知雖然此階段整體上一級(jí)臭氧-BAC系統(tǒng)的出水COD值可能高于80mg/L，但經(jīng)過(guò)第二級(jí)臭氧催化氧化處理后，最終出水COD值基本可低于60mg/L，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，即此多級(jí)臭氧催化氧化工藝系統(tǒng)具備良好的緩沖性能。

(3)有O/C比數(shù)據(jù)可知，在該穩(wěn)定運(yùn)行階段，臭氧利用率較為理想，其中單獨(dú)1#臭氧反應(yīng)塔的O/C比為1.08，整體一級(jí)臭氧-BAC系統(tǒng)的O/C比達(dá)到0.67，臭氧利用率較好；同時(shí)二級(jí)臭氧O/C比為1.40，隨著進(jìn)水COD值的升高當(dāng)臭氧投加量相對(duì)保持一定的情況下，中試系統(tǒng)的臭氧利用率提高，這結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室小試的臭氧利用率結(jié)果一致。

3、結(jié)論

(1)由該多級(jí)臭氧催化氧化工藝中試試驗(yàn)可知，當(dāng)該項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)水COD值小于230mg/L，在適當(dāng)?shù)念A(yù)處理(絮凝沉淀)后經(jīng)過(guò)多級(jí)臭氧催化氧化系統(tǒng)后，均能達(dá)到出水COD小于60mg/L的處理目標(biāo)。

(2)由該多級(jí)臭氧催化氧化工藝穩(wěn)定階段的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析可知，一級(jí)臭氧-BAC系統(tǒng)的整體O/C比均小于1，即1mg/L的臭氧能去除進(jìn)水中1mg/L以上的COD有機(jī)物即中試工藝系統(tǒng)具備較高的臭氧利用率。

(3)由該多級(jí)臭氧催化氧化中試調(diào)節(jié)階段的數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)惡化，如COD值升高水中含有大量懸浮物顆粒時(shí)，僅僅提高臭氧的投加量未能使出水達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，需同時(shí)增加預(yù)處理加藥量，如增加預(yù)處理PSF投加量等，才能使出水繼續(xù)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)；當(dāng)然為盡快恢復(fù)該系統(tǒng)的處理能力，也可適當(dāng)降低處理量或投加催化劑雙氧水作為調(diào)節(jié)。（來(lái)源：紹興柯橋江濱水處理有限公司）