碱减量与常规印染废水的分质处理技术研究

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印染工序繁杂,不同工艺产生的废水水质差异巨大。常规印染废水如染色废水、漂洗废水、丝光废水等具有高色度、高COD和高盐度,水量大且生化性较低的特点。碱减量工序中强碱水解涤纶纤维则会产生碱减量废水,该废水pH高、水量小、可生化性极低并含有高浓度的对苯二甲酸钠(DT)。传统的做法是将碱减量废水与常规印染废水混合处理,但往往会出现出水难以达标、设备腐蚀严重、系统负荷提高等问题。鉴于此,在印染废水处理工艺设计过程将碱减量废水与常规印染废水进行分质处理成为一种必然趋势。本研究以浙江某印染企业印染废水为研究对象,并将碱减量废水以外的印染废水统称为常规印染废水,该企业的印染废水处理工艺为传统的物化-生化耦合废水处理工艺。通过对碱减量废水混合处理及分质处理的调节池、初沉池、终沉池出水水质进行监测,发现碱减量废水与常规印染废水混合处理(分质前)出水COD、氨氮、总磷浓度分别为227.849 mg/L、3.819 mg/L和0.394 mg/L,其中COD难以达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)水质排放标准。鉴于此,将碱减量废水与常规印染废水进行分质处理,其中碱减量废水单独收集,使用多级物化-生物耦合工艺进行处理,而常规印染废水统一混合收集,使用原废水处理工艺对其进行处理,分质处理后常规印染废水处理系统出水COD浓度下降到82.5mg/L,NH3-N、TP浓度则分别为0.58 mg/L和0.22mg/L,可实现废水的达标排放。对分质处理后印染废水中溶解性有机物的迁移转化规律进行研究分析。结果表明:在常规印染废水处理中,溶解性有机物的官能团主要以羧基碳为主,微生物在整个废水处理过程中起到主要作用,好氧微生物可将羧基碳有效转化成羟基碳和羰基碳。溶解性有机碳(DOC)和UV254的去除率则分别为82.9%和76.7%。常规印染废水中荧光性有机物主要包括类色氨酸和溶解性微生物副产物。分子量分布为302000Da,水解酸化可对大分子进行有效转化降解,为好氧阶段提供良好的基础;部分大分子有机物也可通过混凝沉淀被去除。GC-MS结果表明常规印染废水中,存在12种主要的多环芳烃(PAHs)。其中萘类物质占比最高,随着废水处理进程,萘类物质可被生物分解去除,占比逐渐降低。而多级物化-生物耦合碱减量废水处理工艺中COD、DOC、UV254的去除率分别为98.4%、92.9%、84.45%;碱减量废水水解后的特征有机物对苯二甲酸(TA)的去除率则为99.64%。各个环节的三维荧光光谱图和分子量分布测试表明,碱减量废水中有机物以蛋白质类和少量的腐殖酸类物质为主,分子量主要分布在400Da和600Da左右。红外特性及紫外特性表明,废水中有机物官能团主要包括酯类、羧酸类和醇类芳香烃,且厌氧氧化和高级氧化均可改变溶解性有机物基团、结构骨架,提高水体生化性。碱减量废水和常规印染废分开收集,分别通过物化-生物耦合工艺及多级物化-生化耦合工艺进行分质处理,出水均可达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)水质排放标准。印染废水分质处理具有针对性强、运行稳定、操作灵活、系统抗冲击能力强、降低排污量等优点,对类似的废水处理工艺具备一定的参考价值。
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