碱减量废水处理技术试验研究

郭茂新，周慧华
浙江省工业环保设计研究院，杭州310005

　　摘　要：采用酸析方法处理碱减量废水，实验pH4.5～3.0时，废水COD去除率70.9％～79.7％。生产性试验pH3.08，COD去除率87.1％。酸析污泥经浓缩后采用厢式压滤机脱水，具有良好的过滤性能和防腐性能，能正常稳定运行。碱减量废水经分质酸析预处理后，与印染废水混合进行兼氧——好氧加气浮方法处理，出水达到GB4287-92表3规定的一级标准。500t/d废水处理工程通过达标验收，运行稳定。
　　关键词：碱减量废水；酸析；脱水；生化处理
　　中图分类号：X791
　　文献标识码：A
　　文章编号：1009-2455(2000)02-0023-03

A Study on the Technology for the Treatment of Waste Water from Alkali Decrement
GUO Mao-xin? ZHOU Hui-hua

　　Abstract：The treatment of the waste water from alkali decrement used the method of acid eduction.In laboratory test,ｗhen pH value was 4.5～3.0 the COD removal rate from the waste water was 70.9％～79.7％；while in industrial test，when pH value was 3.08 the COD removal rate was 87.1％.The sludge from the acid eduction after thickened was dewatered by a recessed plate filter press which bad a good filterability and corrosion resistance and ran steadily.After acid eduction pretreatment，the waste water from alkali decrement was mixed with the waste water from printinｇ and dyeing and was treated by A/O plus air floatation process and the effluent water met the first grade standard specified in Table 3 in GB 4287-92.A 500t/d waste water treatment project haｓ already passed the acceptance examinations and been running steadily.
　　Key words：waste water from alkali decrement；acid eduction?dewater?biochemical treatment

前言

　　涤纶织物通过碱减量加工而获得像真丝绸一样的柔软活络感，被称为涤纶仿真丝。80年代末以来，我国的涤纶织物染色加工普遍采用碱减量工艺，涤纶仿真丝产品迅速发展。碱减量加工废水的污染问题十分突出，一般每万米涤纶绸减量后排出30～50 t废水，COD浓度在20000 mg/L左右，pH 12～14。加上前处理和印染后整理废水，成为印染行业污染最重，处理难度最大的一种废水。使得一般已成熟的传统印染废水处理工艺不能适应碱减量废水的治理要求。
　　为了探索碱减量废水达标处理的工艺技术及其可行性，我们在综合分析碱减量废水水质特点，进行实验研究的基础上，对连续减量机减量加工的生产企业——浙江兴昌印染有限公司碱减量废水处理工程进行了设计、调试，处理规模500 t/d，在太湖流域重点污染源限期治理达标验收后运行稳定。

1　废水成份与水质

1.1　碱减量加工原理及废水成份
　　涤纶织物的碱减量加工原理，是在碱性条件下涤纶纤维(PET)表面产生如下水解反应：

　　涤纶纤维通过减量加工后重量减轻(X＞y)。{(xy)/x×100％}被称为减量率。水解反应产生的对苯二甲酸钠 (DT)和乙二醇(EC)是形成碱减量废水COD值和BOD值的主要成份。
1.2　废水水质
　　碱减量废水水质随加工方式和工艺条件不同有较大差别。一般废水pＨ12～14，COD 10000～30000 mg/L，BOD₅与COD比值大于0.40，不可生物降解的溶解性COD在700～1000 mg/L。因此，碱减量废水具有碱度大、COD浓度高、BOD₅与COD之比值高，不可生物降解的溶解性COD高等特点。
　　碱减量加工除碱量工艺本身，还有前处理精练水洗、印花和染色后整理加工工序，因此尚有大量的精炼水洗废水及印染废水排出。
　　浙江兴昌印染有限公司碱减量废水和印染废水水质见表1。

表1碱减量废水水质 项目 pH COD/(mg.L^-1) BOD5/(mg.L^-1) SS/(mg.L^-1) 碱减量废水 12-13 25000-30000 10000-13000 1500-2000 印染废水 6-7 400 150 100 水洗废水 11-13 300 1200 500

2　酸析试验

2.1　酸析机理
　　碱减量废水中的对苯二甲酸钠在碱性溶液中呈溶解性，而在酸性溶液中析出难溶性的沉淀物对苯二甲酸(TA)。其反应如下：

　　在以上反应中，控制不同的pH条件，对苯二甲酸的析出率也就不同。因此，要获得良好的析出效果，关键在于控制酸析时的pH。
2.2　酸析试验
　　采用400 ml烧杯，对碱减量废水进行实验室酸析试验，加H₂SO₄调pH，搅拌后静止沉淀。不同pH时酸析水水质见表2。

表2 酸析试验结果 废水类别 pH COD/(mg.L^-1) 去除率/% 备注 原废水 12.6 28500 　 　 酸析水 4.5 8306 70.9 五批样平均值 酸析水 3.5 7410 74.0 五批样平均值 酸析水 3.0 5780 79.7 五批样平均值

　　试验结果表明，碱减量废水的酸析处理，随pH值降低，COD去除率增加。当酸析pH小于3，酸析较彻底。

3　酸析污泥脱水试验

3.1　带式压滤机脱水试验
　　碱减量废水酸析污泥量大，呈胶体状态，脱水难度较大。当采用带式压滤机过滤脱水时，污泥漏网情况严重，加上酸性废水对钢质滚桶等的腐蚀问题，无法在工程上正常应用。为此，泥脱水采用了厢式压滤机，并进行了不同工况下的脱水试验。

3.2　厢式压滤机连续脱水试验
　　碱减量废水连续酸析，不经浓缩，直接进厢式压滤机脱水。结果表明厢式压滤机卸泥困难，滤布易堵塞，清洗困难，当废水浓度变化较大时，不能正常脱水。
3.3　浓缩污泥脱水试验
　　碱减量废水酸析后，先经浓缩，排出上清液，浓缩污泥进厢式压滤机脱水。结果表明，脱水效果明显改善，卸泥容易，不易堵塞，不需每次清洗滤布。而且可以省去助凝剂，降低药剂消耗。

4　废水达标处理试验

4.1　混合废水生化加物化处理试验
　　该废水处理工程调试前期，进行了碱减量废水与印染废水混合处理的生产性试验。其处理工艺流程如图1。

　　按此流程实际运行了一年多时间，调节池出水COD2300～3000mg/L，pH10～12.5，二沉池出水COD287～392mg/L，pH8.7；气浮出水COD140～171mg/L，pH7～7.5。运行结果表明，兼氧——好氧的COD去除率约为85％，混凝气浮COD去除率约50％。处理出水不能达到国家一级排放标准的要求。
4.2　酸析预处理加混合处理试验
　　本着浓稀分流，分别治理的原则，对碱减量废水先进行酸析—浓缩—压滤预处理，酸析出水再进入调节池与水洗、印染废水混合后进一步处理。其处理工艺流程见图2。

　　按此流程调试正常运行后，处理出水各项指标均达到了GB4287-92《纺织染整工业水污染物排放标准》表3规定的一级标准。连续两天的监测数据平均结果见表3。

表3 废水处理出水水质 监测点 pH COD/(mg.L^-1) SS/(mg.L^-1) BOD₅/(mg.L^-1) 色位/倍 碱减量废水 12.57 28400 1820 　 　 酸析出水 3.08 6200 462 　 　 印染废水 10.27 706 56 237 64 调节池混合水 9.36 1298 165 309 32 二沉池出水 8.07 167 166 10 28 气浮池出水 6.35 43 47 6 4

　　由表3可知，酸析处理COD去除率为78.1％；兼氧—好氧生化处理COD，COD去除率为87.1％；气浮处理出水COD低于100 mg/L。

5　问题与讨论

5.1　减量率对废水水质的影响
　　涤纶纤维在NaOH作用下水解生成等摩尔对苯二甲酸钠和乙二醇，按理论计算，每水解1g涤纶将产生0.73g对苯二甲酸钠和0.27g乙二醇。单位重量化合物能产生COD量分别为，每克对苯二甲酸钠产生0.94gCOD，每克乙二醇产生1.5gCOD。即涤纶纤维水解后COD发生量为1.09kgCOD/kg。由此可见，当涤纶织物的单位重量和减量率发生变化时，碱减量废水COD随之变化。如400g/m涤纶布在20％减量率时，COD发生量为87.28g/m。而200g/m涤纶布10％碱减量率时，COD发生量为21.82g/m。前者是后者的4倍。说明碱减量废水在不同织物和不同减量率下的COD变化是很大的。
5.2　酸析处理的COD去除率
　　碱减量废水酸析处理的COD去除率与pＨ值有关。当pH大于6，析出产物又可重新溶解。一般情况下，pH 4.0～4.5，COD去除率为70％左右；pH 3.0～3.5时，去除率为75％～80％。废水浓度对COD去除率的影响不大。控制得pＨ低，则H₂SO₄投加量增加，运行费用提高。一般可根据碱减量废水所占的比例以及处理出水达标排放的要求，在技术经济比较后，合理确定pH控制条件。
5.3　酸析污泥脱水
　　碱减量废水酸板污泥脱水应适应废水水质多变及污泥性质的要求，宜采用浓缩后厢式压滤机脱水方式。采用连续酸析，直接压滤脱水方式，由于碱减量加工一般均随市变化，废水浓度变化较大，当COD浓度较低时，压滤机容易漏网，且易堵塞滤布。经过浓缩后，一方面提高了污泥浓度，另一方面可以改善污泥脱水性能，可保持正常稳定运行。

6　初步结论

　　① 采用酸板方法处理碱减量废水，具有良好的处理效果，其COD去除率与控制的pH值有关，宜根据碱减量废水所占比例及处理程度要求等具体情况，合理确定pＨ控制条件。
　　② 碱减量废水酸析处理，需经浓缩后脱水，以避免水质变化引起的漏网现象。脱水机宜采用聚丙烯厢式压滤机，具有良好的过滤性能和防腐性能。
　　③ 碱减量废水酸析预处理后，与印染废水混合进行兼氧—好氧加气浮处理，出水达标稳定可靠。

参考文献：

　?1?赵建平，范绿宝.涤纶间歇式碱减量工艺中减量的自动控制[J].印染，1996，(6)：25～26.
?　2?石宝龙?ＰCＭ对涤纶碱减量废水预处理方法的研究[J].青岛大学学报，1997，12(3)：67～69.

作者简介：
　　郭茂新：(1955－　)男，高级工程师，总工程师。
　　周慧华：(1967－　)男，工程师。