A/O—Fenton工艺处理印染废水

叶宗委

【摘 要】印染废水水量大，色度高，难脱色；水质复杂，有机物含量高，悬浮物多；受原料、季节、市场需求等变化的影响，水质水量变化很大。采用A/O-Fenton工艺处理印染废水，运行结果表明，该工艺耐冲击负荷能力强，处理效果稳定，处理后出水能稳定达到《纺织染整行业排放标准表2》要求。

【Abstract】The printing and dyeing wastewater is great volume， high colority， difficult decolorization， complex water quality， high content in organic substances， much suspended matter， and affecting with the change of the material and season and market requirement， the quality and quanitity of this water is much different. In this paper， using A/O-Fenton process treat the printing and dyeing wastewater， the operation result shows that， this process has strong impact load capability， and the treatment effect is stability， and the water after the treatment can meet the requirement of “Table 2 of Emission Standards of Textile Dyeing Industry”

【关键词】A/O；Fenton氧化；印染废水

【Keywords】A/O； Fenton oxidation； printing and dyeing wastewater

【中图分类号】X703.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）01-0157-02

1 引言

安徽淮南某工业园区有七八家印染企业，年排放印染废水量约180万吨，废水排放量大，有机物含量高，色度深。该园区生产染料主要以黑色、红色和蓝色染料为主。由于印染企业染布是根据订单量需要的不同，无规律安排生产，导致印染废水水质水量波动较大，给印染废水的传统处理方法带来了很大的挑战。随着社会的发展，人们对物质生活追求的提高，印染的工艺发生了较大变化，随之而来的印染添加剂成分越来越复杂，印染废水的处理难度也越来越大。

为了适应新的环保要求，也为了应对印染废水处理的窘境，我们进行了大量尝试，探索了不同的处理工艺，最终采用A/O-Fenton组合工艺，该工艺对处理当前的印染废水有比较好的处理效果。在进水CODCr高达1800mg/l，NH3-N高达400 mg/l的情况下，出水各项水质指标均达到了《纺织染整行业排放标准表2》排放要求。投运两年多来运行稳定、系统性能良好、抗冲击力强。

2 废水的水质水量

该印染企业主要有6个印染车间和3个印花车间，日排放废水量约6000m3/d。印染废水是各类废水的混合废水，主要包括以下四类废水：①预处理阶段（包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水；②染色工序排出染色废水；③印花工序排出印花废水和皂液废水；④整理工序排出整理废水。印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。就印染废水而言，其中大部分污染物为有机物（主要是一些染料和助剂引起），原水pH值在8～9.5，COD值高达1800 mg/l，氨氮值高达400 mg/l，SS高达200 mg/l，但其水质可生化性差，B/C在0.2～0.3左右。

3 废水处理工艺及工艺说明

3.1 工艺流程图（图1）

3.2 工艺流程说明

车间废水自流排入印染废水调节池，调节池废水由泵提升至A/O系统，A/O出水经二沉池沉淀，沉淀出水自流入Fenton反应系统，经芬顿反应高级氧化后，出水自流入竖流沉淀池，沉淀池出水达到《纺织染整行业排放标准表2》排放要求，排入市政管网。

3.3 主要处理单元工艺特点及运行效果

3.3.1 A/O处理单元工艺特点

A是缺氧池工艺，在缺氧池中，以废水中有机物作为碳源，与循环回流泥水混合进行缺氧脱氮反应。在厌氧微生物的作用下，将混合废水中的有机氮分解为氨氮，同时采用有机碳源为电子供体，使亚硝酸氮、硝酸氮转化为氮气，形成N2或NXOY逸至大气中，达到脱氮目的。

缺氧池采用推流式结构，同时为了防止底部积泥及厌氧化，池底设置穿孔曝气装置，可定时微量曝气，同时为了增强缺氧池的作用，减少投运时培养微生物的启动时间，在缺氧池内装设了YDT弹性立体填料。缺氧池采用钢混结构，半埋地式设置，出水进入O池，即接触氧化池。

缺氧处理后的废水进入生物接触氧化池后，在氧化池内进行大量曝气，利用微生物降解水中的COD、BOD5有机质，并吸除磷。本工藝采用生物接触氧化法作为去除有机物的主体工艺，接触氧化生物膜法处理印染废水与传统的工艺相比，具有以下特点：

①有机负荷高，占地面积小；

②不产生污泥膨胀，由于不实行污泥回流，因此，不存在污泥的过量繁殖导致反应池缺氧、出水水质恶化的危险；

③耐冲击性能好，接触氧化的微生物细菌生长在填料上，当受到高负荷冲击后，一般只有填料表面的微生物受损害，内部的生物细菌能很快得到恢复；endprint

④用电省，接触氧化法由于内部装设了填料，填料对空气具有二次切割作用，因此空气中氧的利用率大大提高，能有效降低动力消耗。

3.3.2 Fenton处理单元工艺特点

芬頓催化氧化技术（Fenton）是以亚铁离子为催化剂的一系列自由基反应。主要反应大致如下：Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH/Fe3++H2O2+OH-=Fe2++H2O+·OH/Fe3++H2O2=Fe2++H++HO2/HO2+H2O2=H2O+O2↑+·OH

芬顿催化系统通过以上反应，不断产生·OH（羟基自由基），使得整个体系具有强氧化性，可以氧化降解印染废水中难以被微生物降解的有机物，可以把大分子、难降解的有机添加剂降解为小分子、易降解的有机物。

根据芬顿反应的机理可知，羟基自由基是氧化有机物的有效因子。H2O2在酸性条件下（即pH在3～4之间），通过水中二价铁离子的催化作用，不断产生·OH，·OH利用自身的强氧化能力，与有机物不断接触，从而达到降解有机物的目的。影响芬顿催化系统的因素主要包括反应的pH值、反应温度、H2O2投加量、催化剂二价铁含量以及水中二价铁与H2O2含量之比等。

公司研制的芬顿催化系统，将芬顿反应所需的铁氧化物通过特殊方法附着在载体表面，形成有效的芬顿催化剂，可大幅减少药剂投加量及化学污泥产生量。该系列催化剂机械强度高，为固态颗粒或长条体状，通过烧结制备，保证了其活性组分的高利用率，并且可以实现大规模的工业化生产。

芬顿催化系统，通过铁氧化物附着在载体表面的形式，使芬顿反应所需的铁含量大大减少，同时又能达到高效的催化氧化降解效果，使双氧水得到充分利用。与传统的芬顿反应相比，既节约了药剂双氧水和硫酸亚铁的投加量，又减少了芬顿反应产生的污泥量，并且不仅达到了高效的处理效果，也降低了处理成本，从而达到了环境效益和经济效益双丰收。

3.3.3 A/O-Fenton工艺运行效果

从图2、图3可以看出，原水氨氮、COD波动较大，进水COD最低值900mg/l，最高值达到1800mg/l，进水氨氮低值100mg/l左右，最高值达到327mg/l，A/O系统对COD 的去除率基本保持在60%以上，对氨氮的去除率基本保持在90%以上。芬顿对COD的去除效果较好，出水COD值最低可做到100mg/l以下，去除率可达90%左右；对氨氮去除效果较弱，去除率维持在5%以下。

4 实验结论

实践证明，由于印染废水有机污染物含量高、色度深，化工原料成分复杂，可生化性差，单纯依靠生化系统难以做到污染物含量达标排放的要求。特别是生化系统对难降解有机物不可生化性，没有较好的降解作用，而高级氧化芬顿处理系统正好填补了生化处理这个缺陷。通过生化与芬顿高级氧化相结合，既解决了生化难以处理的部分，也达到了印染废水处理达标排放的目的。因此，采用A/O-Fenton工艺处理印染废水是比较可行的处理工艺。endprint