清浊分流条件下的混凝-臭氧处理棉针织印染清废水

清浊分流条件下的混凝清浊分流条件下的混凝-臭氧处理棉针织印染清废水臭氧处理棉针织印染清废水棉针织染整生产过程中的前处理、染色、后整理等不同工序产生污染程度不同的废水，其中所含的染料、表面活性剂、荧光增白剂、元明粉、食毛剂、烧碱等污染物的含量大不相同，导致废水水质指标COD、BOD、色度、浊度、pH和电导率等均不相同。这种现象为通过一定的策略和技术手段提高染整废水的处理效率，降低处理成本，增加废水回用率提供了机会。清洁生产理念中的清浊分流、分质处理就是一种很好的策略，这种策略的实施将改善通常情况下印染废水的特点:有机污染物浓度高、色度高、碱度大、水质变化大等。通过清浊分流后的印染废水中，清废水具有污染程度小，处理成本低、回用潜力大的特点，因此，清废水高效处理工艺的研究也成为印染废水处理研究中的重点。目前研究较多的主要是物化法，包括臭氧氧化工艺和混凝工艺。沈刚等研究认为，臭氧氧化技术对含活性染料的废水具有较好的去除效果。Olívia等研究表明，臭氧氧化不仅对印染废水的色度去除效果较好，对TOC也有较好的去除效果。而混凝沉淀处理技术，由于具有投资费用低、设备占地少、处理量大、脱色率高等优点，是一种被普遍采用的处理技术。Rozzi等比较研究了混凝沉淀-活性炭、微滤-纳滤和纳滤-反渗透3种工艺处理印染废水，发现混凝-活性炭工艺的出水水质虽不如后两者，但是基本上能满足回用的要求，并建议在活性炭前增加臭氧工艺。本研究通过对典型绵针织染整企业不同工序排放废水的水质特征进行统计分析，提出了较实用的以排水的不同工序为依据的清浊分流方案。在此基础上进行了混凝-臭氧氧化组合工艺对清废水处理效果的研究，确定了最佳工艺条件，为棉针织染整企业的废水源头清浊分流及废水回用工艺应用提供依据。1棉针织染整废水的水质特点及清浊分流方案确定典型针织物染整加工工艺为:坯布→煮练、漂白→染色→整理→成品。根据棉针织染整的生产特点，可以把整个生产过程产生的废水分为两类，即前处理废水和染色废水。典型棉针织物染整加工过程需排水12道废水，前处理废水包括煮漂水和煮漂后洗水共5道;染色阶段废水，包括染色水、染色后洗水共7道。前者水量贡献率约占40%，COD贡献率约占60%，色度较低，后者相反。综合企业生产实际及现有研究结果:煮炼、漂白、染色环节用水少，但排水水质污染程度高，而洗涤环节用水量大，排水水质污染程度较低，处理回用的潜力大。据此，棉针织印染废水源头清浊分流的初步方案为，污染程度较高的煮炼、漂白、染色、初洗工序出水为浊废水;深度洗水为清废水，经收集处理净化后具有较大的回用潜力。检测表明:前处理废水的前三道排水中COD、SS和pH值很高，而染色阶段染色排水及染色排水后的前三道洗水由于含有大量的助剂及未上染的染料，色度及含盐量较高，这7道水被划为浊废水;而前处理废水的后两道洗水及染色废水的最后三道洗水由于其水质较好，被划为清废水。经过统计分析，表1列出了清废水、浊废水各项统计水质指标值。2清废水处理实验材料及方法2.1实验材料清废水混凝-臭氧组合工艺研究于宜兴市某规模棉针织染整企业内部进行。实验用水直接取自该染整企业生产排水，具体见表1中清废水水质。实验仪器主要包括:JJ-4型六联搅拌器、臭氧发生器(清华同方TFCBY型板式臭氧发生器，气源采用纯氧)、PHS-25型pH计、722型紫外-可见分光光度计、DRB200型COD消解仪等。原水pH值分别用3.0mol/L的硫酸溶液和1.0mol/L的氢氧化钠溶液进行调节。选用的混凝剂分别为聚合氯化铝(PAC，其中Al2O3含量为30%);复配混凝剂(PAC+季铵型阳离子高分子化合物，固体含量＞29%)。助凝剂采用阳离子型聚丙烯酰胺(PAM，日本三井公司生产的SANFLOC系列，SC-5560)，分子量为1600万。臭氧发生器产生的臭氧浓度为14.5mg/L。2.2实验方法及水质检测方法2.2.1混凝沉淀针对每一种混凝剂和助凝剂，在相同量的清废水水样中投加不同量的混凝剂和助凝剂，迅速将混合液置于JJ-4六联同步搅拌器上，以48r/min快速搅拌1min，接着以40r/min慢速搅拌10min，使絮凝反应充分，反应结束后静置沉淀30min，取上清液测量相关水质指标。主要考察混凝剂类型及投加量对污染物去除的影响。2.2.2臭氧氧化取一定量的清废水水样或者经混凝沉淀处理后的水样于吸收瓶中，调节pH值，并向其中通入含臭氧气体一定时间(这里称臭氧通入时间为接触时间，由于臭氧停止通入后，废水中仍然溶解有一定量的仍继续与污染物发生反应的臭氧，因此称臭氧停止通入后的反应时间为后反应时间)。反应时间(2h)完成后，进行取样测定相关水质指标。主要考察臭氧接触时间、水样pH对污染物去除效果的影响。在此基础上，采用正交实验确定混凝-臭氧氧化工艺中各影响因素对污