喷水织机污水处理新技术

1.工业废水的分类

由于工业废水生产过程、原料和产品的不同，而具有不同的性质和成分，一种废水往往含有多种成分。目前工业废水的分类方式主要有三种：第一种是按废水主要污染物的化学性质分类，分为含无机污染物为主的无机废水、含有工业废水机污染物为主的有机废水、兼含有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却水；第二种是按工业企业的产品和加工对象可分为造纸废水、纺织废水、制革废水等；第三种是按照按废水中所含污染物的主要成分可分为酸性废水、碱性废水、含酚类废水等。很显然，化纤长丝织造行业中喷水织机所产生的废水属于第二种里的纺织废水。

一般高浓度有机废水是指废水的CODCr（化学需氧量）大于2000mg／L的有机废水，而难降解有机废水是指废水中含有难降解的有机污染物。难降解有机物是指微生物不能降解，或在任何环境条件下不能以足够快的速度降解以阻止它在环境中积累的有机物。难降解有机物被微生物分解时速度很慢，分解不彻底，也包括某些有机物的代谢产物，这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。

按照有机物的化学结构和其特性，一般难降解有机物可分为以下几类：代脂肪烃、氯代化合物、单环芳香化合物、酚类、多环芳香烃、有机磷杀虫剂、氨基甲酸酯杀虫剂等。目前，常用生化需氧量（生化耗氧量）BOD来说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。或者是以化学需氧量COD来表示化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。目前这两种方法都可以用来综合表示废水中有机污染物含量，是有机废水处理去除的主要指标。

喷水织机作为化纤长丝织造产业中主要的织造设备，所占的比重较大。由于织造工艺需要经丝上浆及化纤纺丝的过程中需要使用一定量的油剂，在喷水织机织造的过程中，引纬水流与经丝上溶解下来的浆料及油剂混合后形成织造废水，并与冲洗设备、车间等生产废水等共同组成长丝织造企业的废水。因此，废水中通常含有浆料、油类和有机类等杂质，偏酸性。废水污染物浓度通常为：COD：250～400mg／L、SS：150～250mg／L、油类：100～200mg／L、氨氮：1.0～1.5mg／L、色度：150～200倍、pH：4～6。

虽然喷水织机生产废水污染物的浓度并不算太高，但日益增加的环保压力迫使企业不得不采取措施对其进行处理。

2.废水的处理方法

化纤长丝织造中，喷水织机所产生的下机污水为轻度污染水，只含一些少量的化纤油剂、污渍和浆料，只需通过气浮和过滤处理后就能实现循环使用。喷水织造废水一般企业自行处理，或者纳入管网，由园区统一处理，不建议与印染废水混合处理，以便降低处理成本和难度，增加回用率。

国内外企业对喷水织造废水的治理主要采用物理化学法进行处理，如较为常见的絮凝沉淀法、次氯酸钠法等。新的处理方法有纳米曝气、催化氧化絮凝、陶瓷膜过滤、微米膜过滤、生物好氧—厌氧等方法。

目前推荐采用曝气机对喷水织机污水进行处理，需更新排放的污水，也需经预处理后达到排入园区污水管网的标准要求再排入污水管网进入园区污水处理站。

曝气机是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。设备整体性好，安装方便，运行费用与占地较省。

好氧—厌氧结合的处理方法采用厌氧微生物可以对难降解的有机物进行断链处理，将复杂的有机物转化为结构简单的小分子，提高污水的可生化性。该方法经济高效，剩余污泥少，且无二次污染，值得在行业内普及和推广。

（1）物理法光解处理技术。用光解的方法处理难生物降解或不能生物降解的有机化合物使其转化为可生物降解的有机化合物的工艺，尤其用催化光解和化学氧化及生物处理的联合工艺近几年发展很快，取得突破性成果并在工业上实施。

光解法具有安全、成本低、效率高的特点。它不产生有毒的副产品而且安全弹性大，是较好方法。如用光学氧化的方法处理焦化废水中不能生物降解的有毒物质，焦化废水在含有粉末催化剂的曝气中用紫外光辐射，可以100%有效地除去稠环芳烃等烃类、COD和色素。

含有毒金属络合（螯合）化合物在紫外光照射下以H2O2溶液进行氧化，可转化为无毒化合物。分散或溶解在废水中的有机污染物，它们通过在涂抹含有二氧化钛的锐钛矿细粉发生催化作用的同时，用紫外光辐射，可将这工业废水中的烃、醇、酸、酮、胺类、酸和卤代烃类氧化分解使其结构裂解转化为能生物降解物质。含二氧化钛的锐钛矿具有20～200m2／g的表面积，粒径为0.001～1.0μm时方可做催化剂用。溶于液体溶液中的不能生物降解的表面活性剂用加速电子束辐射后可达到生物降解。它可用于合成橡胶的废水处理。

（2）物化法处理技术。物化法处理主要有吸附法、萃取法等。

①吸附法主要采用交换吸附、物理吸附或化学吸附等方式，将污染物从废水吸附到吸附剂上，达到去除的目的。吸附效果受到吸附剂结构、性质和污染物的结构和性质以及操作工艺等因素的影响，常用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维、硅藻土等。该法的优点是设备投资少、处理效果好、占地面积小。但由于吸附剂的吸附容量有限，吸附后的再生往往能耗很大，废弃后排放易造成二次污染，这些因素限制了该方法的实际应用。

②萃取法是利用与水互不相溶，但对污染物的溶解能力较强的溶剂，将其与废水充分混合接触，大部分的污染物便转移至溶剂相，分离废水和溶剂，使废水得到净化。分离溶剂与污染物，溶剂可以循环利用，使废物中有用物质得到回收，还可变废为宝。

（3）化学氧化法处理技术。化学氧化处理废水技术常用于生物处理的前处理，一般是在催化剂的作用下，用化学氧化剂处理有机废水以提高废水可生化性，或直接氧化降解废水中有机物使之稳定化。

（4）生物法。废水生物法处理是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。其主要特征是应用微生物特别是细菌，并在为充分发挥微生物的作用而专门设计的生化反应器中，将废水中的污染物转化为微生物细胞以及简单的无机物。按照生物法对工业废水进行处理的方式基本上为两大类：好氧生物技术和厌氧生物技术两种。(www.xing528.com)

好氧生物技术是指在有氧条件下，污水中的有机物在好氧性微生物的作用下，一部分被菌体吸收利用，另一部分被彻底分解为CO2、NH3、无机磷等无机物，从而达到污水净化的目的。

厌氧生物技术是指在严格无氧条件下，在厌氧性微生物或兼性微生物作用下，将废水中的有机物分解成CH4、H2、H2S、CO、CO2和NH3等物质的过程。

（5）生物法降解工艺——活性污泥法。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。作为近几年废水处理的主要方法之一，该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。废水与活性污泥（微生物）混合搅拌并曝气，利用有机污染物分解的方式处理生活污水和工业废水，它能从污水中去除溶解的或胶体的可生物降解有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时无机盐类也能部分地被去除。

活性污泥法衍生出了多种多样的工艺流程并广泛应用于城市生活污水和工业废水的净化：AB法、SBR法、氧化沟、普通曝气法、A／A／O法、A／O法等，现阶段已在含铬废水、含酚废水、含油废水、染料废水、饮料废水、焦化废水、制革废水和造纸废水等工业废水处理中大量使用。例如，目前利用活性污泥法处理含酚废水时，污泥沉降性能及生理活性良好，COD降解效果较好86%。另外，在曝气方式上也取得了较大改进，如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气，采用微气泡扩散器等，这些都增大了氧转移率、提高了氧的利用率使曝气池中氧的浓度增加。

活性污泥法的基本流程大致如图3-1所示：典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。

图3-1　活性污泥法基本流程

污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。

第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。

经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物在很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中来。

（6）生物法降解工艺——生物膜法。废水的生物膜处理法是一类与活性污泥法并列迅速发展的废水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。

废水与生物膜接触，其中的有机物作为营养物质，为生物膜上的微生物所摄取，废水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。除普通生物滤池外，相继涌现出生物接触氧化池，生物转盘和生物流化床等一批新技术，并正由单一反应器向复合反应器发展。

3.污水处理主要设备

（1）离心机。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

（2）污泥脱水机。污泥脱水机特点是可自动控制运行，连续生产，无级调速，对多种污泥适用，适用于给水排水，造纸，铸造，皮革，纺织，化工等多种行业的污泥脱水。

（3）曝气机。曝气机是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。本设备整体性好，安装方便，节省运行费用与占地面积。

（4）微滤机。微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内，以径向辐射状经筛网流出，水中杂质（细小的悬浮物、纤维、纸浆等）即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时，被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时，转鼓2／5的直径部分露出水面，转数为1～4r／min，滤网过滤速度可采用30～120m／h，冲洗水压力49.05～147.15kPa（0.5～1.5kgf／cm2），冲洗水量为生产水量的0.5%～1.0%，用于水库水处理时，除藻效率达40%～70%，除浮游生物效率达97%～100%。微滤机占地面积小，生产能力大（250～36000m3／d），操作管理方便，已成功地应用于给水及废水处理。

（5）气浮机。气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化工、酿造、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。

按溶气方式分为：充气气浮机、溶气气浮机和电解气浮机。其原理是将难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效混合（产生微细气泡粒径20～50μm）。以微小气泡作为载体，黏附水中的杂质颗粒，颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分离，达到固液分离的目的。