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印染废水水解工艺的比较【摘要】印染废水是印染行业的主要污染源之一，对环境造成严重影响。
针对印染废水的处理，目前主要采用传统生物处理工艺、高级氧化工艺、膜分离工艺、电化学处理工艺以及生物-高级氧化联合工艺等方法。
这些不同的处理工艺各有优缺点，其中传统生物处理工艺具有成本低、效果稳定等优点，但处理效率较低；高级氧化工艺处理效率高，但成本较高。
膜分离工艺具有分离效果好，但易堵塞；电化学处理工艺对颜料类废水处理效果较好，但设备维护成本高。
而生物-高级氧化联合工艺结合了两者的优点，处理效果较好。
选择适合印染废水特性的处理工艺至关重要。
结合不同工艺的特点，可以根据实际情况选择最优的处理方案，以期达到经济、高效、环保的废水处理效果。
【关键词】印染废水、水解工艺、比较、传统生物处理、高级氧化、膜分离、电化学处理、生物-高级氧化联合处理、结论1. 引言1.1 印染废水水解工艺的比较印染废水是印染行业生产过程中产生的含有有机物、色素和重金属等有毒有害物质的废水。
印染废水的处理是环保工作中的重要环节，而印染废水水解工艺就是其中的一种处理方法。
在印染废水的处理过程中，不同的处理工艺会有不同的效果和特点。
传统生物处理工艺是印染废水处理中较为常见的一种方法，通过利用微生物对有机物进行降解，达到净化废水的目的。
高级氧化工艺则是利用氧化剂将有机物氧化分解，达到去除有机物的效果。
膜分离工艺则是通过半透膜将废水分离，达到去除有机物和重金属的目的。
电化学处理工艺则是通过电解将有机物和重金属氧化，达到废水净化的效果。
生物-高级氧化联合工艺则是将生物处理和高级氧化工艺结合起来，提高废水处理效率。
通过比较不同的印染废水水解工艺，可以发现它们各自的优缺点以及适用场景，为印染废水的处理提供更多选择和参考。
2. 正文2.1 传统生物处理工艺传统生物处理工艺是印染废水处理的一种常见方法，通过利用微生物来降解有机物质，达到净化水质的目的。
传统生物处理工艺主要包括厌氧处理和好氧处理两种方式。
四种印染废水处理方法纺织工业进展重要拦阻之一是环保节能问题,环保的重要问题是废水处理,而约80%纺织废水来自于印染行业。
作为工业废水重要来源之一的纺织印染废水，其处理难度较大，不易处理，本文简要介绍四种印染废水处理方法，详见下文。
一、物理法（1）栅栏法：用于去除废水中纱头、布块等漂物和悬浮物。
重要有格栅和格网、筛网等。
（2）调整池：由于纺织印染废水水质水量变化大，必需设调整池，一般当废水量5000ffd时，调整池停留时间为4h；废水量2000t/d时，调整池停留时间为5h～6h；废水量小于1000ffd时，调整池停留时间为7h～8h。
（3）沉淀池：印染废水的悬浮粒小，故不经其它（如化学）预处理时，不宜直接进行沉淀处理，沉淀池又分平流式、竖流式和辐流式，其中前者应用多。
（4）过滤法：在印染废水中接受的过滤多是快滤池，即在重力作用下，水以6m/h12m/h的速度通过滤池完成过滤过程。
二、化学处理法（1）中和法：在印染废水中，该法只能调整废水pH值，不能去除废水中污染物，在用生物处理法时，应把握其进入生物处理设备前pH值在6—9之间。
（2）混凝法：用化学药剂使废水中大量染料、洗涤剂等微粒子结合成大粒子去除，印染废水处理中需用的混凝剂有碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸铝、明矾、三氯化铁等。
（3）气浮法：印染废水中含大量有机胶体微粒、呈乳状的各种油脂等，这些杂质经混凝形成的絮体颗粒小、重量轻、沉淀性能差，可接受气浮法将其分别；目前在印染废水整治中，气浮法有取代沉淀法的趋势，是印染废水的一种重要处理方法。
在印染废水中气浮处理重要接受加压溶气气浮法。
（4）电解法：该法脱色效果好，对直接染料、媒体染料、硫化染料、分散染料等印染废水，脱色率在90%以上，对酸性染料废水，脱色率在70%以上。
该法缺点：电耗及电材料耗量大，需直流电源，适宜于小量废水处理。
（5）吸附法：吸附法对印染废水的COD、BOB色去除特别有效，由于活性炭吸附投资较大，一般不优先考虑，近年来有泥煤、硅藻土、高岭土等活性多孔材料代替活性炭进行吸附的，对印染废水宜选用过滤孔发达的活性吸附材料。
[摘要]主要阐述了膜生物反应器的分类和工艺特点，介绍了国内外应用于印染废水处理的研究进展，讨论了膜生物反应器处理印染废水的不同工艺组合，最后对膜生物反应器应用于印染废水处理的前景进行了展望。
[关键词]膜生物反应器；印染废水；膜污染膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术．它用膜组件代替了传统活性污泥法中的二沉池[1]．具有出水水质好、操作运行简单、污泥产率低、占地面积小、传质效率高，可有效去除氨氮等优点。
自20世纪60年代美国首次将其运用于废水处理研究以来．MBR已广泛地应用于多个领域。
由给水处理扩展到了生活污水及许多工业废水的处理．被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高效水处理技术．得到了世界各国水处理技术研究者的广泛关注。
印染废水的处理一直是我国废水治理研究的重和难点．其主要特点为有机物成分复杂、难降解物质多、色度高、水质变化大等[2]。
现在主要采用物化处理加生化处理的方法对其进行处理．但效果不是十分理想。
膜生物反应器作为一种高效水处理技术，在难降解废水处理方面体现出了相当的优越性．在印染废水处理领域具有重要的研究和应用价值。
1 MBR简介1．1 MBR 分类MBR利用膜分离组件实现废水生物处理后污泥与水的分离，膜分离组件主要有微滤(MF)、超滤(UF)和纳滤(NF)三种[3] ，根据不同的需要可以进行相应的选择。
按照膜组件在生物反应器中所起的作用．MBR可分为三类：膜分离生物反应器、膜曝气生物反应器和萃取膜生物反应器。
在污水处理中，尤其是工业废水处理中主要使用的是膜分离生物反应器。
按照膜组件与生物反应器的组合位置．MBR可分为分置式MBR和一体式MBR两种，其中分置式有助于设备的清洗、更换、增设，但泵的高速旋转对某些菌种会产生失活作用：一体式不使用泵，可省掉循环用管路配置，但膜清洗较为困难，膜污染问题较难解决。
另外按照生物反应器是否需氧．MBR还可分为好氧MBR和厌氧MBR；按照生物反应器的形式还可分为膜循环生物反应器及中空纤维膜生物反应器。
两种膜生物反应器处理印染废水的比较
膜生物反应器由膜分离系统和生物反应器两部分组成，其中膜分离系统主要起截留作用，而生物反应器对水中有机污染物的去除起着决定性的作用，因而研究与膜系统匹配的生物反应器的类型、运行条件对提高膜生物反应器的处理效果和扩大其适用范围具有十分重要的意义。
作者着重研究了采用分离式膜生物反应器处理印染废水时生物反应器的类型选择及其对处理效果的影响，其中生物反应器采用两种不同流态的好氧生物接触氧化形式：一种是上流式接触氧化柱，内装自制的凹凸棒填料；另一种为接触氧化槽，内装弹性立体填料。
1 试验方法
在北京金羊毛纺厂废水处理车间进行试验，原水取自调节池，试验菌种取自气浮池。
采用的膜生物反应器系统如图1所示。
膜单元采用的中空纤维膜组件由中科膜技术中心提供。
接触氧化槽体积为0.124m3，内填有聚酰胺弹性软填料，定期监测接触氧化槽进、出水的COD，色度，浊度，SS和填料丝上的生物量并用电镜观察填料丝上生物膜的生长情况。
上流式接触氧化柱是直径为0.185m、
长为1.6m的有机玻璃柱，空柱体积为0.043m3，凹凸棒填料的间隙率为33%。
在上流式接触氧化柱启动前先进行吸附试验，即向柱中通入原水但不曝气，测定进、出水的COD，色度，浊度，SS并用电镜观察填料上生物膜的生长情况。
生物处理单元的运行条件见表1。
对COD、色度、浊度、SS采用标准方法进行测定，生物膜样品经戊二醛—锇酸固定、乙醇脱水，在临界点干燥、喷金后用扫描电镜观
察。
膜单元的运行条件：产水量为8～10L/h，反冲洗压力为0.1MPa，运行压力为0.15MPa，反冲洗周期为30min，反冲洗时间为10～15s。
2 结果与讨论
①表2、3是两类生物反应器与膜系统匹配对印染废水COD、色度平均处理结果的比较。
②从两种膜生物反应器对COD、色度、SS以及浊度的去除情况来看，生物单元出水随进水水质变化产生波动，而膜单元出水水质均较稳定。
③从SS去除情况可以看出，每隔264h左右接触氧化槽的处理效率会出现一个由最低到最高再回到最低的变化过程，同时由生物单元对COD的去除率变化也可看出这一趋势。
生物单元出水COD升高主要是由出水SS升高引起的，在COD去除率处于低值时出水SS达到最高值。
由于膜单元的截留作用使膜生物反应器对COD的总去除率基本稳定在80%以上。
COD去除率的周期变化与固定生物膜的生长周期密切相关，当COD处理效率处于上升阶段时填料丝上生物膜的氧及营养物的传质情况良好，此时生物膜生长速度超过了脱落速度，生物膜处于高活性状态，因而对废水中的污染物有较高的去除率，表现出COD 去除率上升。
随着细菌大量生长、膜厚增加，此时内层膜处于内源呼吸阶段，经过一定时间后内层的营养物耗尽，生物膜的完整性遭到破坏，同时产生的厌氧气体在内层把膜顶起，使生物膜发生大块脱落并露出新鲜的填料表面，完成了一个生物膜生长周期。
脱落的生物膜随水流从生物反应器排出，又被机械膜截留返回生物池。
接触氧化槽运行696h的填料丝电镜分析结果分别见图2、3。
图2所示为填料丝上的生物膜发生脱落的情形，此时填料丝上挂有两层膜，外层膜不均匀且松散，而内层膜紧密，其厚度为60～80μm。
由图2可知，在试验条件下当内膜厚度超过60～80μm时生物活性发生变化，生物膜脱落，此时生物反应器的处理效率最低。
由图3可见，在生物膜脱落后露出的填料丝表面上有少量新生细菌生长。
从试验结果来看，将超滤膜技术与固定生物膜法相结合的膜生物反应器系统达到了比较稳定的处理效果，而且整体处理效果不受生物单元周期变化的影响。
当生物膜处于脱落期时由于机械膜的截留作用使得脱落的菌胶团返回生物单元，这部分菌胶团吸附的COD、有色化合物等也被截留返回接触氧化槽，从而延长了这些污染物在反应器的实际停留时间，使出水水质保持稳定，但会出现接触氧化槽内色度累积升高的现象。
④在不曝气的情况下上流式接触氧化柱相当于只依靠吸附作用去除污染物。
上流式接触氧化柱在运行216h以后达到色度吸附饱和(可视为填料柱的吸附去除值)，而曝气后柱中生物量迅速增长。
采用有吸附作用的凹凸棒填料使被吸附有色化合物的停留时间延长，从而
提高了色度的去除率，但这类反应器易出现堵塞现象，运行936h的数据显示由于发生堵塞后气水混合冲洗造成出水COD、SS升高。
图4为运行500h填料表面的电镜照片，可以看出反应器内的生物相丰富且有原生动物生长。
3 结论
①接触氧化槽出水水质波动较大，但由于机械膜的截留作用使得脱落的菌胶团又返回生物单元，这部分菌胶团所吸附的COD、有色化合物等也被截留返回接触氧化槽，从而延长了这些污染物在反应器的实际停留时间，最终使出水水质保持稳定。
②上流式接触氧化柱在运行一定时间后易出现堵塞，但对印染废水可以达到较高的色度去除率。
③采用两种类型的接触氧化生物反应器与膜系统相连组成膜生物反应器用于处理实际印染废水，膜单元出水水质稳定，因而进行参数优化后可将膜生物反应器系统用于印染废水处理。
邻甲酚中试含酚废水处理研究
1 前言
邻甲酚是一种重要的有机化工中间体，主要采用苯酚和甲醇为原料经气相催化甲基化合成［1］。
生产邻甲酚的废水含有酚和未被反应的甲醇，直接排放将严重污染环境。
国内外对含酚废水治理与回收提出并实施了多种处理方法［2，3］。
作者研究探索了蒸馏、N-503萃取剂萃取工艺。
结果表明，废水经处理后，酚去除率＞99.4%，醇的去除率可达98.8%。
2 试验部分
2.1 蒸馏脱甲醇
废水取样于邻甲酚中试生产，组成见表1。
由于废水中含有较高浓度的甲醇，采用内径?24 mm玻璃镀银塔，装填3×5 mm螺旋型的玻璃填料，塔板数为7，蒸馏。
待塔顶温度稳定后，开始恒采出。
当塔顶温度升至100℃左右时停止采出。
馏出物甲醇和酚可重新返回反应系统套用。
结果表明：采用蒸馏可脱去废水中绝大部分甲醇(98.8%)和少量的酚类化合物。
表1 邻甲酚废水的主要成分(mg.l-1)
2.2 萃取工艺条件
对蒸馏脱除甲醇后的含酚废水在常温下采用N-503萃取剂萃取脱酚。
4-氨基安替吡啉直接比色法测定水相中的酚含量。
试验结果见表2～6。
表2 N-503∶水的配比对废水酚去除率的影响
注：废水萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶煤油=4∶6，接触时间20 min
表3 N-503∶煤油的配比对废水酚去除率的影响
注：废水萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶水=1∶10，接触时间20 min
表4 不同酚含量的废水对废水酚去除率的影响
注：N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，接触时间20 min 表5 萃取级数对废水酚去除率的影响
注：N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，废水萃取前的含酚量9170 mg.l-1，接触时间20 min
表6 接触时间对废水酚去除率的影响
注：萃取前的含酚量9170 mg.l-1，N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10
以上试验结果表明：当接触时间＞5 min、N-503∶煤油=4∶6、N-503∶水=1∶10，萃取的级数1级，废水酚去除率＞96%；萃取级数2级，废水中的酚去除率可达99.4%。
2.3 反萃取的工艺条件考察
萃取后的含酚有机相用氢氧化钠溶液反萃取，酚以酚钠的形式进入水相，油相再用于萃取，含酚有机相中酚含量24.4 mg.l-1。
反萃取条件试验结果见表7～10。
表7 氢氧化钠浓度对反萃效果的影响
注：反萃温度30℃，接触时间20 min，碱∶油(V/V)=1∶1
表8 碱油比对反萃效果的影响
注：反萃温度30℃，接触时间20 min，10%氢氧化钠溶液
表9 温度对反萃效果的影响
注：碱油比=1∶1，接触时间20 min，10%氢氧化钠溶液
表10 接触时间对反萃效果的影响
注：反萃温度30℃，碱油比=1∶1，10%氢氧化钠溶液
从上述试验可知：在氢氧化钠的浓度为10%(Wt)、反萃取温度50℃、碱油比=1∶1、接触时间为20 min的条件下，有机相除酚率＞98%，升高温度、增加接触时间，有利于有机相中酚的去除。
3 结论
(1)邻甲酚中试生产废水经蒸馏，甲醇的脱除率达98.8%。
(2)脱去甲醇后的含酚废水用N-503萃取剂萃取，接触时间＞5
min，N-503∶煤油=4∶6，N-503∶水=1∶10，萃取级数为一级时除酚率96.6%，为二级时除酚率达99.4%。
(3)萃取后的废水需进一步处理才能达到国家排放标准。
