賈慧婕
(河南極科環(huán)保工程有限公司,河南 鄭州 450000)
印染生產(chǎn)中會產(chǎn)生較多的廢水,而且隨著多種原材料的應(yīng)用,廢水成分也呈現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性的特點,在處理工作中面臨的難度也在提升。環(huán)境影響評價工作可以針對印染項目對周圍環(huán)境的影響狀況進(jìn)行科學(xué)分析和評價,以得到可靠的評價報告,用于分析項目建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,從而可以采取有效的預(yù)防及控制措施,符合新時期社會可持續(xù)發(fā)展的要求。環(huán)境影響評價工作真正實現(xiàn)了事前、事中和事后控制的密切銜接,在提升污染治理水平的基礎(chǔ)上,提高了水資源的循環(huán)利用率,對印染企業(yè)成本控制的改善效果較好,為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)造了可靠保障。
在紡織工業(yè)中,印染廢水的產(chǎn)出環(huán)節(jié)較多,由于在傳統(tǒng)生產(chǎn)體系下對于環(huán)境保護(hù)工作的重視程度不高,因此會造成嚴(yán)重的污染問題。我國印染廢水每天的產(chǎn)出量達(dá)到上萬噸,其中含有大量的有機(jī)污染物,因此處理難度相對更高。如果直接排放到湖泊和河流當(dāng)中,會對農(nóng)業(yè)灌溉和人們的飲水安全造成威脅,長此以往會引發(fā)人類的各類疾病。染色工藝、印花工藝和整理工藝等是印染生產(chǎn)中的主要工藝,不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水量和污染物成分也有一定的差異。近年來,我國的紡織行業(yè)獲得了長足發(fā)展,加工工藝和纖維原料類型、產(chǎn)品類型等都更具多樣化特點,這也導(dǎo)致印染廢水呈現(xiàn)出復(fù)雜性的特征,隨著時間的推移,其性質(zhì)也會出現(xiàn)改變[1]。漂白處理、燒毛處理和煮煉處理等是印染工藝中的預(yù)處理措施,這些工藝會產(chǎn)生較多的染色廢水和漂白廢水、絲光廢水等。此外,在后處理環(huán)節(jié)和水洗環(huán)節(jié)、脫水環(huán)節(jié)等,也會產(chǎn)生不同種類的廢水。印染廢水產(chǎn)生途徑如圖1所示。
圖1 印染廢水產(chǎn)生的途徑
1.2.1 廢水的有機(jī)物含量和色度高
有機(jī)物在印染廢水中十分常見,包括人工合成有機(jī)物和天然有機(jī)物等,其處理難度較大。染料是印染工藝中必不可少的材料,其加大了印染廢水的色度,甚至增長到幾萬倍以上[2]。此外,漿料和助劑等的應(yīng)用量也在逐漸增長,因而有機(jī)污染物的可生化性受到影響,采用傳統(tǒng)工藝手段往往難以有效去除其中的有機(jī)污染物,相關(guān)人員必須要在實踐中不斷改進(jìn)和創(chuàng)新處理技術(shù)和設(shè)備。
1.2.2 水質(zhì)變化性強(qiáng)
印染廢水的特點不僅會受到織物類型和染料類型的影響,也與生產(chǎn)工藝息息相關(guān)。不同工藝產(chǎn)生的印染廢水水質(zhì)存在較大的變化性,這也給廢水處理工作造成困擾。比如印染廢水中COD的含量相對較高,一般在2 060~3 000 mg/L左右,BOD和COD的比值在0.2以內(nèi)。
1.2.3 pH值的穩(wěn)定性差
纖維織物類型決定了生產(chǎn)工藝的差異性,因此需要控制的酸堿環(huán)境也有所不同,不同環(huán)節(jié)排出的廢水,其pH值的差異十分顯著。比如在制造棉及其混紡織物的過程中,對于堿的需求量較大,因此在該環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水pH值相對更高。
1.2.4 溫度變化大
控制穩(wěn)定的高溫條件,是開展印染生產(chǎn)的關(guān)鍵,因此也會導(dǎo)致各個環(huán)節(jié)的廢水溫度較高,隨著時間的推移,其溫差也會出現(xiàn)較大的改變。此外,在不同織物的生產(chǎn)過程中都會涉及染色工藝,對于用水量和溫度的要求存在差異,這也導(dǎo)致了廢水溫度變化范圍增大,而且廢水量也有所不同。
2.1.1 絮凝沉淀法
絮凝沉淀法是處理印染廢水的常用方法,該方法借助助凝劑和絮凝劑的作用,提高膠體的碰撞和聚集效果,當(dāng)出現(xiàn)較多的絮狀顆粒時就能夠?qū)ζ渲械奈廴疚飳嵤┘刑幚?。在?yīng)用該工藝時,斜管沉淀池、平流沉淀池、豎流沉淀池和輻流沉淀池等設(shè)施的應(yīng)用較為廣泛。通過生產(chǎn)實踐可以看出,絮凝沉淀法對于廢水中色度的去除作用十分顯著,去除率在60%~80%左右,CODCr的去除效果也較好,一般在40%~50%左右。通常情況下,為了改善絮凝處理的整體實效性,通常將該方法與A/O工藝融合應(yīng)用,可以保障處理過程的一體化,達(dá)到自動化處理的目的,符合當(dāng)前印染行業(yè)快速發(fā)展的需求。在該體系下,會用到格柵井、調(diào)節(jié)池、絮凝沉淀池、水解酸化池和接觸氧化池等設(shè)施,需要確保各類設(shè)施之間良好的配合效果,從而獲得良好的出水水質(zhì)。通過該系統(tǒng)處理的印染廢水,其水質(zhì)能夠達(dá)到《紡織印染工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級標(biāo)準(zhǔn)要求,可將CODCr含量控制在240 mg/L以內(nèi)。格柵井和調(diào)節(jié)池、絮凝沉淀池能夠起到預(yù)處理的作用,但要合理控制格柵井的柵條間距,一般在20 mm左右,可以起到良好的過濾作用,調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水的停留時間控制在8 h左右,而在絮凝沉淀池中則要控制在2.5 h左右[3]。印染廢水經(jīng)過處理后會產(chǎn)生較多污泥,需要對其進(jìn)行濃縮和干化處理,以滿足堆肥需求,防止造成嚴(yán)重的二次污染問題。
2.1.2 氣浮法
氣浮法處理印染廢水,可有效發(fā)揮微小氣泡的作用,對水體中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附,并從水體中分離出來,達(dá)到控制廢水中污染物濃度的目的。在應(yīng)用氣浮法時,可以采用超淺層氣浮和傳統(tǒng)溶氣氣浮,也可以采用CAF渦凹?xì)飧。瑢τ贑ODCr和色度的去除率分別為40%~50%和60%~80%。CAF渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)在實踐中得到了廣泛應(yīng)用,曝氣機(jī)可以提高微氣泡的數(shù)量,降低了對其他設(shè)備的依賴性,包括高壓泵、循環(huán)泵和釋放器等,因此便捷性較強(qiáng),對于工作人員的操作能力要求也不高,能夠達(dá)到自動化處理的目的。該系統(tǒng)的運行能耗也相對較低,因此呈現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性特點,節(jié)約成本40%~90%左右。在CAF渦凹?xì)飧∠到y(tǒng)中,微氣泡的產(chǎn)生速度也很快,因此極大提高了印染廢水的處理效率,SS的去除率能夠達(dá)到90%以上。在某印染項目中采用CAF渦凹?xì)飧∠到y(tǒng),原水的CODCr和BOD5、SS濃度分別為1 300 mg/L、400 mg/L和540 mg/L,經(jīng)過處理后的廢水濃度分別為61 mg/L、3.6 mg/L和37 mg/L,能夠滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。此外,應(yīng)用曝氣調(diào)節(jié)池可以保障水量的穩(wěn)定性,防止對系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊。
2.1.3 吸附法
利用吸附法處理印染廢水也十分普遍,可運用特定的吸附劑對水體中的污染物實施吸附與控制,使其長久停留在廢水表面,提高廢水處理效率。樹脂吸附劑、活性炭和硅藻土等是幾種常用的吸附劑類型。其中,活性炭吸附劑的使用效果較好,具有較大的孔隙率,微孔直徑更小,一般在2~50 nm左右,吸附作用更強(qiáng)。然而,單純利用活性炭通常難以達(dá)到廢水處理標(biāo)準(zhǔn),因此需要和其他工藝融合應(yīng)用。比如化學(xué)氧化法和活性炭吸附法融合處理的效果較強(qiáng),在應(yīng)用該工藝時,需要先對污染物進(jìn)行氧化處理,再利用活性炭進(jìn)行高效吸附,從而達(dá)到快速分離和凈化水體的目的。如果印染廢水中污染物的濃度較高,則可以先實施氧化再進(jìn)行吸附,如果污染物濃度較低,則可以先進(jìn)行吸附處理再實施氧化處理。在實踐工作中,活性炭可以和Fenton試劑融合應(yīng)用,色度去除效率可達(dá)到90%以上,保障了出水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[5]。此外,臭氧和活性炭結(jié)合也可以提高印染廢水的處理效率,不僅能夠發(fā)揮氧化和吸附作用,而且能夠起到良好的降解效果。污染物在臭氧的作用下可以快速絮凝和氧化,因而提高了活性炭的吸附能力,使活性炭的使用周期也更長,降低了不必要的損耗。在運用臭氧-活性炭處理工藝時,印染廢水中COD的去除率在85%左右,色度的去除率在97%左右。
2.1.4 過濾法
過濾法主要是控制水體中膠體物質(zhì)和微細(xì)顆粒的含量,也是去除廢水中污染物的有效方法,其設(shè)施設(shè)備包括膜過濾器和濾池等,尤其是在回用水深度處理中,過濾法的應(yīng)用相對較多。而單純采用過濾法無法達(dá)到預(yù)期處理要求,需要與混凝法和氣浮法等融合應(yīng)用。在采用多項工藝處理廢水時,會用到格柵、調(diào)節(jié)池、攪拌池、分離器和沉淀池、氣浮等。應(yīng)該確保整個系統(tǒng)的運行負(fù)荷達(dá)到生產(chǎn)要求,防止負(fù)荷過大造成處理成本上升的狀況,同時控制堿鋁和硫酸亞鐵的用量,避免造成不必要的資源浪費[6]。雖然攪拌器的應(yīng)用可以確保廢水和各類試劑良好的混合效果,但會對絮凝物產(chǎn)生影響,因此可以借助廢水在分離器上部流入混凝箱時的沖擊力實施攪拌,具有良好的經(jīng)濟(jì)性特點。
2.2.1 厭氧技術(shù)
生化處理技術(shù)可以有效去除印染廢水中的有機(jī)污染物,且處理效果更好,不會造成嚴(yán)重的二次污染,因此應(yīng)用范圍十分廣泛。其中,厭氧技術(shù)是生化處理的關(guān)鍵技術(shù),該技術(shù)主要是通過控制厭氧環(huán)境對有機(jī)污染物實施高效降解,充分發(fā)揮厭氧菌和兼性菌的作用,經(jīng)降解的有機(jī)污染物會產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等,不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,具有綠色環(huán)保的特點。厭氧處理過程主要涉及水解酸化反應(yīng)和甲烷發(fā)酵反應(yīng)兩個步驟,尤其是要加強(qiáng)對第一環(huán)節(jié)的嚴(yán)格控制,處理后可以提升廢水的可生化性,對CODCr的去除效果較好,去除率能夠達(dá)到40%左右,對于度的去除率也能夠達(dá)到70%左右。升流式厭氧污泥床法是實踐中的一種常用的厭氧處理技術(shù),需要保障反應(yīng)器具備良好的密閉條件,確保污泥中微生物的良好活性,在與廢水接觸過程中可以利用微生物對其中的污染物進(jìn)行降解處理,且處理能力更強(qiáng)。當(dāng)進(jìn)水中的COD濃度為400 mg/L時,運用升流式厭氧污泥床法可以將去除率提升到70%左右,而色度去除率可以達(dá)到90%,因此能夠達(dá)到相關(guān)排放要求。通常情況下,厭氧處理工藝也可以與好氧處理工藝融合應(yīng)用。但是,該技術(shù)也存在一定的局限性,水流會對污泥床造成一定的沖擊,長此以往會降低其使用性能[7]。厭氧生物膜法也屬于厭氧處理中的一種主要工藝,可以采用厭氧過濾床和厭氧膨脹床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤等對廢水中的污染物進(jìn)行處理,對COD和色度的去除率能夠達(dá)到50%和90%左右。
2.2.2 好氧技術(shù)
借助好氧微生物可以對印染廢水中的污染物實施降解處理,產(chǎn)生較多的二氧化碳和水等,不會污染環(huán)境,該方法主要包括接觸氧化法和活性污泥法等。其中,活性污泥法能夠起到良好的凝聚和吸附、沉淀等作用,具有便捷性特點,因此受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛歡迎。在采用該處理工藝時,需要設(shè)置曝氣池和二沉池、回流系統(tǒng)、污泥排放系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)等。其中,對于污泥和水分的分離處理可借助二沉池實現(xiàn),確保污泥濃度能夠達(dá)到處理要求。而應(yīng)用回流系統(tǒng),則可以確保整個系統(tǒng)處于良好的工況條件下。當(dāng)前活性污泥處理法的類型較多,包括延時曝氣技術(shù)和多點進(jìn)水技術(shù)等[8]。常規(guī)的活性污泥處理方法存在一定的局限性,因此可以采用漸降曝氣方式代替原有工藝,確保供氧量達(dá)到實際工作需求,避免出現(xiàn)資源浪費的問題。系統(tǒng)運行還會受到污泥負(fù)荷率的影響,只有不斷優(yōu)化該項參數(shù),才能降低系統(tǒng)運行的能耗,提高印染廢水的處理效率。
化學(xué)法、物化法和生化法等是常用的幾種廢水處理方法。其中,采用化學(xué)法能夠有效去除廢水中的COD,而且脫色效果也較好,但是該技術(shù)的缺陷也十分明顯,尤其是在處理親水性染料時的效率不高,而且成本較高。在采用物理化學(xué)法時,可以借助吸附、沉淀、絮凝和臭氧氧化等方式進(jìn)行處理,也可以發(fā)揮高壓脈沖電解法和離子交換法的作用,有效提高了印染廢水處理工作的效率,出水水質(zhì)也較高。但是,該技術(shù)也具有一定的局限性,尤其是前期的成本投入相對較高,而且適用性較差,在處理環(huán)節(jié)還會產(chǎn)生較多污泥,對后續(xù)處理工藝產(chǎn)生影響。生化法是當(dāng)前印染廢水處理中的常用方法,不僅能夠有效提升工作效率,而且系統(tǒng)的占地面積不大,能夠充分發(fā)揮生物降解的作用,且處理效果更徹底[9]。
在印染項目中會有較多的廢水產(chǎn)生,所以應(yīng)該在環(huán)境影響評價中做好針對性處理,以降低其對自然生態(tài)環(huán)境的威脅,促進(jìn)印染行業(yè)的綠色發(fā)展。印染廢水的有機(jī)物含量和色度高,而且呈現(xiàn)出較強(qiáng)的變化性,pH值穩(wěn)定性差,溫度變化大。在處理印染廢水時主要采用物化處理技術(shù)和生化處理技術(shù),前者主要包括絮凝沉淀法、氣浮法、吸附法、過濾法等,后者包括厭氧技術(shù)和好氧技術(shù)等。在實際應(yīng)用過程中,應(yīng)該結(jié)合不同處理技術(shù)及工藝特點制定合理的處理方案,以確保印染項目的順利推進(jìn),預(yù)防嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,同時提高水資源的利用率。