脉冲水解酸化-Fenton氧化技术处理印染废水

随着纺织印染行业的发展，印染废水已成为主要的水污染来源之一。印染废水具有排放量大、成分复杂、色度高、可生化性差的特点，且大多数染料及其代谢中间体具有致突变性、致癌性等毒性。目前，印染废水的处理工艺有多种，包括采用氧化法的生化处理，包括气浮、活性炭吸附、氧化脱色、混凝沉淀等物理化学处理。，而且种类繁多。现实中，大多数处理工艺都存在一些缺点，有的抗冲击能力弱，运行不稳定，有的难以达到设计要求，有的成本过高，企业难以承受。脉冲水解酸化-Fenton氧化技术可以将印染废水中的有毒难降解物质分解成无毒易降解的小分子，提高系统的可生化性，降低废水的色度，因此被广泛应用于印染废水处理。

1.印染废水的来源及特点

印染废水主要来源于印染的前处理、染色、印花和后整理四个工序。前处理阶段(包括烧毛、退浆、煮练、漂白和丝光)排放退浆废水、煮练废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排放印染废水、印花废水和皂液废水，后整理工序排放整理废水。印染废水是上述几种废水的混合废水，或者是除漂白废水以外的综合废水。

不同的印染工艺阶段产生不同特性的印染废水。即使是同一个阶段，不同的产品，废水的水质也相差很大。一般来说，纺织印染废水具有水量大、污染物浓度高、成分复杂、COD、BOD、SS和色度高、可生化性差、成分复杂、处理难度大等特点。

2.脉冲水解酸化工艺

2.1高效脉冲配水

由于印染废水中含有一些难降解物质，且进水负荷高，水质水量变化大，因此需要使用抗冲击负荷能力强、技术条件成熟、运行稳定可靠的脉冲水解酸化反应器。根据水流状态的要求和目前各种布水器的特点，采用高效节能、运行可靠的自动高效脉冲布水器。主管中的空气被虹吸管中快速流动的水带走，使主管中形成一定程度的真空。在管道内外大气压力的作用下，容器内的水进入主管道，排入水池。由于水流很快，布水可以在短时间内完成，达到脉冲效果，搅动池底的污泥，使池内的废水、填料和污泥在流化状态下连续充分混合，水解酸化菌与废水中的有机物充分接触反应。该布水器结构简单，不需要复杂的设备，吸气和布水全过程由水力自动完成，便于维护和管理。能耗低，效率高，除提升来水外无需其他动力；布水均匀，水力搅拌效果好；使用寿命长等特点。

表1比较了两种常见的配水方法，脉冲配水和潜水搅拌。无论是从保证处理效果的角度，还是从运行成本的角度，冲洗布水都有一定的优势。

2.2脉冲水解酸化的机理和特点

酸化过程可分为水解阶段和酸化阶段。在脉冲水解酸化反应器的水解酸化过程中，废水中的有机物会在大量微生物的共同作用下降解为小分子有机物，小分子有机物会被酸化菌转化为乙酸、氢气、二氧化碳和新的细胞物质。产甲烷菌会将乙酸转化为甲烷，以获得足够的能量。在这个过程中，不同的微生物相互作用，相互制约，形成一个复杂的生态系统。废水中的有机物在这个过程中被降解。

脉冲水解酸化反应器主体采用钢筋混凝土或钢结构，一般高度为6~9.0m，结构简单，易于施工。系统中有高效节能的搅拌和上游驱动力，脉冲布水只消耗部分势能。利用真空虹吸原理，废水在短时间内分布到池内，从而达到脉冲效应，搅动池底高浓度污泥，使池内泥水充分混合，水解酸化菌与废水中的有机物充分接触。独特的脉冲效应有利于颗粒污泥的代谢和形成。

3.芬顿氧化技术

工业废水生化处理后的出水污染物基本上是难生物降解的可溶性有机物。一般的物化投加很难通过混凝沉淀有效去除这些污染物。然而，臭氧氧化、活性炭吸附和膜分离技术由于技术设备不成熟，投资和运行成本高，难以应用于大容量废水的深度处理。芬顿氧化技术为此提供了一种简单高效的途径，使废水稳定达标排放成为可能。

芬顿氧化技术的反应原理是在废水中加入芬顿试剂。芬顿试剂是由H2O2和亚铁化合物按一定的浓度比组成的。H2O2在Fe2+的催化下分解产生OH(羟基自由基，一种非常活泼的基团)。废水中难被厌氧和好氧微生物降解的有机物，通过电子转移的方式直接氧化为二氧化碳和水，Fe2+氧化为Fe3+产生混凝沉淀，从而实现作为强氧化剂，芬顿试剂具有活性高、反应速度快、反应条件温和、适用范围广的特点。在难降解污染物的处理中具有良好的降解效率和广泛的应用范围，不仅可以提高废水的可生化性，还可以在处理系统的末端进行深度处理，使排放的废水水质达到排放要求。

4.脉冲水解酸化-Fenton氧化在印染废水中的应用

某混合印染废水进水COD浓度为550mg/L，色度为260倍。根据印染废水的进水特性和出水排放标准，并参考国内同类污水处理厂成熟成功的运行经验，废水处理工艺采用预处理-生化处理-深度处理的组合处理工艺。预处理后的混合废水进入水解酸化好氧处理过程，然后进入芬顿反应器。在芬顿反应器中，利用强氧化剂的氧化作用去除大部分COD和色度。处理后COD排放浓度低于50mg/L，色度低于30倍。

5.结论

采用脉冲水解酸化-Fenton氧化工艺处理印染混合废水。系统运行稳定，出水水质好，处理效果很好。脉冲水解酸化利用兼性和水解酸化菌的综合作用提高印染混合废水的可生化性，较长的水力停留时间可以降解废水中大部分难降解有机物。芬顿的氧化反应设备简单，操作条件容易控制，氧化能力强，无二次污染。水解酸化后的出水进一步处理，最终出水可达到排放标准。(来源:辽宁省环境监测实验中心、东北大学冶金资源循环科学辽宁重点实验室、沈阳泽尔检测服务有限公司)

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