林志雄,姚林芬
(廣東順易能源環(huán)保有限公司,廣東 惠州 516007)
我國(guó)印刷業(yè)可分為出版印刷、包裝印刷和其他印刷等,經(jīng)過多年的發(fā)展,印刷行業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,企業(yè)數(shù)量于2010年達(dá)到頂峰。在印刷生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生高色度的油墨廢水、顯影廢水、高濃度的沖刷沖板水及乳白色的膠水,這些廢水的主要特點(diǎn)是水量較小,廢水間歇性排放,水質(zhì)、水量隨時(shí)間變化較大,特別是油墨廢水、沖刷沖板水和漿膠廢水,所占比例大且高COD、高色度、難生物降解,并伴有刺激性氣味,但不含重金屬和其他毒性物質(zhì),直接排放,會(huì)造成很大的環(huán)境污染[1]。
現(xiàn)階段,我國(guó)印刷油墨廢水的處理主要采用化學(xué)混凝法、氧化法、生物處理法、電解、過濾-吸附法等,其處理成本高、效果差[2]。因此,尋求一種經(jīng)濟(jì)、有效的印刷油墨廢水處理工藝是當(dāng)今環(huán)保廢水處理研究中的一個(gè)重要方向。
印想科技公司生產(chǎn)廢水主要來源于制板、顯影、沖版和機(jī)械清洗等工序。廢水污染成分表現(xiàn)為CODCr、SS、NH3-N、色度等,其中CTP制版工序廢水年排放量約6 000 t,沖版工序廢水年排放量約0.5 t,潤(rùn)版工序年排放量約6 t。折合每天排放量約為2 t。本方案設(shè)計(jì)處理量為30 m3/d。
本工程采用最先進(jìn)工藝處理方法采用“酸析-化學(xué)氧化-混凝沉淀+A2O+SY-MBR+RO深度處理”組合工藝,經(jīng)系統(tǒng)處理后,65%水量回用于車間工序,廢水循環(huán)利用,節(jié)約水資源,35%水量實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到廣東省地方排放標(biāo)準(zhǔn)《水污染排放限值》(DB44/26-2001)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其原水水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
本工程擬先采用酸析、羥基氧化工藝對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制預(yù)處理,將大部分復(fù)雜有機(jī)分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成直鏈分子,再結(jié)合目前有效的生化處理工藝進(jìn)行優(yōu)化組合,使廢水處理后滿足工序用水要求,達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。
“酸析-化學(xué)氧化-混凝沉淀+A2O+SY-MBR+RO深度處理”工藝流程如圖1所示。
表1 原水水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)
圖1 工藝流程
2.2.1 廢水調(diào)節(jié)池
收集生產(chǎn)工序清洗廢水,對(duì)廢水進(jìn)行均質(zhì)均量,保障后續(xù)工藝穩(wěn)定處理的作用。
2.2.2 顯影廢水收集池
收集顯影響工序排放的顯影、油墨廢水。
2.2.3 預(yù)處理系統(tǒng)
顯影廢水被泵入預(yù)處理系統(tǒng),對(duì)高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理,去除大部分COD。顯影油墨廢水在酸性條件下(調(diào)節(jié)pH值在2~3),廢液中感光膜被析出,形成膠狀凝聚物,并在曝氣攪拌下慢慢結(jié)團(tuán)浮出,定期撈出浮渣。
2.2.4 pH調(diào)整池
經(jīng)預(yù)處理后的顯影油墨廢水與綜合廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié),控制pH值范圍4~5。
2.2.5 羥基氧化池-化學(xué)氧化
經(jīng)進(jìn)入羥基氧化池,所產(chǎn)生的羥基活性基團(tuán)對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行強(qiáng)制氧化,使復(fù)雜基團(tuán)、雙鍵分子斷裂成直鏈,環(huán)狀分子斷環(huán),使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,并達(dá)到降解大部分有機(jī)污染物的目的。
2.2.6 混凝反應(yīng)池
經(jīng)氧化后的污水進(jìn)入混凝沉淀池,投加PAC及堿劑進(jìn)行混凝反應(yīng),廢水pH值被調(diào)整為8~9,水中污染物同時(shí)形成大量細(xì)小顆粒,去除大部分懸浮物SS、不溶性CODCr及其他污染物。
2.2.7 絮凝反應(yīng)池
經(jīng)混凝處理后的廢水進(jìn)入絮凝反應(yīng)池,投加高分子PAM絮凝劑,利用其支鏈結(jié)構(gòu)將細(xì)小顆粒架橋、凝聚成大顆粒礬花,便于后續(xù)沉淀池中快速沉降。
2.2.8 沉淀池
廢水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離,上層清液進(jìn)入下級(jí)處理單元,沉淀池底部泥斗污泥定期排至污泥池。
2.2.9 中間水槽
沉淀池上層清液進(jìn)入中間水槽暫存,由提升泵泵入升流厭氧池。
2.2.10 升流厭氧池
物化預(yù)處理后的廢水經(jīng)脈沖布水器進(jìn)入升流厭氧池進(jìn)行厭氧生化處理。
2.2.11 缺氧池/好氧池(A/O)
經(jīng)厭氧反應(yīng)器處理后的廢水進(jìn)入缺氧/好氧(A/O)池進(jìn)行生物降解。
2.2.12 SY-MBR反應(yīng)器
經(jīng)A/O處理后的廢水進(jìn)入SY-MBR反應(yīng)器進(jìn)行深度好氧處理。廢水在反應(yīng)池中經(jīng)生物處理,進(jìn)一步完成對(duì)有機(jī)污染物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化后,利用微濾膜的高效分離作用完成污水的固液分離,從而達(dá)到廢水的最終凈化效果。
2.2.13 RO反滲透系統(tǒng)
經(jīng)SY-MBR處理后的廢水,部分回用至生產(chǎn)工序,剩余量則通過RO反滲透處理系統(tǒng)進(jìn)行深度處理,水質(zhì)完全穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
SY-MBR膜反應(yīng)器可以濾除細(xì)菌、病毒等有害微生物,在降低消毒費(fèi)用的同時(shí),擴(kuò)大了廢水回用的范圍;SY-MBR膜反應(yīng)器的高效截留作用,使生物菌群完全存活于反應(yīng)池內(nèi),實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間(HRt)和污泥齡(SRt)的完全分離,在提高生化效果的同時(shí)使系統(tǒng)的運(yùn)行控制靈活穩(wěn)定;SY-MBR膜反應(yīng)器的流程簡(jiǎn)單,易于集成,處理系統(tǒng)占地僅為傳統(tǒng)工藝的二分之一。系統(tǒng)運(yùn)行采用可編程控制器(PLC)控制,可有效降低人工強(qiáng)度和運(yùn)行費(fèi)用。
RO反滲透作為深度處理工藝技術(shù),是當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的分離技術(shù)。利用反滲透膜的分離特性,有效地去除水中的溶解鹽、膠體、有機(jī)物、細(xì)菌、微生物等,完全滿足水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放。
表2 主要污染物去除效率效果
主要污染物去除效率效果如表2所示。
采用酸析-化學(xué)氧化-混凝沉淀+A2O+SY-MBR+RO深度處理工藝處理包裝印刷廢水,經(jīng)系統(tǒng)處理后,65%水量回用于車間工序,節(jié)約水資源,35%水量實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,出水COD、SS、色度均優(yōu)于廣東省地方《水污染排放限值》(DB44/26-2001)第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行實(shí)踐表明,采用的工藝處理效果穩(wěn)定、耐沖擊,自動(dòng)化程度高,管理方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,是處理典型包裝印刷廢水較合理、有效的方案。