印染废水深度处理多级臭氧催化氧化工艺

印染废水是典型的难处理工业废水之一，常规的物化/生化处理工艺只能实现处理出水达到二级排放标准，随着减排要求提升、排放标准提高对印染废水处理工艺升级提标减排处理一直是行业研究的重点。研究方向主要侧重于传统工艺的改进、新技术的研究与应用。

传统工艺改进主要针对物化处理效果提升的高效混凝剂研究与针对好氧生物工艺处理效果提升的厌氧-好氧组合工艺。新技术研究是主要对生物处理后的印染废水进行深度处理，它包括膜处理技术、高级氧化/催化氧化技术及不同工艺组合技术。膜处理技术包含微滤、超滤、纳滤、反渗透，微滤-超滤一般作为纳滤或反渗透前的预处理，纳滤与反渗透常于印染企业内中水回用，而由于膜处理技术高额投资与运行成本其应用受到很大限制。面对印染废水复杂性，高级氧化/催化氧化技术应用成为印染废水深度处理研究的新热点。高级氧化/催化氧化技术主要包括为O3及催化臭氧化、H2O2/UV、Fenton等。催化臭氧化技术研究关键核心是以提高•OH的产量及生成速度的催化剂及载体研究。本论文以绍兴某污水处理厂二级生化处理出水为研究对象，采用多级臭氧催化氧化法作为废水深度处理手段进行研究，详细分析了预处理混凝药剂投加量、臭氧投加量及臭氧催化剂双氧水投加量对出水COD值影响。

1、试验工艺流程

本试验工艺路线见图1。

如图1所示，以绍兴某印染厂二级生化处理出水为该进水，经气浮预处理后，进入一级臭氧催化氧化，后入生物炭滤池进一步处理，最后再经二级臭氧催化氧化，达到最终出水主要指标COD值小于60mg/L目标。

臭氧催化剂主要采用含量为30%的双氧水。其中气浮预处理采用聚合硫酸铁(PSF)及聚丙烯酷胺(PAM)作为后物化预处理混凝药剂，处理进水中的有机悬浮物，降低COD值，提高后续臭氧利用率及COD降解效率。

2、结果与讨论

在前期运行调试稳定后，运行时间为6月1日-7月4日该阶段生化出水COD值逐步提高，均值达到201mg/L，且水中悬浮物SS开始增加。对此在气浮池加入1600mg/LPSF及4mg/LPAM进行适当的预处理同时1#臭氧及2#臭氧反应柱的投加量分别为40mg/L及30mg/L；双氧水作为催化剂在1#投加20mg/L，1#投加10mg/L，该阶段总体运行出水COD汇总情况见表1、2与图2。

(1)从上述图表可得，该阶段COD平均值为201mg/L，气浮预处理平均去除率为32.6%(平均△COD66mg/L)，即经过PSF和PAM混凝应后出水基本定保证后面多级臭氧催化氧化效率；一级臭氧-BAC整体平均去除率44.4%(平均△COD60mg/L)；二级臭氧平均去除率达28.8%(平均△COD21mg/L)，整个工艺总平均去除率为73.1%，两级臭氧系统的COD去除率及总去除率相对较好:最终出水COD平均值54mg/L，平均△COD(绝对去除值)147mg/L，即二级臭氧出水可以满足设计排放标准(≤60mg/L)中COD指标要求满足最终出水要求。

(2)由图2每日运行趋势图可以看出，7月2日进水恶化严重，COD值达到228mg/L，经预处理后COD降为145mg/L，而后经过两级臭氧催化氧化处理，最终出水为59mg/L，由此可见此系统具备良好的COD负荷抗冲击能力：同时由表可知虽然此阶段整体上一级臭氧-BAC系统的出水COD值可能高于80mg/L，但经过第二级臭氧催化氧化处理后，最终出水COD值基本可低于60mg/L，达到设计目标，即此多级臭氧催化氧化工艺系统具备良好的缓冲性能。

(3)有O/C比数据可知，在该稳定运行阶段，臭氧利用率较为理想，其中单独1#臭氧反应塔的O/C比为1.08，整体一级臭氧-BAC系统的O/C比达到0.67，臭氧利用率较好；同时二级臭氧O/C比为1.40，随着进水COD值的升高当臭氧投加量相对保持一定的情况下，中试系统的臭氧利用率提高，这结果和实验室小试的臭氧利用率结果一致。

3、结论

(1)由该多级臭氧催化氧化工艺中试试验可知，当该项目系统进水COD值小于230mg/L，在适当的预处理(絮凝沉淀)后经过多级臭氧催化氧化系统后，均能达到出水COD小于60mg/L的处理目标。

(2)由该多级臭氧催化氧化工艺稳定阶段的运行数据分析可知，一级臭氧-BAC系统的整体O/C比均小于1，即1mg/L的臭氧能去除进水中1mg/L以上的COD有机物即中试工艺系统具备较高的臭氧利用率。

(3)由该多级臭氧催化氧化中试调节阶段的数据分析可知，当进水水质恶化，如COD值升高水中含有大量悬浮物颗粒时，仅仅提高臭氧的投加量未能使出水达到预定目标，需同时增加预处理加药量，如增加预处理PSF投加量等，才能使出水继续达到设计目标；当然为尽快恢复该系统的处理能力，也可适当降低处理量或投加催化剂双氧水作为调节。（来源：绍兴柯桥江滨水处理有限公司）