能否用聚合硫酸鐵去除印染廢水中的銻

印染工業(yè)一直以來是東部沿海地區(qū)的重要工業(yè)。在紡織品印染中，滌綸原料聚酯纖維合成時(shí)，對(duì)苯二甲酸與乙二醇合成需要使用含銻的催化劑，然而，在合成過程中，銻元素會(huì)以游離狀態(tài)均勻分散到聚酯纖維中，這些纖維進(jìn)入印染廠或者織造廠進(jìn)一步加工時(shí)，在退漿和堿減量工序中，游離的銻就會(huì)進(jìn)入到廢水中并沉積下來。如何去除沉積在印染廢水中的銻就成為印染企業(yè)需要重點(diǎn)解決的問題。

受限于技術(shù)、處理成本、管理等因素，工業(yè)廢水處理一直是水污染治理中的難點(diǎn)。我國(guó)工業(yè)廢水的排放量巨大，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水排入水體后，污染著地表水和地下水。

工業(yè)廢水出自眾多行業(yè)，如果按行業(yè)的產(chǎn)品加工對(duì)象分類，可分為冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、制革廢水、制藥廢水等。目前仍有企業(yè)存在處理不達(dá)標(biāo)甚至偷排的現(xiàn)象。今年出臺(tái)的“水十條”對(duì)工業(yè)廢水治理提出了明確要求，本文將針對(duì)不同行業(yè)廢水的問題和解決方案進(jìn)行報(bào)道。

印染工業(yè)一直以來是東部沿海地區(qū)的重要工業(yè)。在紡織品印染中，滌綸原料聚酯纖維合成時(shí)，對(duì)苯二甲酸與乙二醇合成需要使用含銻的催化劑，例如醋酸銻、乙二醇銻。它是目前高效和經(jīng)濟(jì)的催化劑，幾乎能夠幫助實(shí)現(xiàn)百分之百的轉(zhuǎn)化率。然而，在合成過程中，銻元素會(huì)以游離狀態(tài)均勻分散到聚酯纖維中，這些纖維進(jìn)入印染廠或者織造廠進(jìn)一步加工時(shí)，在退漿和堿減量工序中，游離的銻就會(huì)進(jìn)入到廢水中并沉積下來。 由于《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)要求金屬銻的限值指標(biāo)為100μg/L，而銻在印染、噴織廢水中層層累積之后，較終可能會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)的情況。由此，如何去除沉積在印染廢水中的銻就成為印染企業(yè)需要重點(diǎn)解決的問題。據(jù)了解，江蘇省蘇州市吳江區(qū)的兩家企業(yè)都發(fā)現(xiàn)在廢水中加入硫酸鐵對(duì)銻有很好的去除作用。

怎么去除銻效果較好?

綜合考慮COD、銻的去除率、出水色度、成本等因素，把高濃度的含銻廢水分離出來，進(jìn)行分質(zhì)處理，按照1.5‰~2‰的比例投加硫酸鐵。據(jù)了解，一般印染企業(yè)在處理印染廢水的時(shí)候，為了降低COD濃度，往往會(huì)添加聚合氯化鋁。這樣雖然能夠降低COD濃度，但是對(duì)銻的去除基本沒有效果。

蘇州市吳江區(qū)新達(dá)印染廠環(huán)?？崎L(zhǎng)姜興華說，“做實(shí)驗(yàn)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)含鐵的凈水劑對(duì)銻的去除效果比較明顯，就挨個(gè)試驗(yàn)含鐵的各種凈水劑，如三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鋁鐵，甚至還試過鐵炭微電解。較后綜合考慮COD、銻的去除率、出水色度、成本等因素，認(rèn)為聚合硫酸鐵是較好的選擇。”

據(jù)姜興華介紹，添加聚合硫酸鐵到印染廢水中，會(huì)水解產(chǎn)生礬花，經(jīng)過絮凝、吸附之后，銻就轉(zhuǎn)移到了污泥里，然后再通過對(duì)污泥進(jìn)行焚燒處置達(dá)到消除銻的目的。而且相對(duì)于聚合氯化鋁，聚合硫酸鐵去除COD的效率更高，可以比使用聚合氯化鋁降低10%~15%。

據(jù)了解，新達(dá)印染廠的印染廢水量約為4500噸/日，其中退漿和堿減量廢水約占10%。這些廢水含銻濃度較高，較高可以達(dá)到1000μg/L。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)之后，姜興華發(fā)現(xiàn)，把高濃度的含銻廢水分離出來，進(jìn)行分質(zhì)處理，按照1.5‰~2‰的比例投加硫酸鐵，去除效果較好。“現(xiàn)在新達(dá)印染廠的廢水經(jīng)過處理以后，COD都穩(wěn)定在50mg/L以下，銻含量低到14μg/L左右，可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放至外環(huán)境。”姜興華說。成功的含銻廢水處理經(jīng)驗(yàn)也引來不少企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒。據(jù)新達(dá)印染廠董事長(zhǎng)吳炳榮介紹，試驗(yàn)成功之后，先后有20多家印染廠派工作人員來學(xué)習(xí)“取經(jīng)”。“我們都把詳細(xì)的處理方案和他們分享，并且建議他們派工作人員來現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)操作方法。”他說。

添加聚合硫酸鐵是把“雙刃劍”

銻濃度降低到50μg/L以下，但是鐵離子很易污染反滲透膜而且無法清除，無獨(dú)有偶，相對(duì)于新達(dá)印染廠自行探索技術(shù)處理含銻印染廢水，同樣位于吳江的盛虹集團(tuán)有限公司則邀請(qǐng)了東華大學(xué)的專家教授，聯(lián)合吳江區(qū)環(huán)保部門研討、座談，一起尋找廢水處理方法。據(jù)悉，起初吳江區(qū)環(huán)保部門現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)桃源鎮(zhèn)有一家污水處理廠出水的銻含量特別低，了解后發(fā)現(xiàn)這家污水處理廠使用了硫酸鐵作為絮凝劑。聽說這一情況后，盛虹集團(tuán)有限公司檢測(cè)中心的工作人員便開始用硫酸鐵對(duì)印染廢水進(jìn)行小試。

盛虹集團(tuán)有限公司印染設(shè)備部經(jīng)理張雪根說，“較多的時(shí)候我們一天取了200多個(gè)不同的水樣。這些水樣來自不同印染企業(yè)、采用不同工藝、含銻濃度也不同。我們每天安排12個(gè)工作人員不分白天黑夜地做試驗(yàn)，看投加多少硫酸鐵，銻的去除效果較佳。試到較后我們發(fā)現(xiàn)按照0.4‰的比例投加硫酸鐵，效果較好。”小試成功以后，工作人員又挑選了3家印染廠、1家污水處理廠預(yù)處理的印染廢水進(jìn)行大試，其中就有盛虹集團(tuán)印染五分廠。在印染五分廠，可以看到印染廢水預(yù)處理的流程圖。廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)過氣浮、一沉之后，進(jìn)入生化好氧池，而后經(jīng)過二沉、絮凝反應(yīng)、三沉，再進(jìn)入超濾池，經(jīng)過RO(反滲透膜)車間，較后處理后的廢水可以進(jìn)行回用。

“大試的時(shí)候我們把氣浮池的氯化鋁換成了硫酸鐵，再在絮凝反應(yīng)池投加硫酸鐵。處理后采樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，銻的濃度降低到了50μg/L以下。”張雪根說。然而，使用硫酸鐵做絮凝劑也存在問題。據(jù)了解，盛虹集團(tuán)有限公司的印染廢水有40%經(jīng)膜處理以后進(jìn)行中水回用，60%經(jīng)過預(yù)處理以后接入污水處理廠。大試以后，僅僅半年時(shí)間印染五分廠用于中水回用的反滲透膜就急劇衰減。

“正常情況下一套反滲透膜的使用時(shí)限是5年，我們請(qǐng)專家清洗膜的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，鐵離子污染了膜而且無法清除。先后換掉了26套膜，損失達(dá)800萬元左右?，F(xiàn)在只有接污水處理廠的那部分廢水會(huì)添加硫酸鐵去除銻，每天的水量大約有3.3萬噸。”張雪根說。另外，據(jù)了解，盛虹集團(tuán)有限公司試驗(yàn)成功以后，很快通過環(huán)保部門以及當(dāng)?shù)赜∪緟f(xié)會(huì)，向同行分享了處理方案。

處理成本、技術(shù)仍需探索

目前還沒有找到可以替代銻的催化劑，新達(dá)印染廠和盛虹集團(tuán)這兩家企業(yè)幾乎是同時(shí)“異曲同工”地找到了相同的試劑—硫酸鐵，成功解決了印染廢水銻超標(biāo)的問題。據(jù)悉，現(xiàn)在全國(guó)的印染企業(yè)都在使用這一方法處理印染廢水。雖然企業(yè)的生產(chǎn)成本因此上升，但是解決了含銻印染廢水的處理問題，企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人仍然感到欣慰。

據(jù)了解，新達(dá)印染廠印染廢水由于經(jīng)處理后直排外環(huán)境，處理費(fèi)用每噸增加了0.3元~0.5元。而對(duì)于排放到污水處理廠的廢水，污水處理廠則是對(duì)盛虹集團(tuán)有限公司的印染廢水每噸加收8分錢的處理費(fèi)用。對(duì)此，吳炳榮笑稱，“我們吳江的印染企業(yè)吃了些小虧，但是全國(guó)的印染同行都因此得了福利。”

江蘇省紡織工業(yè)協(xié)會(huì)高級(jí)工程師方志宏表示，從技術(shù)角度來看，銻還不完全具備工業(yè)化去除的條件，因?yàn)榇罅坑∪緩U水中才含有少量的銻，現(xiàn)在用硫酸鐵處理時(shí)，仍然有點(diǎn)像“大海撈針”。“還需要更多時(shí)間在技術(shù)上進(jìn)行探索。”同時(shí)，方志宏認(rèn)為，目前還沒有找到可以替代銻的催化劑，只要滌綸纖維還在生產(chǎn)，銻的產(chǎn)生就不可避免。“一方面要正視問題，尋找科學(xué)的辦法進(jìn)行解決，另一方面也要提高科學(xué)認(rèn)識(shí)，只要銻含量在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，就不必因噎廢食。”