染料厂污水处理工艺与设备

染料厂废水以“四高一低”为典型特征，即化学需氧量高（COD3000–30000mg/L）、色度高（500–5000倍）、盐度高（TDS5000–80000mg/L）、毒性高（含苯胺、联苯胺及重金属等），可生化性低（B/C＜0.2）。针对这一处理难点，目前行业已形成以“分质收集—物化预处理—强化生化—深度脱色除盐—资源化/零排放”为主线的成熟工艺路线，并在2024–2025年的工程项目中得到验证。本文将系统介绍当前主流的处理工艺、关键设备选型及运行要点，以期为客户提供清晰的污水处理解决方案。

一、主流染料厂污水处理工艺路线及适用范围

1.高浓度母液处理（COD＞20000mg/L，含盐5%–15%）

先通过“铁碳微电解芬顿”工艺破环断链，将可生化性（B/C）由0.1提升至0.35，同时去除40%–60%的COD；随后采用xyu蒸发析盐，回收纯度≥92%的NaCl或Na₂SO₄，实现盐的资源化；蒸发冷凝液并入后续低浓度系统进一步处理，残液干化后安全处置。

2.中低浓度综合废水处理（COD1000–8000mg/L，盐＜5000mg/L）

流程依次为：混凝气浮去除悬浮物与胶体；厌氧（UASB或IC）降解大部分有机物并产沼气；好氧（MBBR或A/OMBR）进一步去除COD与悬浮物；臭氧催化氧化（CatO₃）联合曝气生物滤池（BAF）进行深度脱色；最终通过反渗透（RO）实现水质回用。该组合可实现出水COD＜80mg/L、色度＜30倍，产水可回用于生产。

3.高盐高色度尾水处理（TDS＞10000mg/L，色度＞500倍）

采用“纳滤（NF）分盐+RO浓缩+xyu结晶”工艺。纳滤有效截留染料分子，脱色率＞95%；RO产水回用，浓水进一步蒸发结晶，最终实现废水零排放，结晶盐按规范处置。

4.含重金属尾水处理

通过硫化钠或有机硫进行化学沉淀，使重金属浓度降至0.1mg/L以下，再经离子交换树脂精处理，确保出水达到《污水排入城镇下水道水质标准》A级要求。树脂再生废液返回前段芬顿系统处理，避免二次污染。

二、染料厂污水处理关键设备选型与运行参数

1.铁碳微电解塔：推荐碳钢衬塑材质，水力停留时间1.5h，pH控制于2–3，并配置曝气系统防止填料板结。

2.芬顿反应器：采用旋流式设计，反应时间40min，Fe²⁺/H₂O₂摩尔比按1:3投加，宜配套pH与ORP自动控制系统。

3.UASB反应器：适合颗粒污泥体系，容积负荷可达10kgCOD/(m³·d)，需设置三相分离器与外循环系统以防酸化。

4.MBR膜系统：常用PVDF中空纤维膜，设计膜通量12L/(m²·h)，运行MLSS维持在8000mg/L左右，可定期离线清洗。

5.臭氧催化氧化塔：一般设计为两段催化床，内置MnCe/Al₂O₃等催化剂，臭氧投加依靠液氧气源，尾气需吸收处理。

6.xyu蒸发器：材质建议选用2205双相钢，蒸发温度85℃左右，配套压缩机实现热能回收，吨水电耗约35kWh。

7.溶气气浮机：运行回流比30%，溶气压力0.45MPa，对含油废水去除率＞95%，可有效保护后续生化系统。

三、常见运行问题与解决对策

1.铁碳填料板结：采用环流气搅拌配合每月反冲洗，可保持系统长期稳定运行。

2.臭氧逸散：尾气接入40℃热水吸收塔，使出口O₃浓度低于0.1ppm。

3.xyu结垢：进水须软化至Ca²⁺≤50mg/L，并搭配在线胶球清洗，延长运行周期。

4.色度反弹：在BAF出水后投加1–2ppm次氯酸钠，可抑制染料再次聚合。

5.膜污染控制：MBR采用间歇抽吸（如运行8min，停止2min），RO段投加无磷阻垢剂，可延长清洗周期30%以上。

四、投资与运行成本参考

1.投资成本：以吨水处理能力计，预处理与生化单元约2500–3000元；增加膜与深度氧化单元约4000–5000元；包含蒸发结晶的零排放系统则在8000–10000元。

2.运行费用：仅达标排放约4–6元/吨；实现回用水质约6–8元/吨；零排放系统约12–15元/吨。通过盐副产品外售，可抵消部分运行成本。

3.占地面积：生化为主工艺约0.4–0.6m²/(m³·d)；含深度处理单元约0.6–0.8m²/(m³·d)；包含蒸发结晶的系统需1.0–1.2m²/(m³·d)。

当前染料厂污水处理已形成以“铁碳芬顿预处理—厌氧好氧生化—臭氧催化脱色—膜法脱盐—蒸发结晶”为核心的技术体系。该组合工艺成熟可靠，兼具污染物高效去除与资源回收价值，模块化设计可使项目在3–4个月内投运。通过优化运行，多数项目可将吨水处理成本控制在6–8元，实现回用率70%以上，并副产工业盐创造额外收益，最终达成环境效益与经济效益的统一。