清點印染廢水處理工藝。
一、印染廢水的水質取決于所用纖維種類和加工工藝,其污染物組成有很大差異。印花和染色工藝的排水狀況一般如下:
1.退漿廢水:水量小,但污染物濃度較高,包括各種漿料、漿液分解物、纖維屑、淀粉堿和助劑。污水呈堿性,pH值在12左右。以淀粉(棉布等)為主要漿料的漿液,其COD、BOD值高、生化性好的漿液上漿廢水(PVA)主要上漿廢水,COD高,BOD低,廢水生化性差。
2.煮水:含有纖維素、果酸、蠟質、油脂、堿、表面活性劑、氮化物等的水,強堿廢水,水溫高、棕色。
3.漂白廢水:水量大,但污染小。漂白中有殘留物,少量醋酸,草酸,硫代硫酸鈉等。
4.絲網(wǎng)廢水:含高堿量的NaOH在3%~5%之間,許多印染廠通過蒸發(fā)和濃縮回收NaOH,絲網(wǎng)廢水一般很少排出,經(jīng)過技術多次重復使用,最終排出的廢水仍是強堿性,BOD,COD都很高。
5.染色廢水:水的數(shù)量大,水質隨所用原料的不同而不同,其中含有漿料、染料、助劑、表面活性劑等,一般呈強堿性,色度高,COD遠高于BOD,生化性差。
6.印刷廢水:大量的水,除印刷過程中的廢水外,還包括印刷肥皂洗、水洗廢水,污染物的濃度高,其中包括漿料、染料、助劑、BOD、COD高。
7.整理廢水:水的含量很少,包括纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。
8.堿減量廢水:聚酯模擬堿減量工藝,主要含有對苯二甲酸、乙二醇等的聚酯水解物,其中苯二甲酸含量為75%。堿減廢水不僅pH值較高(一般>12),而且有機物濃度較高,堿減工序廢水CODCr高達9萬mg/L,大分子有機物和染料難降解為生物,該廢水高濃度難于降解。
本文首先從物理學法、化學法、生物法三個方面綜述印染廢水處理的現(xiàn)狀及研究現(xiàn)狀。
二,物理法-吸附法。
吸附法以物理處理最為常用,它把活性炭、粘土等多孔物質的粉末及微粒與廢水混合,使廢水通過顆粒狀物形成的濾床,將廢水中的污染物吸附到多孔物質的表面,或者進行過濾。
現(xiàn)在,國外主要采用活性炭吸附(多用于三級處理),這種方法在去除水中溶解性有機物質方面效果很好,但不能去除水中的膠體及疏水性染料,只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料有較好的吸附性能。
以SaitoT.等人為研究對象,活性炭吸附率、BOD去除率、COD去除率分別達到93%、92%、63%,活性炭吸附容量達500mgCOD/g炭,首先接觸污水后,吸附速率將加快。但在BOD5>200mg/L的廢水中使用這種方法是不經(jīng)濟的。
吸收處理所用的吸附劑有多種,工程中應考慮吸附劑對染料的選擇性,應根據(jù)廢水的水質選用吸附劑。結果表明,在pH=12條件下,以硅聚體(甲基氧)為吸附劑,陰離子染料去除率可達95%~100%。
研究表明,通過對高嶺土進行長鏈有機陽離子處理后,高嶺土可以有效地吸附出黃色直接染料。
另外,采用活性硅藻泥和煤渣處理傳統(tǒng)的印染工藝廢水,成本低,脫色效果好,缺點是產(chǎn)生的泥沙較多,難以進一步處理。
三、化學加工。
1.混凝法
凝析法和凝結氣浮法是主要的凝聚劑,所用的凝聚劑大多是鋁鹽和鐵鹽,其中堿式氯化鋁(PAC)的吸附性較好,硫酸亞鐵的價格最低。
近幾年來,國外出現(xiàn)了一大批采用聚合物凝集劑取代無機凝集劑的趨勢,而國內(nèi)由于價格原因而使用聚合物凝集劑的人較少。研究表明,弱陰離子性聚合物凝集劑應用最廣泛,與硫酸鋁配合使用可取得較好效果。
混凝工藝的主要優(yōu)點是工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資節(jié)省、占地面積小、疏水性染料脫色效率高、運行費用高、淤泥多、脫水困難、親水性染料處理效果差。
2.氧化法
臭氧法在國外得到了廣泛的應用,ZimaS.V.等人對印染廢水中臭氧的脫色數(shù)學模型進行了綜述。結果表明,臭氧用量為0.886gO3/g染料對淺棕染料廢水脫色率可達80%
試驗結果表明,連續(xù)運行所需要的臭氧量大于間歇運行要求,在反應器中設置隔板可降低臭氧用量16.7%。為此,可考慮采用臭氧氧化脫色工藝,在反應器中設置分批操作。
臭氧法對大多數(shù)染料都能很好地脫色,但對于非水溶性染料如硫化,還原劑,涂料等,脫色效果較差。根據(jù)國內(nèi)外的實踐和實踐表明,該脫色法雖然脫色效果好,但耗電大,難以大規(guī)模推廣。
光氧化工藝對印染廢水的脫色效果較好,但設備投資和能耗需進一步降低。
第三,生物處理方法。
1.厭氧-好氧生物炭接觸氧化法。
其主要設計參數(shù)為:HRT8~10h厭氧池:HRT3~5h好氧池:HRT6~8h生物炭池:HRT6~8h生物炭池HRT1~2h。
實驗及實際應用結果表明,在上述運行參數(shù)下,厭氧好氧生物炭流程CODCr為800~1000mg/L的印染廢水,處理結果完全符合國家排放標準,稍加處理后,可再利用,系統(tǒng)污泥趨于自重平衡。
現(xiàn)在很多廠家都采用這種工藝,最多運行5年以上,處理效果穩(wěn)定,且污泥未排出,厭氧池中污泥過多。
2.厭氧好氧生物轉盤。
在處理印染廢水時,將厭氧生物轉盤與好氧生物轉盤連接在一起,獲得較好效果。本工藝采用厭氧-好氧兩種工藝,各有污泥分離回流裝置,整個系統(tǒng)剩余剩余污泥全部回流至厭氧生物轉盤。一是增加生物量,減少整個水力停留時間,二是將多余量污泥消化至系統(tǒng)內(nèi)。
這一工藝同時具有固定生長和懸浮生長的特點。在轉盤上加入絮凝劑,可進一步提高COD的脫色和去除率。在COD、色度等方面的脫除率可達70%以上。
通過適當?shù)奈⒛Y劑,CODCr可提高色度去除15%~20%。在厭氧池中進一步增加懸浮物濃度,同時還可以提高脫色和COD去除率。然而,這種轉盤的金屬部分存在腐蝕現(xiàn)象,需要進一步研究解決。
3.堿減量廢水處理方法。
化學法堿減廢水處理的理論基礎是,當堿減廢水用酸中和值和pH值達到4~6時,對苯二甲酸進行分析,以去除苯二甲酸的廢水。用滌綸模擬絲紡印染廢水處理后的廢水,如精煉、印染等,綜合廢水的pH值通常低于11。
堿減廢水一般處理工藝為:堿減廢水→調整池→中和池→PE過濾器→出水與其它廢水混合,再進行生化處理。
采用化學法分析堿減量廢水的預處理工藝,采用生物法對高濃度聚酯模擬絲狀印染廢水,是一種行之有效的污水處理方法,是目前最主要的治理方法。
化學法堿減廢水處理效果較好,但仍存在一些問題。
(1)預處理工藝的pH值在4~6之間,而堿減水的pH值為12~14,降低pH值需要消耗一定數(shù)量的酸,從而增加運行費用,這是一個迫切需要解決的問題。
(2)預處理產(chǎn)生的對苯二甲酸白色粉末具有工業(yè)回收價值,但市場銷售尚待開拓。
四、結論與問題。
染料廢水是一種水量大、色度高、組成復雜的廢水,其水質變化范圍較大。對于城市排水系統(tǒng)、污水處理廠建設比較完善的城市,先在工廠對污水進行預處理,然后再集中處理達標排放。
對污水進行預處理后排出,可以改善污水水質,降低城市污水廠的處理負荷,并可對不同水質采用不同的預處理方法。
印染廢水最后處理中,有機物質的去除一般是生物法,對于難以生物降解的印染廢水,采用厭氧(水解)好氧聯(lián)合處理比較適宜,對于容易生物降解的印染廢水,可采用一段生物處理。
脫色,一般采用物理和化學方法。
隨著環(huán)保政策的日益嚴格,紡織印染行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。印染業(yè)已成為紡織業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,成為紡織業(yè)高質量發(fā)展的痛點。高效、低成本地解決紡織印染廢水問題已成為當務之急。從相關處理技術的現(xiàn)狀和行業(yè)發(fā)展的前瞻性研究趨勢來看,印染行業(yè)的綠色生態(tài)發(fā)展正成為一種趨勢。
紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業(yè)廢水之一,廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質、砂類物質、無機鹽等。用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法以及幾種工藝結合的處理方法,而廢水處理中的預處理主要是為了改善廢水水質,去除懸浮物及可直接沉降的雜質,調節(jié)廢水水質及水量、降低廢水溫度等,提高廢水處理的整體效果,確保整個處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此預處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。