清點(diǎn)印染廢水處理工藝。
一、印染廢水的水質(zhì)取決于所用纖維種類(lèi)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(zhì)、油脂、堿、表面活性劑、氮化物等的水,強(qiáng)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(guò)蒸發(fā)和濃縮回收NaOH,絲網(wǎng)廢水一般很少排出,經(jīng)過(guò)技術(shù)多次重復(fù)使用,最終排出的廢水仍是強(qiáng)堿性,BOD,COD都很高。
5.染色廢水:水的數(shù)量大,水質(zhì)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(qiáng)堿性,色度高,COD遠(yuǎn)高于BOD,生化性差。
6.印刷廢水:大量的水,除印刷過(guò)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(shù)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(duì)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(jī)物濃度較高,堿減工序廢水CODCr高達(dá)9萬(wàn)mg/L,大分子有機(jī)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(xué)法、化學(xué)法、生物法三個(gè)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(zhì)的粉末及微粒與廢水混合,使廢水通過(guò)顆粒狀物形成的濾床,將廢水中的污染物吸附到多孔物質(zhì)的表面,或者進(jìn)行過(guò)濾。
現(xiàn)在,國(guó)外主要采用活性炭吸附(多用于三級(jí)處理),這種方法在去除水中溶解性有機(jī)物質(zhì)方面效果很好,但不能去除水中的膠體及疏水性染料,只對(duì)陽(yáng)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(duì)象,活性炭吸附率、BOD去除率、COD去除率分別達(dá)到93%、92%、63%,活性炭吸附容量達(dá)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(jì)的。
吸收處理所用的吸附劑有多種,工程中應(yīng)考慮吸附劑對(duì)染料的選擇性,應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)選用吸附劑。結(jié)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(dá)95%~100%。
研究表明,通過(guò)對(duì)高嶺土進(jìn)行長(zhǎng)鏈有機(jī)陽(yáng)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(diǎn)是產(chǎn)生的泥沙較多,難以進(jìn)一步處理。
三、化學(xué)加工。
1.混凝法
凝析法和凝結(jié)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(jià)格最低。
近幾年來(lái),國(guó)外出現(xiàn)了一大批采用聚合物凝集劑取代無(wú)機(jī)凝集劑的趨勢(shì),而國(guó)內(nèi)由于價(jià)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(yīng)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(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單、操作管理方便、設(shè)備投資節(jié)省、占地面積小、疏水性染料脫色效率高、運(yùn)行費(fèi)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(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用,ZimaS.V.等人對(duì)印染廢水中臭氧的脫色數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了綜述。結(jié)果表明,臭氧用量為0.886gO3/g染料對(duì)淺棕染料廢水脫色率可達(dá)80%
試驗(yàn)結(jié)果表明,連續(xù)運(yùn)行所需要的臭氧量大于間歇運(yùn)行要求,在反應(yīng)器中設(shè)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(yīng)器中設(shè)置分批操作。
臭氧法對(duì)大多數(shù)染料都能很好地脫色,但對(duì)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(guó)內(nèi)外的實(shí)踐和實(shí)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(duì)印染廢水的脫色效果較好,但設(shè)備投資和能耗需進(jìn)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(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明,在上述運(yùn)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(jié)果完全符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),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(yùn)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(guò)多。
2.厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)。
在處理印染廢水時(shí),將厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)與好氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)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(gè)系統(tǒng)剩余剩余污泥全部回流至厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)。一是增加生物量,減少整個(gè)水力停留時(shí)間,二是將多余量污泥消化至系統(tǒng)內(nèi)。
這一工藝同時(shí)具有固定生長(zhǎng)和懸浮生長(zhǎng)的特點(diǎn)。在轉(zhuǎn)盤(pán)上加入絮凝劑,可進(jìn)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(dá)70%以上。
通過(guò)適當(dāng)?shù)奈⒛Y(jié)劑,CODCr可提高色度去除15%~20%。在厭氧池中進(jìn)一步增加懸浮物濃度,同時(shí)還可以提高脫色和COD去除率。然而,這種轉(zhuǎn)盤(pán)的金屬部分存在腐蝕現(xiàn)象,需要進(jìn)一步研究解決。
3.堿減量廢水處理方法。
化學(xué)法堿減廢水處理的理論基礎(chǔ)是,當(dāng)堿減廢水用酸中和值和pH值達(dá)到4~6時(shí),對(duì)苯二甲酸進(jìn)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(diào)整池→中和池→PE過(guò)濾器→出水與其它廢水混合,再進(jìn)行生化處理。
采用化學(xué)法分析堿減量廢水的預(yù)處理工藝,采用生物法對(duì)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(xué)法堿減廢水處理效果較好,但仍存在一些問(wèn)題。
(1)預(yù)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(yùn)行費(fèi)用,這是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。
(2)預(yù)處理產(chǎn)生的對(duì)苯二甲酸白色粉末具有工業(yè)回收價(jià)值,但市場(chǎng)銷(xiāo)售尚待開(kāi)拓。
四、結(jié)論與問(wèn)題。
染料廢水是一種水量大、色度高、組成復(fù)雜的廢水,其水質(zhì)變化范圍較大。對(duì)于城市排水系統(tǒng)、污水處理廠建設(shè)比較完善的城市,先在工廠對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理,然后再集中處理達(dá)標(biāo)排放。
對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理后排出,可以改善污水水質(zhì),降低城市污水廠的處理負(fù)荷,并可對(duì)不同水質(zhì)采用不同的預(yù)處理方法。
印染廢水最后處理中,有機(jī)物質(zhì)的去除一般是生物法,對(duì)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(duì)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(xué)方法。
隨著環(huán)保政策的日益嚴(yán)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(zhì)量發(fā)展的痛點(diǎn)。高效、低成本地解決紡織印染廢水問(wèn)題已成為當(dāng)務(wù)之急。從相關(guān)處理技術(shù)的現(xiàn)狀和行業(yè)發(fā)展的前瞻性研究趨勢(shì)來(lái)看,印染行業(yè)的綠色生態(tài)發(fā)展正成為一種趨勢(shì)。
紡織印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn),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(zhì)、砂類(lèi)物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等。用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學(xué)法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法,而廢水處理中的預(yù)處理主要是為了改善廢水水質(zhì),去除懸浮物及可直接沉降的雜質(zhì),調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)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(gè)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此預(yù)處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。