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印染廢水處理工藝流程

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印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異,污染物組分差異很da。印染各工序的排水情況一般是:

退漿廢水

水量較小,但污染物濃度高,其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、淀粉堿和各種助劑。廢水呈堿性,pH值為12左右。上漿以淀粉為主的(如棉布)退漿廢水,其COD、BOD值都很高,可生化性較好;上漿以聚乙烯醇(PVA)為主的(如滌棉經(jīng)紗)退漿廢水,COD高而BOD低,廢水可生化性較差。

煮煉廢水:

水量大,污染物濃度高,其中含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等,廢水呈強(qiáng)堿性,水溫高,呈褐色。

漂白廢水:

水量大,但污染較輕,其中含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等。絲光廢水:含堿量高,NaOH含量在3%~5%,多數(shù)印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收NaOH,所以絲光廢水一般很少排出,經(jīng)過工藝多次重復(fù)使用**終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性,BOD、COD、SS均較高。

染色廢水:

水量較大,水質(zhì)隨所用染料的不同而不同,其中含漿料、染料、助劑、表面活性劑等,一般呈強(qiáng)堿性,色度很高,COD較BOD高得多,可生化性較差。

印花廢水:

水量較大,除印花過程的廢水外,還包括印花后的皂洗、水洗廢水,污染物濃度較高,其中含有漿料、染料、助劑等,BOD、COD均較高。

整理廢水

水量較小,其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。

堿減量廢水:

是滌綸仿真絲堿減量工序產(chǎn)生的,主要含滌綸水解物對(duì)苯二甲酸、乙二醇等,其中對(duì)苯二甲酸含量高達(dá)75%。堿減量廢水不僅pH值高(一般>12),而且有機(jī)物濃度高,堿減量工序排放的廢水中CODCr可高達(dá)9萬mg/L,高分子有機(jī)物及部分染料很難被生物降解,此種廢水屬高濃度難降解有機(jī)廢水。

下面從物理法、化學(xué)法和生物法三個(gè)方面的評(píng)述著手,介紹目前印染廢水處理的方法及研究的狀況。

物理法--吸附法

在物理處理法中應(yīng)用**多的是吸附法,這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合,或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床,使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去。

目前,國外主要采用活性炭吸附法(多半用于三級(jí)處理),該法對(duì)去除水中溶解性有機(jī)物非常有效,但它不能去除水中的膠體和疏水性染料,并且它只對(duì)陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能。

Saito T.等人的研究表明,活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分別達(dá)93%、92%和63%,活性炭吸附能力可達(dá)到500mgCOD/g炭,污水如先曝氣,則會(huì)加快吸附速率。但若廢水BOD5>200mg/L,則采用這種方法是不經(jīng)濟(jì)的。

吸附處理使用的吸附劑多種多樣,工程中需考慮吸附劑對(duì)染料的選擇性,應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)來選擇吸附劑。研究表明,在pH=12的印染廢水中,用硅聚物(甲基氧)作吸附劑,陰離子染料去除率可達(dá)95%~100%。

高嶺土也是一種吸附劑,研究表明經(jīng)長(zhǎng)鏈有機(jī)陽離子處理,高嶺土能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。此外,國內(nèi)也應(yīng)用活性硅藻土和煤渣處理傳統(tǒng)印染工藝廢水,費(fèi)用較低,脫色效果較好,其缺點(diǎn)是泥渣產(chǎn)生量大,且進(jìn)一步處理難度大。

化學(xué)處理法--混凝法

主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法,所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主,其中以堿式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好,而以硫酸亞鐵的價(jià)格為**低。

近年來,國外采用高分子混凝劑者日益增加,且有取代無機(jī)混凝劑之勢(shì),但在國內(nèi)因價(jià)格原因,使用高分子混凝劑者還不多見。據(jù),弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍**廣,若與硫酸鋁合用,則可發(fā)揮更好的效果。

混凝法的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對(duì)疏水性染料脫色效率很高;缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高、泥渣量多且脫水困難、對(duì)親水性染料處理效果差.

氧化法--臭氧氧化法

在國外應(yīng)用較多,Zima S.V.等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模式。研究表明,臭氧用量為0.886gO3/g染料時(shí),淡褐se染料廢水脫色率達(dá)80%;研究還發(fā)現(xiàn),連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運(yùn)行所需臭氧量,而反應(yīng)器內(nèi)安裝隔板,可減少臭氧用量16.7%。因此,利用臭氧氧化脫色,宜設(shè)計(jì)成間歇運(yùn)行的反應(yīng)器,并可考慮在其中安裝隔板。

臭氧氧化法對(duì)多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果,但對(duì)硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果看,該法脫色效果好,但耗電多,大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。光氧化法處理印染廢水脫色效率較高,但設(shè)備投資和電耗還有待進(jìn)一步降低。

生物處理法--厭氧好氧生物炭接觸氧化工藝

主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下:調(diào)節(jié)池:HRT 8~10h;厭氧池:HRT 3~5h;好氧池:HRT 6~8h;生物炭池:HRT 1~2h。試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用表明,厭氧好氧生物炭流程在上述運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)下,對(duì)于CODCr為800~1000mg/L的印染廢水,處理效果完全可以達(dá)到**排放標(biāo)準(zhǔn),再稍加進(jìn)一步處理還可回用,系統(tǒng)的污泥趨于自身平衡。

目前已有多家生產(chǎn)廠采用該流程,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間**長(zhǎng)的達(dá)5年以上,處理效果穩(wěn)定,而且從未外排污泥,也沒發(fā)現(xiàn)厭氧池內(nèi)污泥過度增長(zhǎng)。

厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤

將厭氧生物轉(zhuǎn)盤與好氧生物轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來,用于印染廢水處理,也取得了好的效果。該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置,整個(gè)系統(tǒng)的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉(zhuǎn)盤。一是為了提高生物量,因而也縮短總的水力停留時(shí)間,二是為了將多余的活性污泥消化在系統(tǒng)內(nèi)部。

該工藝流程也是兼?zhèn)涔讨L(zhǎng)和懸浮生長(zhǎng)的特點(diǎn)。還可通過向轉(zhuǎn)盤投加絮凝劑進(jìn)一步提高COD去除率和脫色率。該流程對(duì)COD、色度等的去除率均達(dá)到70%以上。適當(dāng)投加微量絮凝劑,測(cè)得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。進(jìn)一步提高厭氧池中的懸浮污泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。但該工藝中轉(zhuǎn)盤的金屬構(gòu)件有腐蝕現(xiàn)象,需進(jìn)一步研究解決。

堿減量廢水處理方法

化學(xué)法處理堿減量廢水的理論依據(jù)是:堿減量廢水用酸中和使pH值達(dá)到4~6后,對(duì)苯二甲酸析出,去除對(duì)苯二甲酸的堿減量廢水再與滌綸仿真絲印染廢水中精煉、印染等其他工藝的廢水混合,綜合廢水的pH值一般小于11,CODCr不超過1400mg/L,在此情況下采用生化法進(jìn)行治理,再經(jīng)物化處理,出水即可達(dá)到**排放標(biāo)準(zhǔn)。

通常堿減量廢水處理的流程為:堿減量廢水→調(diào)節(jié)池→中和池→PE過濾器→出水與其它廢水混合進(jìn)一步生化處理。

采用化學(xué)法析出對(duì)苯二甲酸作為堿減量廢水預(yù)處理技術(shù),然后用生物技術(shù)處理綜合廢水的方法是治理高濃度滌綸仿真絲印染廢水的有效方法,是目前治理該類廢水的主要途徑。

采用化學(xué)法處理堿減量廢水雖然處理效果較好,但仍存在一些問題:

(1)預(yù)處理工藝的pH值在4~6的范圍內(nèi),而堿減量廢水pH值為12~14,降低pH值需耗用一定數(shù)量的酸,從而使運(yùn)行費(fèi)用提高,這是亟待解決的問題。

(2)預(yù)處理產(chǎn)生的對(duì)苯二甲酸白色粉狀物在工業(yè)上有回收利用價(jià)值,但市場(chǎng)銷路有待開拓。

結(jié)論及存在問題

印染廢水是一種水量da、色度高、組份復(fù)雜的廢水,水質(zhì)變動(dòng)范圍大。在城市下水道和污水處理廠建設(shè)較完善的城市,廢水**先在工廠作預(yù)處理,達(dá)到城市下水道排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行集中處理。廢水經(jīng)過預(yù)處理再排放可改善污水水質(zhì),降低城市污水廠處理負(fù)荷,同時(shí)便于根據(jù)不同的廢水水質(zhì)采取不同的預(yù)處理手段。

在對(duì)印染廢水進(jìn)行**終處理時(shí),有機(jī)物的去除一般以生物法為主,對(duì)難于生物降解的印染廢水,采用厭氧(水解)好氧聯(lián)合處理較為合適,對(duì)易于生物降解的印染廢水,可采用一段生物處理。

色度的去除,一般以物理化學(xué)方法為主,對(duì)于規(guī)模大、處理水平高的工廠,可采用電解、化學(xué)絮凝、臭氧氧化等工藝,對(duì)于小規(guī)模的工廠,可采用爐渣過濾。

從我國染料行業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀來看,盡管經(jīng)過多年努力,已取得一批實(shí)用技術(shù),解決了不少問題,但總體上沒有實(shí)質(zhì)性的突破,特別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工廠布局等不合理因素的存在,加重了廢水的治理難度。

因此,認(rèn)為解決廢水問題的根本出路在于工藝改革,通過采用**的生產(chǎn)工藝來減排或不排廢水。這方面國內(nèi)已有許多成功的例子,如苯胺和鄰甲苯胺的生產(chǎn)將鐵粉還原改為氫化還原,徹底消除了鐵泥水的污染;又如以氫化還原代替硫化堿還原用于氨基苯甲醚的生產(chǎn),徹底消除了含硫廢水等。

預(yù)防和治理印染廢水的污染是相輔相成的兩個(gè)方面,如果既采用預(yù)防措施,又采用各種方法積極治理,并做到處理后的水循環(huán)使用,這不僅能降低水的消耗,而且能有效地減輕印染廢水對(duì)環(huán)境的污染。

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