A. 污水處理常用的絮凝劑分類有哪些
調理劑又稱脫水劑,可分為無機調理劑和有機調理劑兩大類。無機調理劑一般適用於污泥的真空過濾和板框過濾,而有機調理劑則適用於污泥的離心脫水和帶式壓濾脫水。 ⑴無機調理劑最有效、最便宜也是最常用的無機調理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩大類。鐵鹽調理劑主要包括氯化鐵(FeCl3?6H2O)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3?4H2O)、硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O)以及聚合硫酸鐵(PFS)([Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2]m)等,鋁鹽調理劑主要有硫酸鋁(Al2(SO4)3?18H2O)、三氯化鋁(AlCl3)、鹼式氯化鋁(Al(OH)2Cl)、聚合氯化鋁(PAC)([Al2(OH)n?Cl6-n] m)等。投加無機調理劑後,可以大大加速污泥的濃縮過程,改善過濾脫水效果。而且鐵鹽和石灰聯用可以進一步提高調理效果。投加無機調理劑的缺點一是用量較大,一般來說,投加量要達到污泥干固體重量的5%~20%,從而導致濾餅體積增大;二是無機調理劑本身具有腐蝕性(尤其是鐵鹽),投加系統要具有防腐性能。應當注意的是,採用氯化鐵作為調理劑時,會增加對脫水污泥處理設備金屬構件的腐蝕性,因此所配備的脫水污泥處理設備的防腐等級應適當提高。 ⑵有機調理劑有機合成高分子調理劑種類很多,按聚合度可分為低聚合度(分子量約為1千~幾萬)和高聚合度(分子量約為幾十萬~幾百萬)兩種;按離子型分為陽離子型、陰離子型、非離子型、陰陽離子型等。與無機調理劑相比,有機調理劑投加量較少,一般為污泥干固體重量的0.1%~0.5%,而且沒有腐蝕性。用於污泥調理的有機調理劑主要是高聚合度的聚丙烯醯胺系列的絮凝劑產品,主要有陽離子型聚丙烯醯胺、陰離子型聚丙烯醯胺和非離子型聚丙烯醯胺三類。其中陽離子型聚丙烯醯胺能中和污泥顆粒表面的負電荷並在顆粒間產生架橋作用而顯示出較強的凝聚力,調理效果顯著,但費用較高。為降低成本,可以使用較便宜的陰離子型聚丙烯醯胺-石灰聯用法,利用帶有正電荷的Ca(OH)2絮體物將帶負電的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一起,形成一種復合的凝聚體系。
B. 染料廢水處理方法的研究進展
紡織染料工業近年來快速發展,目前我國各種染料產量已達90萬T,染料廢水已成為環境重點污染源之一。染料行業品種繁多,工藝復雜。其廢水中含有大量的有機物和鹽份,具有CODCR高,色澤深,酸鹼性強等特點,一直是廢水處理中的難題。本文主要介紹了染纖困料廢水處理技術中的物理法、化學法、電化學法、生化法,以及這些技術的特點原理及其近年來研究進展和應用。
1物理法
1.1吸附法
吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水接觸,利用吸附劑表面活性,將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附並濃集於其表面,達到凈化水的目的。
活性炭具有較強的吸附能力,對陽離子染料,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功能,但活性炭價格昂貴,不易再生。由殼聚糖與活性炭及纖維素混合製成的染料吸附劑對活性染料和酸慧豎李性染料有優異的吸附能力,其吸附容量分別為264和421MG/G(椰子活性炭吸附容量少於80MG/G)。該吸附劑在水中具有優良的分散性,可採用簡單而廉價的接觸過濾法處理。
大孔吸附樹脂是內部呈交聯網路結構的高分子珠狀體,具有優良的孔結構和很高的比表面積。吸附樹脂可用於去除難以生物處理的芳香族磺酸鹽,萘酚類物質。它易再生,且物理化學穩定性好,樹脂吸附法已成為處理染料廢水的有效方法之一。
1.2膜分離
膜分離技術應用於染料廢水處理方面主要是超濾和反滲透。據報道,用管式和中空纖維式聚碸超濾膜處理還原染料廢水脫色率在95%~98%之間,CODCR去除率60%~90%,染料回收率大於95%。近年來,用殼聚糖超濾膜和多孔炭膜的新型膜材料來處理印染廢水,取得較好的效果。夏之寧等研究了染料廢水在超聲作用下,通過醋酸纖維素膜的透水率與透鹽率,發現超聲波在膜分離中有明顯的加速傳質和去「濃差極化」作用,有超聲波作用時其滲透率是無超聲波時的1.5倍,對透鹽率影響更大,其截留率分別為94%和67%。
2化學法
2.1化學混凝法
化學混凝法主要有沉澱法和氣浮法,此法經濟有效,但產生化學的污泥需進一步處理。常用的有無機鐵復合鹽類。近年來國內外採用高分子混凝劑日益增多。天然高分子絮凝劑主要有澱粉及澱粉衍生物、甲殼質衍生物和木質素衍生物3大類。曾淑蘭等用NAOH作催化劑將玉米澱粉和醚化劑M反應製得的陽離子澱粉CST,用量為7~15MG/L時,對酸性染料、活性染料的脫色率達90%以上。吳冰艷等用接枝聚合製得的木質素季胺鹽絮凝劑處理J酸染料廢水,絮凝劑中的季胺離子與廢水中的磺酸基團生成不溶於水的物質,投量20MG/L,色度去除率達90%。
方忻蘭利用海蝦、蟹殼為原料製得的殼聚糖用來處理印染廢水,CODCR去除率達85%以上。天然高分子絮凝劑電荷密度小,分子量低,易發生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有機高分子絮凝劑分子量大,分子鏈中所帶的官能團多,絮凝性能好,用量少,PH范圍廣。代表性的人工有機高分子絮凝劑有PAN-DCD(二氰二胺改性聚丙烯腈聚電解質)、WX系列高分子脫色絮凝劑、PDADMA-A(二甲基二烯丙基氯化銨聚合物)M。 2.2化學氧化法
化學氧化是利用臭氧、氯、及其含氧化物將染料的發色基團破壞而脫色。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果。但對硫化、還原等不溶於水的染料效果較差。FENTON試劑氧化法,其脫色的實質是H2O2與FE2+反應所產生的羥基自由基使染料有機物斷鏈。FENTON試劑除氧化作用外,還兼有混凝作用。研究表明,用此法處理2-萘磺酸鈉生產廢水,先用FECL3混凝沉澱後,然後在PH1.5~2.5條件下以H2O22G/GCODCR,FE2+4G/L水,氧化60MIN可去除CODCR99.6%、色度95.3%[19]。
2.3濕式空氣氧化法
濕式空氣氧化法(WAO)是在高溫(125~320℃)、高壓(0.5~20MPA)條件下通入空氣,使廢水中的有機物直接氧化[20]。超臨前遲界水氧化(SCWO)是指當溫度、壓力高於水的臨界溫度(374℃)和臨界壓力(22.05MPA)條件下的水中有機物的氧化。它實質上是濕式氧化法的強化和改進。超臨界態水的物理化學性質發生較大的變化,水汽相界面消失,形成均相氧化體系,有機物的氧化反應速度極快。MODEL等[21]對有機碳含量27.33G/L的有機廢水,在550℃,60S內,有機氯和有機碳的去除率分別為99.99%和99.97%。超臨界水氧化法與傳統的方法相比,效率高,反應速度快,適用范圍廣,可用於各種難降解有機物;在有機物的含量低於2%時;可通過自身熱交換,無須外界供熱,反應器結構簡單,處理量大。
2.4光催化氧化法
光催化氧化法常用H2O2或光敏化半導體(如TIO2、CDS、FE2O3、WO3作催化劑),在紫外線高能輻射下,電子從價帶躍遷進入導帶,在價帶產生空穴,從而引發氧化反應。此法對染料廢水的脫色效率高,缺點是投資和能耗高。張桂蘭等用新型的旋轉式光催化反應器,在優化條件下採用懸浮態TIO2時,偶氮染料脫色率達98%。程滄滄等[23,24]分別採用固定床型光反應器和斜板式光反應器對有機染料直接耐翠藍GL進行了光催化降解研究,經60MIN光照,其降解率分別為83%和81.4%。
3生化法
生化法具有運行成本低,對環境污染少的特點。但染料廢水水質波動大,種類多,毒性高,對溫度和PH條件要求較苛刻的微生物很難適應。
好氧處理法運行簡單,對CODCR、BOD5的去除率較高,對色度的去除率卻不太理想。而厭氧處理法對染料廢水的色度去除率較高。厭氧處理法污泥生成量少,產生的氣體是甲烷,可利用作為能源。但單獨使用,效果不理想。黃天寅等在處理酞菁藍廢水過程中,採用氣提、吹脫和氣浮等物化手段去除原水中大部分NH3-N和CU2+,提高其生化性。
經厭氧處理後,各項指標均可達到污水綜合排放標準的一級標准,CODCR去除率90.0%,BOD5去除率88.9%,NH3-N去除率99.1%,CU2+去除率99.7%。由於近年來染料向抗分解,抗生物降解的方向發展,單獨一種工藝很難取得滿意的效果。現在處理工藝正朝向厭氧—好氧聯合處理工藝發展。閆慶松等[26]對染料廢水採用了厭氧—好氧工藝。厭氧段採用UASB工藝,中溫消化,停留時間48H,CODCR去除率可達55%,出水BOD5/CODCR值由0.1提高到0.42,系統內形成顆粒污泥,其沉降性能良好。好氧段採用接觸氧化法,經馴化後,污泥對廢水的降解能力逐步提高。 高效菌群(HIGHSOLUTIONBACTERIA)是利用復合的微生物群來處理染料廢水的方法,菌種現已發展到100多種,如反硝化產鹼菌、脫氮硫桿菌、氧化硫硫桿菌等。它可以針對不同的廢水配成不同的菌群去分解不同的污染物,具有較高的針對性。高效微生物群將有機物分解成SO2、H2O以及許多對水質沒有影響的有機小分子。運用H.S.B技術處理無錫某染料廠生產的分散染料、酸性染料(CODCR濃度達2000~2500MG/L)的廢水,出水CODCR小於100MG/L,平均去除率為92.68%。苯胺去除率94%,酚為93%,氨氮為92%,色度均在50倍以下[27]。為了增加優勢菌種在生物處理裝置中的濃度,提高對染料廢水的處理效率,通常將游離的細菌通過化學或物理的手段加以固定,使其保持生物活性和提高使用率。研究表明,高效脫色菌群固定在活性污泥上,脫色酶活力提高70%。
4電化學法
電化學法治理廢水,實質是間接或直接利用電解作用,把染料廢水中的有毒物質轉化為無毒物質。近年來由於電力工業的發展,電力供應充足並使處理成本大幅降低,電化學法已逐漸成為一種非常有競爭力的廢水處理方法。染料廢水的電化學凈化根據電極反應發生的方式不同,可分為內電解法、電凝聚電氣浮、電催化氧化等。
應用最廣泛的內電解法是鐵屑炭法。靳建永用鐵屑內電解法對5大類11種染料廢水進行脫色處理。研究表明,對中等色度和濃度的廢水,脫色率在96%以上;加入助劑可使廢水CODCR去除率在70%以上。內電解法的優點是利用廢物在不消耗能源的前提下去除多種污染成分和色度,缺點是反應速度慢、反應柱易堵塞、對高濃度廢水處理效果差。
在外電壓作用下,利用可溶性陽極(鐵或鋁)產生大量陽離子,對膠體廢水進行凝聚,同時在陰極上析出大量氫氣微氣泡,與絮粒粘附一起上浮。這種方法稱為電凝聚電氣浮。與化學凝聚法相比,其材料損耗少一半左右,污泥量較少,且無笨重的加葯措施。其缺點是電能消耗和材料消耗過大。
電催化氧化是通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生的羥基自由基、臭氧等氧化劑降解有機物。電催化氧化法的優點是有機物氧化完全,無二次污染。但該法真正應用於廢水工業化處理則取決於具有高析氧電位的廉價高效催化電極。同時電極與電解槽的結構對降低能耗也起重要的作用。賈金平等研究了活性炭纖維電極與鐵的復合電極降解多種模擬印染廢水,有較好的效果。
5結語
染料生產工藝復雜,廢水量大且難以處理,污染治理的費用很高。硫化鹼還原時排出的含硫廢水除使用昂貴的濕式氧化法處理外,其他方法難以達到排放標准。近年來採用加氫還原法,徹底消除了硫化物的污染。汞催化磺化法生產氨基蒽醌改為硝化還原法,徹底消除汞污染。各種新技術的研究和應用大大提高了染料廢水處理的效率,降低了處理成本。但治標更要治本,研究發展經濟合理的清潔生產工藝與發展高效經濟的廢水治理工藝同等重要。從根本上降低排污,才是長久之計。
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C. 印染廢水脫色效果不好怎麼辦
印染抄廢水脫色效果不好,一般生物襲處理不易脫色的話,可以考慮加點絮凝劑,另外氧化法也比較常用。隨著太陽能技術的發展進步,光催化氧化也越來越受到人們的重視。用納米TiO2粉體光催化降解印染廢水,脫色率為96%
,
CODCr去除率為86%,TiO2催化性能比較穩定,可重復使用。光催化氧化技術具有工藝設備簡單、操作條件易控制、處理成本較低、氧化能力強、無二次污染等突出優點。
D. 染料廢水處理的基本方法|印染廢水的處理方法
1. 染料廢水處理現狀及國內外研究進展
染料不但具有特定的顏色,而且結構復雜,以高分子絡合物為多,結構很 難被打破,生物降解性較低,大多都具有潛在毒性,在環境中的歸趨依賴於很多未知因子。加升含之染料生產具有品種多、批量少、更新快的特點,致使染料廢水難找到行之有效的處理方法。染料廢水的處理方法很多,下面分別對其作 簡要介紹。
1.1 膜分離法
膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進行選擇性透過的方法的 統稱,常用的膜分離方法有滲析、電滲析、超濾和反滲透。膜分離技術用於染料廢水處理始於上個世紀 70 年代初,膜分離技術有澄清、濃縮作用,最主要的是具有從連續流動系統中分離染料的功能。膜技術處理染料廢水可將廢水分離為濃縮液和透過液。其中濃縮液可用於染料回收,透過液 也可回用,用於染料的生產。這樣做既可以實現廢水的有效處理也使得染料不隨排水流失,又不會造成水質污染.Ismail Koyuncu用DS5-DK型納濾膜處理 染槽廢水(廢水中含活性黑 5、活性藍9、活性橙 16、和NaCl), 結果表明,該納 濾膜對染料的截留率在 99%以上, 透過液幾乎無色,該膜的通量受染料濃度的 影響較大,在染料濃度恆定時,通量隨染料濃度的增加而減小。蔡惠如等通過採用納濾技術分別對配製染料廢水和實際染料廢水的染料截留和脫色進行實驗,發現納濾對染料廢水的脫色率很高,對染料含量 1000mg/L的進水,脫色率大於99%。膜分離法具有能耗低、工藝簡單、不污染環境等特點。但是膜分離技術由於 濃差極化、膜污染及膜的價格較貴,更換頻率較快,告滾使處理成本較高,從而嚴重 阻礙了膜分離技術的更大規模的工業應用。
1.2萃取法
萃取實質是採用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分混合觸 後,利用污染物在水和溶劑中不同的分配比分離和提取污染物,從而凈化廢水。萃取法處理染料廢水是利用不溶或難溶於水的溶劑將染料分子從水中萃取出來。常用的萃取法有溶液萃取、電泳萃取、液膜法等。Pandit等采 用可逆膠囊液-液萃取方法,通過把有機染料(有機相)與水相分離而使廢水得到處理。他們的研究表明,在陽離子十六烷基三甲基溴胺表面活性劑存在下,陰離子甲基橙從水中得到有效地分離;在陰離子十二烷基苯硫酸鹽表面活性劑存 在下,戊基乙醇作為萃取溶劑,陽離子亞甲基藍也得到有效分離。陳敬潤等以天然植物油為膜液,含聚四氟乙烯塗層的聚丙烯平板膜(PPsT)作為支撐膜, 研究了支撐液膜(SLM)系統去除和回收水溶液中分散染料陽離子紅4G的性能 及影響因素,在最佳條件下,100 mg/L的染料溶液其去除率達到94.1%。 近年來液膜技術發展較快,利用液膜技術萃取含染料廢水中的染料物質,具有明顯的經濟效益和環境效益。
1.3輻射法
微波輻射是輻射法中常用的處理染料廢水的方法。微波輻射用於消除有機 污染物是 80 年代後興起的一項新技術,微波位於電磁波譜的紅外輻射和無線電波之間,微波僅對液體中的極性分子起作用,能使極性分子產生高速的旋轉碰 撞產生熱效應,改變體系的熱力學函數,降低反應的活化能和分子的化學活性。 此外,微波還有非熱效應的特性,即在微波場中,劇烈的極性分子振盪,能使 化學鍵斷裂,使污染物降解。馮建敏等採用微波輻射技術, 建立了酸性黃染料廢水的處理工藝,實驗結果表明,質量濃度 50mg/L的酸性黃染料廢水50mL,活性炭用量 2g,微波輻射功率 800W,處理 7min時,可以得到最佳的廢水處理效果。劉宗瑜[20]等為有效處理酸性染料廢水,採用在吸附催化劑的存 在下微波輻射技術處理染料廢水,並取得了良好的實驗結果,對染料廢水的去 除率達到96%~98%。輻射法可有效降解染料等其他難生物降解的有機物,且輻射技術和其它技 術有很好的協同作用,與傳統的水處理技術相比,輻射技術在常溫常壓下進行,工藝簡單,無二次污染。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂 貴、技術要求高,而且該法的能耗大、能量利用率較低;此外為避免輻射對人體的危害,還需要特殊的保護措施。因此該法要投入運行,還需進行大量的研究探索工作。
1. 4 氧化法 氧化法也是含染料廢水處理常用的方法,目前主要有:高溫深度氧化法、化學氧化法和光催化氧化法。其中光催化氧化技術在染料廢水處理領域的應用 具襪笑余有良好的市場前景和經濟效益。 光催化氧化法是利用光和特定的催化劑產生強烈的氧化作用氧化分解廢水 中有機物的化學方法。常用的光源為紫外光,常用的催化劑為H O 、Fenton試劑、O3等。柴嬪姬等人[22]對紫外光照射下二氧化鈦光催化氧化處理亮藍染料廢水進行了研究,考察了紫外光照射時間、TiO2 投入量、廢水pH 值、廢水初始濃度和 H O 加入等因素對亮藍轉化率的影響。結果表明,在紫外光照射60 min下,亮藍轉化率可達 75.6%,75.6%,TiO 與H O間存在顯著的協同效應。王瑩、熊振湖採用UV/Fenton高級氧化技術對偶氮染料鉻黑T模擬廢水進行了光催化 降解,考察了溶液的pH值、染料濃度、[H O ]/[Fe2+]以及光照強度對脫色效果的影響。在一定條件下,該技術對鉻黑T染料廢水的脫色率可達到95%以上。光催化氧化法處理有機廢水不產生或者產生很少污泥,此外,該技術能有效破壞很多結構穩定難以降解的有機污染物,具有高效、污染物降解更徹底等 優點。
1.5 混凝法
混凝法是廢水處理的常用方法,主要有混凝沉澱法、混凝氣浮法。近年來,針對傳統的混凝葯劑處理效果不理想等缺點,國內外開發、研究和應用無機或 有機高分子混凝劑日益增加。 李春華等人對混凝劑在印染廢水中的應用作了詳細的介紹。鋁鹽和鐵鹽 等無機混凝劑,對分散染料、硫化染料等以膠體或懸浮狀態存在於廢水中的染料有良好的混凝效果,但對酸性染料、活性染料、陽離子染料等水溶性染料的混凝效果較差;高分子鹼式氯化鋁和聚丙烯胺的混凝效果優於無機鹽混凝劑;有機絮凝劑用量少,絮凝速度快;微生物絮凝劑無毒、無害、易於固液分離。邱荷香等採用水解酸化—A/O—化學混凝沉澱法處理此類廢水,各項污染物的去除率高,有較強的耐沖擊負荷能力,處理效果穩定,處理費用較低。 混凝法工藝流程簡單,操作管理方便,設備投資省,佔地面積小,對疏水性染料脫色效果很高。但該法運行費用較高,泥渣量多且脫水困難,對親水性染料以及對水體中其他可溶性N、P 化合物去除率差,需開發新型高效混凝劑。
1.6 生物法
一般地說,物理、化學處理方法只是將將污染物濃縮、轉移,對環境的潛在的影響不容忽視,而生物法是利用污染物為微生物的營養源,是實現污染物減量化、無害化的理想手段。常見的生物法有活性污泥法、生物膜法及固定化微生物(酶)技術等Kapdan等在活性污泥單元對模擬的Blue G活性染料廢水進行研究,結果表明在添加白腐真菌的活性污泥法中,添加木灰作為吸附劑,在染料質量濃度為200 mg/L、吸附劑質量濃度為 150 mg/L、活性污泥泥齡為20 d的條件下,最大脫色率為 82%。張永明[27]等用蜂窩陶瓷作為生物膜載體的生物反應器來降解活性翠藍(RTB),研究了不同基質與RTB共基質降解的規律,結果表明淺色基質有利於對色度的去除。而添加基質的方法對活性翠藍去除率的影響較大,分批加入比一次性加入有助於色度的快速去除。王芳等介紹了固定化微生物技術,並綜述了固定化微生物技術處理印染廢水的發展現狀。國內外從20 世紀 80 年代末 90 年代初開始用固定化細胞技術進行印染廢水脫色研究,通過將活性污泥中分離、篩選出來的優勢菌種加以固定,組成一個快速、高效、連續的廢水處理系統,脫色率在 80%以上,CODcr的去除效果良好,預示著固定化細胞技術在處理印染廢水方面具有廣闊的應用前景。生物法在染料廢水中的應用最為廣泛,生物法具有處理效果好、運行費用低等優點。但由於技術方面的原因,該法運行不穩定,適用性不廣,受外界因素的影響較大,在實際應用中受到了一定程度的限制。為了提高生物技術的生物降解效率,目前國內外展開了大量的研究並取得了不錯的成績。
1.7 吸附法
吸附法以其能夠選擇性地富集某些化合物的特性在廢水處理領域有著特殊的地位。吸附是指固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩餘的表面能,當某些物質碰撞固體表面時,受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上。吸附的結果是吸附質在吸附劑上濃集,吸附的表面能降低。吸附技術就是利用 多孔性固體吸附廢水中某種或幾種污染物,以回收或去除某些污染物,從而也是使廢水得到凈化的方法吸附法中常用的吸附劑有活性炭、樹脂、礦物、廢棄物等。染料廢水的吸附脫色有兩種機理:吸附和離子交換,吸附效率受很多理化因素的影響,如染料—吸附劑的相互作用、吸附劑的比表面積、吸附劑的顆粒 尺寸、溫度、pH值和吸附時間等。
(1)活性炭吸附法
活性炭作為一種優良的吸附劑已經廣泛地用於染料廢水的脫色,活性炭能去除各種染料的顏色,處理效果取決於活性炭的類型和染料廢水的特性,增大活性炭用量可提高吸附率。活性炭價格較高,使它的應用受到限制,使用後的活性炭需要再生,再生的方法有高溫和解吸液處理兩種,再生會導致活性炭 10~15%的損失。
(2)樹脂吸附法
20 世紀後期,隨著結構改良的離子交換樹脂、吸附樹脂和復合功能樹脂的成功研製,樹脂吸附法被廣泛應用於化工廢水的治理與資源化。但是在染料廢水處理方面的研究和應用相對不是很多,有人針對染料廢水合成出具有不同物理化學特性的樹脂來處理該類廢水,並取得了較好的處理效果。一般染料廢水中都含有比較多的無機鹽,而鹽類對樹脂的吸附有一定的影響。Silke Karcher等研究了硫酸鹽,碳酸鹽,磷酸鹽等無機鹽對吸附的影響。研究發現,硫酸鹽對吸附的抑制很弱,碳酸鹽對吸附的抑制中等,磷酸氫根離子的存在對吸附有著強烈的抑製作用,目前對此還沒有合理的解釋。
(3)礦物、廢棄物吸附法
自然界中的很多物質具有多孔結構,有良好的吸附性能,可用來處理染料廢水。天然礦物主要包括各種黏土,礦石,煤炭等,一般儲量都比較豐富,我國礦渣,爐渣,煤渣,粉煤灰等廢物量也很多,成本更為低廉,因此這些無機吸附劑的應用前景比較廣闊。 曾秀瓊用改性的天然膨潤土吸附活性艷紅X-3B,並與活性炭進行比較。結果表明,兩者對廢水的脫色率都在90%以上。Konru R. Ramakrishna等將泥煤、鋼渣、膨潤土、粉煤灰等無機吸附劑和活性炭對染料的吸附性能進行了比較,試驗結果表明,鋼渣、粉煤灰對酸性染料以及泥煤、膨潤土對鹼性染料的吸附效果可以和活性炭相媲美,而這四種吸附劑對分散染料的吸附效果都優於活性炭,這一結果為低成本的吸附劑走向工業化應用提供了科學依據。很多科學家對一些天然的原料和農業精製炭進行了進一步處理,並研究了這些物質的吸附行為,其中桉樹皮、稻殼、竹子、麥桿、椰子殼、野草、木薯皮、花生殼、李子核、棕櫚果等天然炭纖維經過處理後對染
料都有很好的吸附效果。但是這些吸附劑吸附飽和後如何處置是有待解決的難點。找到一種行之有效的吸附劑可以更好的處理染料廢水。
E. 印染廢水脫色加漂水可以嗎
印染廢水脫色可以加漂水。
隨著化纖織物的發展以及印染後整理技術的進步,使得廢水難以生化降解的有機物,增加了處理難度,印染廢水的另一個處理難度是色度高,有的色度高達4000倍以上。
印染廢水的成分比較復雜,其色度高,廢水脫色的原理是將廢水中的染料分子和COD去除,印染行業的廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、鹼性和pH值變化大、水質變化劇烈的特點。
印染廢水脫色可分為微生物法、物理法或化學法,其中化學法分為氧化脫色、活性污泥法、生物轉盤、還原脫色等;物理法有:吸附脫色、絮凝脫色、中和等,但實際上很多都是多種方法相結合的。
染料分子通過一系列氧化、還原、水解、化合等生命活動,最終降解成簡單無機物或轉化為各種營養物及原生質。
印染廢水脫色方法
吸附脫色:利用活性炭、粘土等多孔物質與廢水混合,讓廢水中的染料等污染物質吸附於多孔物質表面,後再進行去除,優勢在於可以在水中去除污染物。
絮凝脫色:往廢水中加入無機絮凝劑:鐵系、鋁系等,使其於廢水發生水解和聚合反應生成高價聚羥陽離子,與水中的膠體進行壓縮雙電層、電中和脫穩以沉澱物網捕,最終達到脫色目的。
生物法脫色:脫色微生物降解過程分兩階段完成,首先是進行染料分子的吸附和富集,然後再生物降解,利用的是微生物酶來氧化或還原染料分子,來破壞其不飽和鍵及發色基團。
F. 物化法處理印染廢水的研究進展
我國是印染紡織第一大國,而印染行業又是工業廢水排放大戶,據不完全統計,全國印染廢水每天排放量為3.0×106~4.0×106t。印染廢水具有水量水質變化大、有機污染物含量高、色度深、pH波動大等特點,過去常採用成本較低的生化法處理即可滿足較低的排放標准。
1處理印染廢水的物理方法
常用的處理印染廢水的物理方法主要包括吸附、混凝、膜處理等。通常地,吸附和膜處理技術作為生物處理的深度處理技術;而混凝技術視具體情況可以放在生物處理工段的前面,也可以放在後面。這些技術都可取得較好的效果。不過一般來說此類技術只是對廢水中的污染物進行了相間轉移,並沒有從根本上消除污染,而且相應材料消耗較大,增加了處理成本,限制了大范圍的推廣應用。
1.1吸附法
當印染廢水與多孔性物質混合或通過由其顆粒組成的濾床時,污染物就會進入多孔物質的孔隙內或者是黏附在表面而被除去。吸附法適用於低濃度印染廢水,多用於深度處理。應用最多的吸附劑是活性炭,但單獨採用活性炭吸附處理印染廢水的成本很高。
近些年來研究的重點主要在於尋找開發新型廉價易得的吸附劑,並對其進行改性來提高吸附性能,其種類和主要性能如表1所示。
1.2混凝法
混凝工藝流程簡單,操作管理方便。但由於染料品種繁多,單一混凝劑難以適應成分復雜的印染廢水,因此開發新型高效無毒混凝劑,對現有葯劑進行改性,爭取做到一劑多用是目前該技術發展的趨勢。
目前常用的絮凝劑包括無機絮凝劑、有機絮凝劑及生物絮凝劑。無機絮凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽等低分子混凝劑以及聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵等高分子混凝劑。傳統的鋁鹽混凝一直佔主導地位,其絮體小、形態穩定,對大部分染料廢水處理效果比較理想,但反應較慢,受溫度影響較大且有毒性;鐵
鹽反應快、絮體大、易失穩沉澱,對疏水性染料脫色效率高,但對親水性染料脫色不理想,投加量不當會使水體呈現黃色,COD去除率低。有人圍繞著鐵磁性物質展開研究,通過磁種混凝使非磁性污染物獲得磁性,實現磁分離來縮短時間。D.Pak等〔1〕將煉鋼過程中產生的廢渣粉碎(其成分中含有磁性鐵氧化物)來處理紡織廢水,沉降速度較FeCl3或PAC大10倍,對色度、SS、TOC、COD、總氮和總磷的去除率都較高;賈宏藝等〔2〕利用磁性納米Fe3O4顆粒的超順磁特性,在外加磁場的作用下將磁顆粒、亞鐵鹽及有機物形成的混凝體迅速沉降下來,COD去除率較只投加亞鐵鹽時高15%。
有機高分子絮凝劑較無機絮凝劑絮凝速度快且穩定,用量少,受共存鹽類、pH及溫度影響小,產生的殘渣也較少,因此應用前景更加廣泛。主要品種有聚丙烯醯胺、聚丙烯酸、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚胺等,由於合成高分子有毒性,因而天然無毒的高分子絮凝劑如殼聚糖日益受到重視。但殼聚糖只能溶解於弱酸性溶液,溶解度較小,在殼聚糖分子上引入基團對其進行改性,增強殼聚糖的螯合能力已經成為必然趨勢。劉運學等〔3〕對比了羧甲基殼聚糖和殼聚糖對某毛巾廠印染廢水的混凝處理效果,在相同工藝條件下前者得到的脫色率和COD去除率都優於後者。
近些年生物絮凝劑發展迅猛,其對水中膠體和懸浮物具有絮凝作用,且無二次污染,具有高效、無毒、絮凝對象廣泛、脫色效果獨特等優點,但是成本較高,技術上還存在一些問題。
1.3膜分離
膜分離技術由於無相變、設備簡單、操作方便等優點,迅速發展日趨成熟並已形成工業化規模,但不適宜直接處理印染廢水,否則極容易造成嚴重的膜污染且難以再生;膜分離技術多用於深度處理,降低和去除殘存的有機物、色度並脫除無機鹽分,分離前段工藝中形成的微生物、絮凝物或是投加的固體催化劑,與其他技術聯用的效果極好,出水可以達到回用標准。叢利澤等〔4〕採用混凝沉澱法對COD高達2500mg/L,色度高達10000倍的印染廢水進行預處理,後接膜生物反應器與納濾膜分離系統組合工藝,處理後COD降到30mg/L,NH3-N降到8mg/L,色度為0,其中納濾膜主要分離色素等生物難降解小分子物質。浙江某公司〔5〕採用超濾-反滲透聯用處理印染廢水,超濾可去除部分有機物及色度,更主要是去除可能污堵反滲透膜的膠體、細菌、病毒等雜質,延長了反滲透膜的清洗周期和壽命;反滲透可去除98%的鹽分,完全去除硬度,同時對COD、色度也具有極高的去除作用,出水完全達到純水標准。
2化學氧化方法
化學氧化能夠使印染廢水中的有機染料發生化學反應而被分解,常用的氧化劑包括O2、O3、ClO2、H2O2、新生態MnO2等。這些氧化劑都能與染料發生氧化還原反應,但由於成本高或效率低導致費用昂貴,於是人們紛紛添加催化劑來提高其氧化性能,通過產生氧化活性更高的˙OH來提高其氧化能力。印染廢水中染料的顏色來源於染料分子的共扼體系—含不飽和基團—N=N—、C=C、—N=O、C=O、C=S—、—CH=N—等的發色體〔6〕。˙OH的標准氧化電位高達2.8eV,是除元素氟以外最強的氧化劑,能夠有效打破共扼體系結構,使之變成無色的有機分子,無選擇地將絕大多數有機物徹底氧化成CO2、H2O和其他無機物。
2.1光化學氧化法
光化學氧化印染廢水不受鹽離子種類、有機物濃度和pH波動的影響,無二次污染,操作條件溫和。利用紫外光照射在TiO2的表面產生˙OH進而氧化有機污染物是當前實驗室內最主要的方法,但對於色度較高的印染廢水由於光透過性較差而使處理效果不夠理想。
於是研究重點正在從利用紫外光的光催化氧化向利用可見光的光敏化氧化轉變。因為染料本身就是一種光敏化劑,能夠被可見光激發向TiO2轉移電子,形成的導帶電子被水中的氧捕獲,進而形成˙O2-和˙OH,這樣協助催化劑被間接激發,從而擴大了可利用光的波長范圍,甚至可以直接利用太陽光,極大地降低了處理成本。在實驗室內採取的措施有:改變光收集裝置透鏡聚焦〔7〕、復式拋物線集光器〔8〕、鍍發光劑〔9〕、聯合類Fenton技術〔8-10〕等,這些都得到了良好的處理效果。在突尼西亞佔地50m2的光敏化氧化工藝中試裝置的運行結果表明,太陽光能夠去除難降解有機物和色度〔11〕,甚至較實驗室內有更高的效率(量子產率達15%),並提高了廢水的可生化性,這在陽光充沛的地區具有極大的意義,只是太陽光的光效率過低,使得處理設施佔地面積龐大。
2.2電化學氧化法
關於電化學氧化的研究主要集中在對電極的改進上,以提高電極材料的催化性能,提高電流效率降低能耗。溫軼等〔12〕以碳納米管電催化電極做陽極,不銹鋼片為陰極分解處理含活性艷紅X-3B的模擬印染廢水,在酸性條件下當電流密度為20mA/cm2時可以有效電催化氧化有機染料。A.Sakalis等〔13〕以鈮/硼摻雜金剛石為陽極來處理4種偶氮染料,與Pt/Ti相比,電耗更低,效率更高,脫色率高達90%。A.Koparal等〔14〕利用硼摻雜金剛石拉西環形陽極在雙極滴流塔反應器中處理鹼性紅29,其分解率達99%,最優的條件下脫色率和COD去除率分別為97.2%和91%,而電流密度僅1mA/cm2。
實際印染廢水往往含有大量無機鹽類,導電性較強,無需額外投加電解質。研究表明,當廢水中含有鹵化物時電解效率會提高,其中NaCl影響最大,不僅能降低電耗,利於絮凝,還能在陽極形成ClO-繼續氧化。A.Sakalis等〔15〕還發現Na2SO4也有相似效果可生成S2O32-,但效果沒有NaCl明顯。
另外通過電解產生的O2或是外界提供的O2還可以在陰極上還原產生H2O2,類似與Fenton試劑聯用。JunshuiChen等〔16〕將Fe2+換成Co2+,獲得了更強的催化能力,對溴鄰苯三酚紅的分解更加迅速。
電化學方法處理印染廢水快速高效,優點眾多,但由於價格昂貴,實際應用並不多,目前著重在對微觀機理、中間產物及其毒性的研究。
2.3濕式氧化法
濕式氧化法(WAO)是在高溫高壓條件下,利用溶解的氧氣將廢水中有機物氧化的方法。該工藝操作條件苛刻,對反應器要求嚴格,且停留時間較長。旨在降低反應溫度和壓力的濕式催化氧化技術(CWAO)近年來受到廣泛的重視和研究。
如何使反應條件變得更加溫和是濕式催化氧化工藝的關鍵。有人投加H2O2、O3等氧化性物質來降低操作條件,也有人制備高效催化劑嘗試在常壓較低溫度下處理染料溶液。Sung-ChulKim等〔17〕以10gAl-Cu柱狀黏土催化H2O2處理1000mg/L的活性藍19溶液,常壓、80℃下,20min內可完全將其去除,還抑制了Cu的溶出。YanLiu等〔18〕在常溫常壓下向500mg/L的甲基橙模擬染料廢水通入空氣2.5h,採用Fe2O3-CeO2-TiO2/γ-Al2O3作為催化劑,脫色率、COD去除率和TOC去除率分別可達98.09%、97.50%和97.08%;HongzhuMa等〔19〕在常壓、35℃、pH=5的條件下,用CuO-MoO3-P2O5催化氧氣處理300mg/L的甲基橙溶液,脫色率僅有55%,而在相同條件下亞甲基藍10min的脫色率就可達99.26%。
2.4Fenton法
Fenton試劑是由H2O2與Fe2+混合組成的氧化體系,H2O2在酸性條件下(一般pH<3.5)被Fe2+或Fe3+催化分解產生高活性的˙OH和˙O2H,同時Fe離子還具有絮凝作用。W.Bae等〔20〕採用Fenton法處理印染紡織廢水時發現Fe離子絮凝的效果遠大於自由基的氧化作用。此技術去除效率高,易操作,但是酸性的反應環境會造成設備腐蝕,因此在排放前須進行中和處理,且出水中Fe2+排放濃度高。李紹鋒等〔21〕採用Fenton試劑對9種活性染料所配水樣進行處理,pH在3~5之間,Fenton試劑對9種染料的降解效果均較好,色度去除率達90%以上,COD去除率在40%~80%之間。反應後的UV-VIS吸收光譜區已無N=N雙鍵及芳香結構的特徵
吸收,說明染料分子中此部分結構已被Fenton試劑徹底破壞。單獨採用Fenton試劑氧化印染廢水中的有機物時H2O2的消耗量過大,處理成本高,一般需與其他技術聯用。近年來有人在Fenton工藝里引入紫外〔20〕、草酸鹽等或是固定催化劑〔22-24〕,可進一步增強其氧化能力、擴大適用的pH范圍和抑制Fe的溶出。JiyunFeng等〔25〕把Fe塗在斑脫土上作為光Fenton催化劑氧化偶氮染料OrangeⅡ,脫色率100%,TOC去除率達50%~60%。A.Durán等〔8〕對比了光Fenton技術在投加草酸鹽與否時處理活性藍4溶液的效果,發現前者有助於創造低pH氛圍,提高了反應速率,且COD、TOC的去除率都優於後者。
2.5微波誘導催化氧化法
微波是指波長為1mm~1m、頻率為300~300000MHz的一種電磁波。在液體中微波能使極性分子高速旋轉,產生熱效應;許多磁性物質如過渡金屬及其化合物、活性炭等對微波有很強的吸收能力,常作為誘導化學反應的催化劑,當受微波輻射時不均勻的表面會產生許多「熱點」,其能量比其他部位高得多,誘導產生高能電子輻射、臭氧氧化、紫外光解和非平衡態等離子體等多種反應,可以產生高溫並形成活性氧化物質,從而使有機物直接分解或將大分子有機物轉變成小分子有機物。
張國宇等〔26〕以顆粒活性炭為催化劑微波誘導氧化雅格素紅BF-3B150%染料廢水,較單獨使用微波氧化和活性炭吸附兩者時都具有明顯的優越性,最優條件下色度和COD去除率分別為99.6%、96.8%。微波輻射能有效解吸活性炭表面的有機物,使活性炭再生並有利於有機物的消解和回收再利用。但是活性炭的機械強度較差,微波、高溫及水力擾動都會使其結構受到破壞甚至破碎,從而影響了其催化活性和壽命。近些年來所使用的催化劑逐漸轉到金屬及其化合物,例如張惠靈等〔27〕用CuO/γ-Al2O3替換活性炭,效果明顯,當摻雜CeO2後脫色率又提高30%,還延長了催化劑的使用壽命;洪光等〔28〕以改性氧化鋁誘導微波氧化處理雅格素藍BF-BR染料,催化活性和使用壽命均優於顆粒活性炭。
2.6超聲催化氧化法
超聲處理效果不受溶液色度影響,並可能實現完全褪色和100%礦化。超聲空化能在液體中產生局部高溫高壓、高剪切力,誘使水分子及染料分子裂解產生˙OH自由基,另外溶解在溶液中的N2和O2也可以發生自由基裂解反應產生˙N和˙O自由基,進一步引發各種反應,使水中有機物礦化成無機物或轉換成易生物降解的小分子化合物,還有可能促進絮凝。由於超聲波產生的自由基濃度有限,能量轉化率低,效果並不理想〔29〕,目前多使用催化劑〔30〕或者與其他氧化技術聯用來提高效率。A.Maezawa等〔31〕發現超聲提高了光催化分解酸性橙52的效率和TOC的去除率,並且不受Cl-的影響,可能是超聲波增加了催化劑的表面積,提高了傳質速度,同時在催化劑表面生成的H2O2有利於產生˙OH。Ki-TaekByun等〔32〕在多泡聲致發光條件下30min內去除亞甲基藍,較普通TiO2催化UV快得多,但同時證實了微氣泡在崩潰瞬間發出的光對染料的氧化幾乎不起作用。JianhuiSun等〔33〕研究表明超聲可以顯著增加低Fe2+濃度的Fenton試劑氧化酸性黑1的能力,最適條件下30min去除率達到98.83%,避免了普通Fenton含鐵污泥的問題。G.Tezcanli-Güyer等〔34〕發現超聲對O3和UV有催化作用,可以提高O3的傳質,同時在催化劑表面生成的H2O2有利於產生˙OH,當3種方法協同作用時,酸性紅7的分解速率大大提高。
符德學等〔35〕採用超聲協同鈦鐵雙陽極電解體系氧化含有鹼性湖藍5B的印染度水,集超聲空化、陽極催化氧化、電生自由基氧化和電絮凝等技術於一體,COD去除率達到90.2%,脫色率達到98.3%。
3結束語
上述方法用來處理印染廢水各有優劣,物理法總體上處理成本較高,其中的吸附法和膜分離技術適合於作為深度處理技術;化學氧化處理效率高、二次污染較少,越來越受到青睞,但直接用於生產則費用昂貴,這限制了這些高效技術的實際應用。比較有效的處理工藝是將化學氧化技術與生化技術結合,充分發揮各自的優勢,通過物化處理減少印染廢水的生物毒性,提高可生化性,再採用處理成本較低的生化法進一步處理。吸附法和膜分離技術作為出水要求嚴格的工藝或回用水技術較為合適。
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G. 印染廢水處理工藝
1先催化氧化
2生化活性污泥處理
印染廢水處理中,常用的物化處理工藝主要是混凝沉澱法與混凝氣浮法。此外,電解法、生物活性炭法和化學氧化法等有時也用於印染廢水處理中:
1.混凝法
混凝法是印染廢水處理中採用最多的方法,有混凝沉澱法和混凝氣浮法兩種。常用的混凝劑有鹼式氯化鋁、聚合硫酸鐵等。混凝法對去除COD和色度都有較好的效果。
混凝法設定在生物處理前時,混凝劑投加量較大,污泥量大,易使處理成本提高,並增大污泥處理與最終處理的難度。混凝法的COD去除率一般為30%~60%,BOD5去除率一般為20%~50%。
作為廢水的深度處理,混凝法設定在生物處理構築物之後,具有操作執行靈活的優點。當進水濃度較低,生化執行效果好時,可以不加混凝劑,以節約成本;當採用生物接觸氧化法時,可以考慮不設二次沉澱池,讓生物處理構築物的出水直接進入混凝處理設施。在印染廢水處理中,多數是將混凝法設定在生物處理之後。其COD去除率一般為15%~40%。
當原廢水污染物濃度低,僅用混凝法已能達到排放標准時,可考慮只設置混凝法處理設施。
2.化學氧化法
紡織印染廢水的特徵之一是帶有較深的顏色。主要由殘留在廢水中的染料所造成。此外,有些懸浮物、漿料和助劑也能產生顏色。廢水脫色就是去除廢水中上述顯色有機物。印染廢水經生物法或混凝法處理後,隨BOD和部分懸浮物的去除,色度也有一定的降低。一般情況下,生物法的脫色率較低,僅為40%~50%。混凝法的脫色率稍高,但因染料品種和混凝劑的不同而有很大的差別,脫色率在50%~90%之間。因此,採用上述方法處理後,出水仍有較深的顏色,對排放和回用都很不利。為此,必須進一步進行脫色處理。常用的脫色處理法有氧化法和吸附法兩種。氧化脫色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三種。
化學氧化法一般作為深度處理設施,設定在工藝流程的最後一級。主要的目的是去除色度,同時也降低部分COD。經化學氧化法處理後,色度可降到50倍以下,COD去除率較低,一般僅5%~15%。
3.電解法
藉助於外加電流的作用產生化學反應,把電能轉化成化學能的過程稱電解。利用電解的化學反應,使廢水的有害雜質轉化而被去除的方法稱為廢水電解處理法,簡稱電解法。
電解法以往多用於處理含氰、含鉻電鍍廢水,近年來才開始用於處理紡織印染廢水的治理,但尚缺乏成熟的經驗。研究表明,電解法的脫色效果顯著,對某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染廢水,脫色率可達90%以上,對酸性染料廢水脫色率達70%以上。電解法對於處理小水量的印染廢水,具有裝置簡單、管理方便和效果較好的特點。固定床電解法在工程上也有應用,取得了較好的效果。其缺點是耗電較大、電極消耗較多,不適宜在水量較大時採用。電解法一般作為深度處理,設定在生物處理之後。其COD去除率為20%~50%,色度可以降到50倍以下。
當原廢水濃度低,僅用電解法已能達到排放標准時,可考慮只設置電解法處理設施。僅用電解法處理時,COD去除率為40%~75%。
4.活性炭吸附法
活性炭吸附技術在國內用於醫葯、化工和食品等工業的精製和脫色已有多年歷史。70年代開始用於工業廢水處理。生產實踐表明,活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性,它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業廢水都有良好的吸附效果。一般情況下,對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物,如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機氯、農葯和石油化工產品等,都有獨特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成為工業廢水二級或三級處理的主要方法之一。
吸附是一種物質附著在另一種物質表面上的過程。吸附是一種介面現象,其與表面張力、表面能的變化有關。引起吸附的推動能力有兩種,一種是溶劑水對疏水物質的排斥力,另一種是固體對溶質的親和吸引力。廢水處理中的吸附,多數是這兩種力綜合作用的結果。活性炭的比表面積和孔隙結構直接影響其吸附能力,在選擇活性炭時,應根據廢水的水質通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發達的炭種。此外,灰分也有影響,灰分愈小,吸附效能愈好;吸附質分子的大小與炭孔隙直徑愈接近,愈容易被吸附;吸附質濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內,吸附量是隨吸附質濃度的增大而增加的。另外,水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少,隨pH值的降低而增大。故低水溫、低pH值有利於活性炭的吸附。
污水廠印染廢水處理工藝存在的問題進行分析和研究,
對其印染廢水處理工藝進行了改造.改造後採用"混凝氣浮-厭氧-好氧1(活性污泥)-好氧2(生物接觸氧化)-混凝沉澱"新工藝處理印染廢水,出水各項水
質指標達到了排放標准,取得了良好的環境效益、社會效 益和經濟效益.
紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、鹼性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水之一,廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸鹼、纖維雜質、砂類物質、無機鹽等。用於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,確保整個處理系統的穩定性,因此預處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。
印染廢水處理工藝流程:
(一)廢水的水質特點以棉紡和混紡產品為主的印染廠,排出的多種廢水及水質特點為:
1)退漿廢水退漿廢水是鹼性的有機廢水,含多種漿料分解物、纖維屑,酸和酶等污染物。其污染程度視漿料的種類而異。過去多用天然澱粉作漿料,水中BOD高,近些年來,逐漸由化學漿料代替,如聚乙稀醇(PVA),廢水中BOD很低,但COD很高,從而降低了廢水的生物降解效能。
2)煮煉廢水廢水呈深褐色,含鹼濃度約0.3%,廢水BOD和COD均高達數千毫克/升。
3)漂白廢水水量大,污染輕,可直接排放或迴圈回用。
4)絲光廢水含氫氧化鈉3%~5%,一般通過蒸發濃縮回收,工藝上可重復使用,外排的絲光廢水呈鹼性,BOD高於生活污水。
5)染色廢水主要污染是有機染料和表面活性劑等助劑。水質變化大,色澤深,pH值高。
6)印花廢水主要是皁洗、水洗廢水。在採用活性染料時要用大量的尿素,故廢水中氨氮較高。
7)整理廢水水量少,含有各種樹脂,甲醛,表面活性劑等。國內幾個有代表性印染廠的廢水水質見表16-1。
(二)印染廢水治理方法
首先,從生產工藝上消除和減輕污染源。如採用干法印花工藝,消除印染廢水。按水質特點,分別回收,一水多用;用沉澱、過濾法回收土林染料和磁化染料,用超過濾法回收還原染料、分散染料等。其次,對廢水進行無害化處理。對廢水中鹼度,一般設調節池並保證必要的勻質時間;對色度,根據廢水排放和利用要求,可用凝聚法,吸附法。氧化法,電解法等化學或物理法處理,也有培養特殊的細菌在兼氣條件下進行脫色。需要指出的是,採用凝聚法對直接染料,還原染料,磁化染料,分散染料的色度,去除效果好,但對酸性染料,活性染料,脫色效果差。活性炭對染料的吸附有選擇性,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良好吸附效能,但對硫化染料、還原染料、塗料等不溶性染料吸附效能很差。常用的臭氧氧化劑,對直接染料、酸性染料、鹼性陽離子和活性染料等親水性染料,脫色效果好,對還原染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料脫色效果差。廢水中大量有機物,通常採用生物法處理能達到較滿意的效果;對PVA等化學漿料,可採用生物分解法或回收利用法。在生物分解中,可分別採用高MLSS的一段和二段曝氣法及厭氧—好氧串酸處理工藝;在回收利用中,可分別採用膠凝鹽析法(投加硼砂及硫酸鈉)、凝結劑法(如用芒硝和硼砂作凝結劑)、超過濾法(在北京、上海、河南等廠已採用)。
總之,印染廢水處理流程的選擇,要根據生產工藝採用的原料、產品種類、加工的方法,工藝過程中投加的葯劑,染料、助劑性質以及出水最終去向和要求,分別採用一級化.學和物化處理或二級生物法為主的處理或三級深度處理。
(三)廢水處理流程的選擇
1)首先考慮清濁廢水分流,把一些較濃的染色廢水和不易生物降解的廢水單獨進行化學和物化法回收或處理後,再混合其他廢水進行生物處理或排向市政污水處理廠統一處理;
2)如水質允許,採用化學凝聚和加壓氣浮相結合的處理方法,對小型印染廠可選用國內已有的成套裝置,執行費用略高,在一般情況下,處理出水能符合要求。
3)生物處理可優先考慮活性污泥法,傳統的鼓風曝氣法和延時曝氣法均能取得穩定的效果,在曝氣4~6小時的條件下,BOD5去除90%,COD去除60~70%。鼓風曝氣污泥負荷為0.3~0.5公斤BOD/公斤MLSS·日,延時曝氣法採用污泥負荷為0.1公斤BOD/公斤MLS8·日。如採用加速表面曝氣法,曝氣池與沉澱池宜分建,這樣有利於抑制污泥的膨脹,管理較方便,出水水質穩定。
4)當處理出水要求較高或廢水處理後作重復使用時,則宜在生物處理後增加吸附或凝聚過濾裝置。厭氣-好氣-活性炭工藝,不僅對化學漿料PVA和色度的去除效果好,而且出水水質好,受到人們注意。
5)關於生物處理中採用生物膜法時:
①接觸氧化法-採用容積負荷2.3~5.0公斤BOD/(米·日)。優點是處理時間短且污泥不必迴流,但氣水比高,基建費和執行費略高。
②生物轉盤-適用於處理水量小的印染廠,如水量在1OOO米³/日以內,執行簡單,耗電省。關鍵在轉盤材質和轉盤前調節池的設定。有機負荷採用15~30克BOD5/(米·日),水力負荷採用0.1~0.25米。/(米·日)。
③塔式濾池-主要特點是省地,它是一個不完全處理構築物,採用容積負荷1.6~1.8公斤BOD/(米·日)時,COD去除率40%~50%,BOD去除率50%~60%。
吸附(包含離子交換)
將廢水通過固體吸附劑,使廢水中溶解的有機或無機物吸附在吸附劑上,通過的廢水得到處理
吸附劑有活性炭,煤渣,土壤等 吸附塔,再生裝置
染色,顏料廢水,還可吸附酚,汞,鉻,氰以及除色,臭,味等用於深度處理。 編輯本段污水處理工藝流程
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後,經過格柵或者砂濾器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理裝置,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理裝置的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理裝置,一部分進入污泥濃縮池,之後進入污泥消化池,經過脫水和乾燥裝置後,污泥被最後利用。
印染廢水處理工藝之吸附法原理自古至今用的吸附法,如骨鈸能使糖液脫色,木炭能凈水等,特別是吸附法具有能脫色、脫臭的作用
自從活性跋用作吸附劑,在工業上應用以來,對吸附現象的研究巳有巨大。進展,吸附劑的製造亦有改進。為除去微量雜質,吸附法是最適當的操作法之一,在化學工業范圍內正在廣泛應用。吸附現象是介面現象,即在不同的兩相〖液相一固相, 或氣相一固相)的交接而上發生的現象。所謂吸附,就是液相或氣相的分子收容在固體表面的現象。當氣相吸附在固相上時,氣體在固體表面上的濃度提高了。吸附劑的多孔性結構使它擁有巨大的表面積,在它的毛細管壁上吸附著大量氣體。當液相吸附在固相上時,溶質被吸附劑所吸附,在吸附劑的表面上,溶質濃度比溶液內的更高。
吸附平衡在某一規定溫度下,吸附劑與單成份系氣體或溶液接觸,達到平衡時,為吸附劑所吸附的氣體或溶質的比例稱為平衡吸附量。平衡吸附量X用吸附量與吸附劑量的重畺比來表示。弗倫立希氏提出在某溫度下,存在下式的關系,式中,代表氣體分壓力或溶質濃度;6表示吸附劑效能的常數,隨著溫度、氣體或溶質的組成而變化。就是同一種吸附劑也會隨著製法、再生條件與使用次數的變化,在效能上受到影響。
混合熱附廢水含有多種成份,如有兩種以上的成份吸附則稱為混合吸附。這時一種成份的吸附,為其它成份的吸附所影響。在多種成份中有一種成份優先地並特別容易地吸附的情況是很多的。像這種情況可以認為是單成份系的吸附。各種吸附劑都有它的優先吸附的物質。砝腔對具有執鍵結構的物質,例如水能特別優先地吸附,活性碳對長分子鍵物質容易吸附。(三)吸附熱吸附法與冷凝一樣,在吸附時有熱量生成。在氣體吸附的情況下,這種吸附熱能使吸附劑溫度上升,值得注意。沒有吸收任何東西的吸附劑,在吸附氣體時吸附熱最大,已經大量地吸附了什麼東西的吸附劑,它的吸附熱便減少。固定層在吸附時,由千放出的吸附熱而在吸附劑填充層發生溫度上升。發熱現象的吸附和吸熱現象的解吸同時發生的情況是很普遍的。例如在混合吸附中,巳經被吸附的但不易吸附的物質被更容易吸附的物質所取代。
磷化廢水是金屬表面處理的前處理,一般有除油除銹、表調、磷化鈍化。有簡單磷化就是用磷酸與硫酸和硝酸,也有要求高的專用磷化劑(有水劑和粉劑產品),粉劑產品相對產泥較多。噴塗有噴粉和噴漆。假如是噴粉則排放的廢水就是前處理廢水包括磷化廢水。
磷化廢水處理工藝簡單,加石灰調PH(石灰起到助凝作用),加混凝劑,再沉澱,最後最好加一級氣浮比較好。要害是調PH,由於磷酸氫根離子的原因,最好為10-10.5,氣浮前回調。另假如是專用磷化劑,還含有其它的金屬離子,如鋅系磷化劑,要適當考慮Zn離子的酸鹼溶兩性特點。磷化廢水中的COD(主要是表面活性劑引起的),一般用沉澱加氣浮兩級可達到排放標准,不需非凡考慮。還有注重的是混凝劑,有硫酸亞鐵和氯化鐵,前者便宜,後者貴但效果好,只是需防腐,其實實際使用費用並高不了多少。有家家電公司五座廢水站都是該工藝,執行長期達標。
如是噴漆廢水,因可溶性的有機物較多,COD也較高,與磷化廢水一起處理較難達標,最好分開處理。
漆霧廢水使用絮凝劑進行絮凝,之後進行撈渣。
撈渣後的廢水進行水處理,分別沉降、二次絮凝、生物處理。。最後迴圈使用,這樣環保局不會找到漏洞。
你可以參考下:HJ 2004-2010 屠宰與肉類加工廢水治理工程技術規范
醫葯廢水處理首選催化微電解技術,此工藝可大幅度降低COD、色度的同時,提高廢水的可生化性,此工藝已經被國內多家大型醫葯企業所引用,並且得到一致好評,國內環保類企業也在紛紛引入,詳細引數及介紹請詢:189-0646-1999.