A. 如何用高级氧化法处理印染废水
处理印染废水,建议采抄用协同氧化法。协同催化氧化法充分借鉴了光化学法、高频声化学法、无声放电法和纳米催化法四者的设计手法,使活性氧失去一个电子,生成极高的氧化电位,与有机污染物发生链式快速反应的同时,通过无声剪切、使大分子主链上的碳键断裂,活性氧深入污染物分子内部直接氧化其分子核,与此同时光辐射纳米催化也顺势深入分子的分子核,使污水得到有效的光解和催化,致使废水中的有害物质无选择地氧化成CO2、H2O或矿物盐,并能卓有成效地脱色、脱氮、除磷及氧化重金属和难降解有毒、有机物,其氧化能力是曝气处理法的十三倍以上,并且不余留残余,是目前最理想的处理设备。
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B. 如何用高级氧化技术处理印染废水
印染废水的水质复杂,污染物按来源可分为两类:一类来自纤维原料本身的夹带物;另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。
处理方法有以下几种:
1湿式氧化法
湿式氧化法是在高温(125-320℃)、高压(0.5-10MPa)下用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物使之生成CO2和H2O的一种处理方法。一般认为,湿式氧化反应是自由基反应,反应分为链的引发、链的发展或传递以及链的终止3个阶段。链的引发阶段,主要是由分子氧与反应物分子作用生成烃基自由基(R·);链的发展或传递阶段,自由基与反应物分子相互作用,产生酯基自由基(ROO·)、羟基自由基(HO·)以及烃基自由基(R·),羟基自由基有强氧化性再去氧化有机废物;链的终止阶段,自由基之间相互碰撞生成稳定的分子,使链的增长过程中断,反应停止。
2超声波氧化法
一般认为,频率范围在15 kHz-1 MHz的超声波辐照降解水中的化学污染物是由超声空化效应引起的物理化学过程。超声空化的热点理论模型认为:一定频率和压强的超声波辐照溶液时,在声波负压相作用下溶液中产生了空化泡,在随后的声波正压相的作用下空化泡迅速崩溃,整个过程发生在ns-μs的时间内,气泡快速崩溃伴随着气泡内蒸汽相的绝热压缩,产生瞬时的高温高压,形成所谓的“热点”。进入空化泡中的水蒸气在高温高压下发生了分裂及链式反应,产生·OH、HOO·、·H等自由基以及H2O2和H2等物质。声化学反应的途径主要包括高温高压热解反应和自由基氧化反应2种类型。
3光催化氧化法
光催化氧化(非均相)是以n型半导体(如:TiO2、ZnS、WO3、SnO2等)作催化剂的氧化过程。当催化剂受到紫外光照射时,表面的价带电子(e-)就会被激发到导带,同时在价带产生空穴(h+),形成电子空穴对(h+-e-)。这些电子和空穴迁移到粒子表面后,由于空穴有很强的氧化能力,使水在半导体表面形成氧化能力极强的羟基自由基(·OH),羟基自由基再与水中有机污染物发生氧化反应,最终生成CO2、H2O及无机盐等物质。
4超临界水氧化法
超临界水是指水处于其临界点(374℃,22.1 MPa)以上的高温高压状态。超临界水氧化反应是基于自由基反应机理,在超临界状态下水成为非极性有机物的良好溶剂,这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均一相中进行,由氧气攻击最弱的C-H而产生有机自由基,进一步反应生成过氧自由基(·HO2),进一步反应生成的过氧化物相当不稳定,再进一步断裂生成CO2、H2O等简单无害的小分子化合物。同时较高的温度也使反应速度加快,甚至几秒内就能完成对大部分有机物的破坏。
5电化学氧化法
电化学氧化法的机理主要是通过电极材料的作用产生超氧自由基(·O2)、H2O2、羟基自由基(·OH)等活性基团来氧化水体中的有机物。该方法只发生在水中,且不需另加催化剂,避免了二次污染。由于其可控制性强,无选择性,条件温和,兼有气浮、凝聚、杀菌作用,废水中的金属离子可使正负极同时作用等优点,所以对于难生化降解的有机物有比较好的处理效果。
C. 染料废水处理的基本方法|印染废水的处理方法
1. 染料废水处理现状及国内外研究进展
染料不但具有特定的颜色,而且结构复杂,以高分子络合物为多,结构很 难被打破,生物降解性较低,大多都具有潜在毒性,在环境中的归趋依赖于很多未知因子。加升含之染料生产具有品种多、批量少、更新快的特点,致使染料废水难找到行之有效的处理方法。染料废水的处理方法很多,下面分别对其作 简要介绍。
1.1 膜分离法
膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的 统称,常用的膜分离方法有渗析、电渗析、超滤和反渗透。膜分离技术用于染料废水处理始于上个世纪 70 年代初,膜分离技术有澄清、浓缩作用,最主要的是具有从连续流动系统中分离染料的功能。膜技术处理染料废水可将废水分离为浓缩液和透过液。其中浓缩液可用于染料回收,透过液 也可回用,用于染料的生产。这样做既可以实现废水的有效处理也使得染料不随排水流失,又不会造成水质污染.Ismail Koyuncu用DS5-DK型纳滤膜处理 染槽废水(废水中含活性黑 5、活性蓝9、活性橙 16、和NaCl), 结果表明,该纳 滤膜对染料的截留率在 99%以上, 透过液几乎无色,该膜的通量受染料浓度的 影响较大,在染料浓度恒定时,通量随染料浓度的增加而减小。蔡惠如等通过采用纳滤技术分别对配制染料废水和实际染料废水的染料截留和脱色进行实验,发现纳滤对染料废水的脱色率很高,对染料含量 1000mg/L的进水,脱色率大于99%。膜分离法具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特点。但是膜分离技术由于 浓差极化、膜污染及膜的价格较贵,更换频率较快,告滚使处理成本较高,从而严重 阻碍了膜分离技术的更大规模的工业应用。
1.2萃取法
萃取实质是采用与水不互溶但能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分混合触 后,利用污染物在水和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物,从而净化废水。萃取法处理染料废水是利用不溶或难溶于水的溶剂将染料分子从水中萃取出来。常用的萃取法有溶液萃取、电泳萃取、液膜法等。Pandit等采 用可逆胶囊液-液萃取方法,通过把有机染料(有机相)与水相分离而使废水得到处理。他们的研究表明,在阳离子十六烷基三甲基溴胺表面活性剂存在下,阴离子甲基橙从水中得到有效地分离;在阴离子十二烷基苯硫酸盐表面活性剂存 在下,戊基乙醇作为萃取溶剂,阳离子亚甲基蓝也得到有效分离。陈敬润等以天然植物油为膜液,含聚四氟乙烯涂层的聚丙烯平板膜(PPsT)作为支撑膜, 研究了支撑液膜(SLM)系统去除和回收水溶液中分散染料阳离子红4G的性能 及影响因素,在最佳条件下,100 mg/L的染料溶液其去除率达到94.1%。 近年来液膜技术发展较快,利用液膜技术萃取含染料废水中的染料物质,具有明显的经济效益和环境效益。
1.3辐射法
微波辐射是辐射法中常用的处理染料废水的方法。微波辐射用于消除有机 污染物是 80 年代后兴起的一项新技术,微波位于电磁波谱的红外辐射和无线电波之间,微波仅对液体中的极性分子起作用,能使极性分子产生高速的旋转碰 撞产生热效应,改变体系的热力学函数,降低反应的活化能和分子的化学活性。 此外,微波还有非热效应的特性,即在微波场中,剧烈的极性分子振荡,能使 化学键断裂,使污染物降解。冯建敏等采用微波辐射技术, 建立了酸性黄染料废水的处理工艺,实验结果表明,质量浓度 50mg/L的酸性黄染料废水50mL,活性炭用量 2g,微波辐射功率 800W,处理 7min时,可以得到最佳的废水处理效果。刘宗瑜[20]等为有效处理酸性染料废水,采用在吸附催化剂的存 在下微波辐射技术处理染料废水,并取得了良好的实验结果,对染料废水的去 除率达到96%~98%。辐射法可有效降解染料等其他难生物降解的有机物,且辐射技术和其它技 术有很好的协同作用,与传统的水处理技术相比,辐射技术在常温常压下进行,工艺简单,无二次污染。该技术存在的主要难题是用于产生高能粒子的装置昂 贵、技术要求高,而且该法的能耗大、能量利用率较低;此外为避免辐射对人体的危害,还需要特殊的保护措施。因此该法要投入运行,还需进行大量的研究探索工作。
1. 4 氧化法 氧化法也是含染料废水处理常用的方法,目前主要有:高温深度氧化法、化学氧化法和光催化氧化法。其中光催化氧化技术在染料废水处理领域的应用 具袜笑余有良好的市场前景和经济效益。 光催化氧化法是利用光和特定的催化剂产生强烈的氧化作用氧化分解废水 中有机物的化学方法。常用的光源为紫外光,常用的催化剂为H O 、Fenton试剂、O3等。柴嫔姬等人[22]对紫外光照射下二氧化钛光催化氧化处理亮蓝染料废水进行了研究,考察了紫外光照射时间、TiO2 投入量、废水pH 值、废水初始浓度和 H O 加入等因素对亮蓝转化率的影响。结果表明,在紫外光照射60 min下,亮蓝转化率可达 75.6%,75.6%,TiO 与H O间存在显著的协同效应。王莹、熊振湖采用UV/Fenton高级氧化技术对偶氮染料铬黑T模拟废水进行了光催化 降解,考察了溶液的pH值、染料浓度、[H O ]/[Fe2+]以及光照强度对脱色效果的影响。在一定条件下,该技术对铬黑T染料废水的脱色率可达到95%以上。光催化氧化法处理有机废水不产生或者产生很少污泥,此外,该技术能有效破坏很多结构稳定难以降解的有机污染物,具有高效、污染物降解更彻底等 优点。
1.5 混凝法
混凝法是废水处理的常用方法,主要有混凝沉淀法、混凝气浮法。近年来,针对传统的混凝药剂处理效果不理想等缺点,国内外开发、研究和应用无机或 有机高分子混凝剂日益增加。 李春华等人对混凝剂在印染废水中的应用作了详细的介绍。铝盐和铁盐 等无机混凝剂,对分散染料、硫化染料等以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料有良好的混凝效果,但对酸性染料、活性染料、阳离子染料等水溶性染料的混凝效果较差;高分子碱式氯化铝和聚丙烯胺的混凝效果优于无机盐混凝剂;有机絮凝剂用量少,絮凝速度快;微生物絮凝剂无毒、无害、易于固液分离。邱荷香等采用水解酸化—A/O—化学混凝沉淀法处理此类废水,各项污染物的去除率高,有较强的耐冲击负荷能力,处理效果稳定,处理费用较低。 混凝法工艺流程简单,操作管理方便,设备投资省,占地面积小,对疏水性染料脱色效果很高。但该法运行费用较高,泥渣量多且脱水困难,对亲水性染料以及对水体中其他可溶性N、P 化合物去除率差,需开发新型高效混凝剂。
1.6 生物法
一般地说,物理、化学处理方法只是将将污染物浓缩、转移,对环境的潜在的影响不容忽视,而生物法是利用污染物为微生物的营养源,是实现污染物减量化、无害化的理想手段。常见的生物法有活性污泥法、生物膜法及固定化微生物(酶)技术等Kapdan等在活性污泥单元对模拟的Blue G活性染料废水进行研究,结果表明在添加白腐真菌的活性污泥法中,添加木灰作为吸附剂,在染料质量浓度为200 mg/L、吸附剂质量浓度为 150 mg/L、活性污泥泥龄为20 d的条件下,最大脱色率为 82%。张永明[27]等用蜂窝陶瓷作为生物膜载体的生物反应器来降解活性翠蓝(RTB),研究了不同基质与RTB共基质降解的规律,结果表明浅色基质有利于对色度的去除。而添加基质的方法对活性翠蓝去除率的影响较大,分批加入比一次性加入有助于色度的快速去除。王芳等介绍了固定化微生物技术,并综述了固定化微生物技术处理印染废水的发展现状。国内外从20 世纪 80 年代末 90 年代初开始用固定化细胞技术进行印染废水脱色研究,通过将活性污泥中分离、筛选出来的优势菌种加以固定,组成一个快速、高效、连续的废水处理系统,脱色率在 80%以上,CODcr的去除效果良好,预示着固定化细胞技术在处理印染废水方面具有广阔的应用前景。生物法在染料废水中的应用最为广泛,生物法具有处理效果好、运行费用低等优点。但由于技术方面的原因,该法运行不稳定,适用性不广,受外界因素的影响较大,在实际应用中受到了一定程度的限制。为了提高生物技术的生物降解效率,目前国内外展开了大量的研究并取得了不错的成绩。
1.7 吸附法
吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位。吸附是指固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,当某些物质碰撞固体表面时,受到这些不平衡力的吸引而停留在固体表面上。吸附的结果是吸附质在吸附剂上浓集,吸附的表面能降低。吸附技术就是利用 多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物,以回收或去除某些污染物,从而也是使废水得到净化的方法吸附法中常用的吸附剂有活性炭、树脂、矿物、废弃物等。染料废水的吸附脱色有两种机理:吸附和离子交换,吸附效率受很多理化因素的影响,如染料—吸附剂的相互作用、吸附剂的比表面积、吸附剂的颗粒 尺寸、温度、pH值和吸附时间等。
(1)活性炭吸附法
活性炭作为一种优良的吸附剂已经广泛地用于染料废水的脱色,活性炭能去除各种染料的颜色,处理效果取决于活性炭的类型和染料废水的特性,增大活性炭用量可提高吸附率。活性炭价格较高,使它的应用受到限制,使用后的活性炭需要再生,再生的方法有高温和解吸液处理两种,再生会导致活性炭 10~15%的损失。
(2)树脂吸附法
20 世纪后期,随着结构改良的离子交换树脂、吸附树脂和复合功能树脂的成功研制,树脂吸附法被广泛应用于化工废水的治理与资源化。但是在染料废水处理方面的研究和应用相对不是很多,有人针对染料废水合成出具有不同物理化学特性的树脂来处理该类废水,并取得了较好的处理效果。一般染料废水中都含有比较多的无机盐,而盐类对树脂的吸附有一定的影响。Silke Karcher等研究了硫酸盐,碳酸盐,磷酸盐等无机盐对吸附的影响。研究发现,硫酸盐对吸附的抑制很弱,碳酸盐对吸附的抑制中等,磷酸氢根离子的存在对吸附有着强烈的抑制作用,目前对此还没有合理的解释。
(3)矿物、废弃物吸附法
自然界中的很多物质具有多孔结构,有良好的吸附性能,可用来处理染料废水。天然矿物主要包括各种黏土,矿石,煤炭等,一般储量都比较丰富,我国矿渣,炉渣,煤渣,粉煤灰等废物量也很多,成本更为低廉,因此这些无机吸附剂的应用前景比较广阔。 曾秀琼用改性的天然膨润土吸附活性艳红X-3B,并与活性炭进行比较。结果表明,两者对废水的脱色率都在90%以上。Konru R. Ramakrishna等将泥煤、钢渣、膨润土、粉煤灰等无机吸附剂和活性炭对染料的吸附性能进行了比较,试验结果表明,钢渣、粉煤灰对酸性染料以及泥煤、膨润土对碱性染料的吸附效果可以和活性炭相媲美,而这四种吸附剂对分散染料的吸附效果都优于活性炭,这一结果为低成本的吸附剂走向工业化应用提供了科学依据。很多科学家对一些天然的原料和农业精制炭进行了进一步处理,并研究了这些物质的吸附行为,其中桉树皮、稻壳、竹子、麦杆、椰子壳、野草、木薯皮、花生壳、李子核、棕榈果等天然炭纤维经过处理后对染
料都有很好的吸附效果。但是这些吸附剂吸附饱和后如何处置是有待解决的难点。找到一种行之有效的吸附剂可以更好的处理染料废水。
D. 染料废水的处理方法
我国染料废水处理工艺研究中具有明显的水量大、水质复杂特色,这种染料废水的化学需氧量、含盐量较高,科、化学性较差。对染料废水进行治理可以减少整体的治理难度,实现对环境的保护,增强整体的处理效果。在进行染料废水处理的过程中,常选取物理法、化学法、生物法等新型工艺进行染料废水处理,确保提高处理效果。
一、染料废水
1、染料废水的特点
(1)染料废水的水质随加工的纤维种类和采用工艺以及使用的染化料的不同而异,污染物组分差异很大。染料废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水。传统的生物处理工艺已受到严重挑战。传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的 COD 去除率也仅为 30%左右。
(1)一般染料废水pH值为6~13,色度可高达1000倍,CODCr为400~4000mg/L,BOD5为100~1000mg/L, 染料废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒害成份及色度高的特点。以处理难度为标准可分为:
a.高浓度染料废水:机织布的退煮漂废水、牛仔线的浆染废水、印花废水、蜡染废水、碱减量废水和绣花废水等。
b.中等浓度染料废水:毛织物染色、针织染色、丝绸染整、缝纫线染色及拉链染色等。
c.低浓度染料废水:牛仔服饰洗漂废水。
二.染料废水的主要来源
染料废水主要指天然水体的污染。印染废水排入天然水体后,印染废水的水温较高,且水中大量有机物会迅速消耗水体中的溶解氧,使河流因缺氧产生厌氧分解,释放出的H2S加大了进一步消耗水体中的溶解氧,水体中溶解氧大幅度下降的水体。这种废水中总磷、总氮含量增高,排放后使水体过于富营养化。漂白废水中的游离氯可能破坏或降低河流的自净能力。
常见的废水来源主要有:染料中的化学元素沉积、染料有毒元素积累、放射性元素辐射等方面。工业企业在进行染料压滤和板框压滤机进行清洗的过程中,很容易出现环境污染废水。这些废水中含有较高的染料色素、悬浮物、氨氮元素,导致整体需氧量增加,污染周围水质,导致环境问题加重。
二、我国印染行业废水处理中的问题
1、对水处理资金投入不足
发达国家生产的印染产品档次比国内高,其对印染废水处理的成本投入也很高,印染废水处理效果我国与之是天壤之别,其印染废水排放达到零,我们目前还很难达到。我国国内印染产品的档次偏低,大部分属于中低档,附加利润也相对较低,造成这些的主要原因是我国对废水排放处理做的还不到位。目前,国内一些印染废水处理厂处理一吨印染废水需要费用在1000元左右,与外国相比有很大的差距,由于投入不足,造成部分印染厂废水排放很难达标。
2、印染企业管理制度不强
由于我国印染业相对来说处于各行业的最低位置,由于受我国经济的影响,目前的管理水平与国外发达国家还有一定的差距,因此要想提高和发展印染行业,改善当前的管理制度是首要考虑。
三、染料废水的处理方法
1、物化处理法
(1)辐射法
近年来,辐射法处理染料废水得到了较大发展,如电离辐射、紫外辐射等。Solpan等采用β射线辐射法对活性染料进行脱色和降解研究,结果表明,对活性蓝5和活性黑5的脱色和降解效果都很好,且随辐射剂量的增加而增加;当其浓度较低时两种染料污水的脱色程度达到100%,COD也下降了76%-80%。
(2)超声波降解法
超声波作为一种新的能量形式在化学化工领域中的应用研究,获得了许多有价值的成果。祁梦兰采用声化学氧化法作预处理,可使生物难降解的染料废水可生化性BOD5/COD值由0.22-0.28提高到0.44-0.51。超声波对化学反应所产生的独特作用以及它的良好的应用前景正越来越引人注目。
(3)磁分离法
磁分离法不仅能直接处理工业废水中的各种细微的弱磁性、顺磁性物质,而且还能分离出不具磁性的细菌、病毒、藻类、悬浮物、有机和无机化合物、油脂类和重金属等,其应用范围非常广泛。
(4)混凝沉降法
混凝沉降是处理染料废水经常采用的方法之一, 是迄今为止属于工艺上比较成熟、处理效果比较稳定的染料废水处理方法。目前得到普遍认可的混凝机理有压缩双层、电中和、桥联作用和网捕作用 。可以预料,随着人们对含染料废水处理机理认识的不断提高,新型、高效的混凝剂必将更为广泛地应用于染料废水处理。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。
2、生物处理法
好氧法和厌氧法是生物处理的两大类方法。近年来,很多工程实践都表明,好氧法和厌氧法由于具有很大程度上的互补性,所以将二者联合时,能够使得不能或难以处理的染料废水在不同程度上取得将好的降解效果。
3、染料废水处理新技术
(1)超临界水氧化技术
超临界水氧化是指当温度、压力高于水的临界温度(374℃)和临界压力(22.1 MPa)条件下水中有机物的氧化。处在超临界态的水有着与常态水完全不同的物理、化学性质。由于超临界水汽液相界面消失,成为一均相体系,因而超临界水中的有机物的氧化反应速度极快。尽管技术有许多优点,并且展现出良好的工业应用前景,但是超临界水氧化法还有一些实际的技术问题需要解决,如反应条件较为苛刻(高温、高压),对设备材质要求高等。在超临界水中,由于无机盐溶解度小,因此在氧化过程中会有盐的沉淀引起反应器和管路的堵塞。
(2)低温等离子体化学
等离子体是在特定条件下使气(汽)体部分电离而产生的非凝聚体系。体系内正负电荷相等,整个体系呈电中性,被称为物质存在的第四态。带电粒子中电子质量最轻,其温度高达10 4K以上;离子、自由基、中性原子或分子等重粒子的温度接近或略高于室温,称这种等离子体为低温等离子体。低温等离子体具有足够高能量的活性物种,因而可使反应物分子激发、电离或断键。尽管国内外对低温等离子体化学技术在环境污染治理的应用的原理已有较多的讨论,也有一些单一有机物降解的实验室研究工作的报道,但是该技术对不同类型的有机物和实际工业废水的降解的研究报道较少另外,该技术的实际应用也存在如何降低能耗,提高降解效率的问题。
结 语:
对染料废水进行行之有效的处理不但能降低对环境的污染,给生物创建良好的生活空间,还可以提高我国经济效益,加快我国社会主义建设,实现我国经济技术可持续发展。通过对废水处理工艺进行改进与完善,对染料废水进行过滤,将污染物进行有机分解,降低分解产物的有害物质,实现对染料废水的合理处理。通过采用物理、化学、生物等多种方法对其进行有效处理,真正达到染料废水排放的指标。
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E. 印染废水处理工艺
1先催化氧化
2生化活性污泥处理
印染废水处理中,常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外,电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中:
1.混凝法
混凝法是印染废水处理中采用最多的方法,有混凝沉淀法和混凝气浮法两种。常用的混凝剂有碱式氯化铝、聚合硫酸铁等。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。
混凝法设定在生物处理前时,混凝剂投加量较大,污泥量大,易使处理成本提高,并增大污泥处理与最终处理的难度。混凝法的COD去除率一般为30%~60%,BOD5去除率一般为20%~50%。
作为废水的深度处理,混凝法设定在生物处理构筑物之后,具有操作执行灵活的优点。当进水浓度较低,生化执行效果好时,可以不加混凝剂,以节约成本;当采用生物接触氧化法时,可以考虑不设二次沉淀池,让生物处理构筑物的出水直接进入混凝处理设施。在印染废水处理中,多数是将混凝法设定在生物处理之后。其COD去除率一般为15%~40%。
当原废水污染物浓度低,仅用混凝法已能达到排放标准时,可考虑只设置混凝法处理设施。
2.化学氧化法
纺织印染废水的特征之一是带有较深的颜色。主要由残留在废水中的染料所造成。此外,有些悬浮物、浆料和助剂也能产生颜色。废水脱色就是去除废水中上述显色有机物。印染废水经生物法或混凝法处理后,随BOD和部分悬浮物的去除,色度也有一定的降低。一般情况下,生物法的脱色率较低,仅为40%~50%。混凝法的脱色率稍高,但因染料品种和混凝剂的不同而有很大的差别,脱色率在50%~90%之间。因此,采用上述方法处理后,出水仍有较深的颜色,对排放和回用都很不利。为此,必须进一步进行脱色处理。常用的脱色处理法有氧化法和吸附法两种。氧化脱色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三种。
化学氧化法一般作为深度处理设施,设定在工艺流程的最后一级。主要的目的是去除色度,同时也降低部分COD。经化学氧化法处理后,色度可降到50倍以下,COD去除率较低,一般仅5%~15%。
3.电解法
借助于外加电流的作用产生化学反应,把电能转化成化学能的过程称电解。利用电解的化学反应,使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法,简称电解法。
电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水,近年来才开始用于处理纺织印染废水的治理,但尚缺乏成熟的经验。研究表明,电解法的脱色效果显著,对某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染废水,脱色率可达90%以上,对酸性染料废水脱色率达70%以上。电解法对于处理小水量的印染废水,具有装置简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用,取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多,不适宜在水量较大时采用。电解法一般作为深度处理,设定在生物处理之后。其COD去除率为20%~50%,色度可以降到50倍以下。
当原废水浓度低,仅用电解法已能达到排放标准时,可考虑只设置电解法处理设施。仅用电解法处理时,COD去除率为40%~75%。
4.活性炭吸附法
活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明,活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性,它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下,对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物,如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等,都有独特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。吸附是一种介面现象,其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附,多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附效能愈好;吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近,愈容易被吸附;吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外,水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少,随pH值的降低而增大。故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附。
污水厂印染废水处理工艺存在的问题进行分析和研究,
对其印染废水处理工艺进行了改造.改造后采用"混凝气浮-厌氧-好氧1(活性污泥)-好氧2(生物接触氧化)-混凝沉淀"新工艺处理印染废水,出水各项水
质指标达到了排放标准,取得了良好的环境效益、社会效 益和经济效益.
纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。
印染废水处理工艺流程:
(一)废水的水质特点以棉纺和混纺产品为主的印染厂,排出的多种废水及水质特点为:
1)退浆废水退浆废水是碱性的有机废水,含多种浆料分解物、纤维屑,酸和酶等污染物。其污染程度视浆料的种类而异。过去多用天然淀粉作浆料,水中BOD高,近些年来,逐渐由化学浆料代替,如聚乙稀醇(PVA),废水中BOD很低,但COD很高,从而降低了废水的生物降解效能。
2)煮炼废水废水呈深褐色,含碱浓度约0.3%,废水BOD和COD均高达数千毫克/升。
3)漂白废水水量大,污染轻,可直接排放或回圈回用。
4)丝光废水含氢氧化钠3%~5%,一般通过蒸发浓缩回收,工艺上可重复使用,外排的丝光废水呈碱性,BOD高于生活污水。
5)染色废水主要污染是有机染料和表面活性剂等助剂。水质变化大,色泽深,pH值高。
6)印花废水主要是皁洗、水洗废水。在采用活性染料时要用大量的尿素,故废水中氨氮较高。
7)整理废水水量少,含有各种树脂,甲醛,表面活性剂等。国内几个有代表性印染厂的废水水质见表16-1。
(二)印染废水治理方法
首先,从生产工艺上消除和减轻污染源。如采用干法印花工艺,消除印染废水。按水质特点,分别回收,一水多用;用沉淀、过滤法回收土林染料和磁化染料,用超过滤法回收还原染料、分散染料等。其次,对废水进行无害化处理。对废水中碱度,一般设调节池并保证必要的匀质时间;对色度,根据废水排放和利用要求,可用凝聚法,吸附法。氧化法,电解法等化学或物理法处理,也有培养特殊的细菌在兼气条件下进行脱色。需要指出的是,采用凝聚法对直接染料,还原染料,磁化染料,分散染料的色度,去除效果好,但对酸性染料,活性染料,脱色效果差。活性炭对染料的吸附有选择性,对阳离子染料,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,但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附效能很差。常用的臭氧氧化剂,对直接染料、酸性染料、碱性阳离子和活性染料等亲水性染料,脱色效果好,对还原染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料脱色效果差。废水中大量有机物,通常采用生物法处理能达到较满意的效果;对PVA等化学浆料,可采用生物分解法或回收利用法。在生物分解中,可分别采用高MLSS的一段和二段曝气法及厌氧—好氧串酸处理工艺;在回收利用中,可分别采用胶凝盐析法(投加硼砂及硫酸钠)、凝结剂法(如用芒硝和硼砂作凝结剂)、超过滤法(在北京、上海、河南等厂已采用)。
总之,印染废水处理流程的选择,要根据生产工艺采用的原料、产品种类、加工的方法,工艺过程中投加的药剂,染料、助剂性质以及出水最终去向和要求,分别采用一级化.学和物化处理或二级生物法为主的处理或三级深度处理。
(三)废水处理流程的选择
1)首先考虑清浊废水分流,把一些较浓的染色废水和不易生物降解的废水单独进行化学和物化法回收或处理后,再混合其他废水进行生物处理或排向市政污水处理厂统一处理;
2)如水质允许,采用化学凝聚和加压气浮相结合的处理方法,对小型印染厂可选用国内已有的成套装置,执行费用略高,在一般情况下,处理出水能符合要求。
3)生物处理可优先考虑活性污泥法,传统的鼓风曝气法和延时曝气法均能取得稳定的效果,在曝气4~6小时的条件下,BOD5去除90%,COD去除60~70%。鼓风曝气污泥负荷为0.3~0.5公斤BOD/公斤MLSS·日,延时曝气法采用污泥负荷为0.1公斤BOD/公斤MLS8·日。如采用加速表面曝气法,曝气池与沉淀池宜分建,这样有利于抑制污泥的膨胀,管理较方便,出水水质稳定。
4)当处理出水要求较高或废水处理后作重复使用时,则宜在生物处理后增加吸附或凝聚过滤装置。厌气-好气-活性炭工艺,不仅对化学浆料PVA和色度的去除效果好,而且出水水质好,受到人们注意。
5)关于生物处理中采用生物膜法时:
①接触氧化法-采用容积负荷2.3~5.0公斤BOD/(米·日)。优点是处理时间短且污泥不必回流,但气水比高,基建费和执行费略高。
②生物转盘-适用于处理水量小的印染厂,如水量在1OOO米³/日以内,执行简单,耗电省。关键在转盘材质和转盘前调节池的设定。有机负荷采用15~30克BOD5/(米·日),水力负荷采用0.1~0.25米。/(米·日)。
③塔式滤池-主要特点是省地,它是一个不完全处理构筑物,采用容积负荷1.6~1.8公斤BOD/(米·日)时,COD去除率40%~50%,BOD去除率50%~60%。
吸附(包含离子交换)
将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上,通过的废水得到处理
吸附剂有活性炭,煤渣,土壤等 吸附塔,再生装置
染色,颜料废水,还可吸附酚,汞,铬,氰以及除色,臭,味等用于深度处理。 编辑本段污水处理工艺流程
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理装置,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理装置的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理装置,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥装置后,污泥被最后利用。
印染废水处理工艺之吸附法原理自古至今用的吸附法,如骨钹能使糖液脱色,木炭能净水等,特别是吸附法具有能脱色、脱臭的作用
自从活性跋用作吸附剂,在工业上应用以来,对吸附现象的研究巳有巨大。进展,吸附剂的制造亦有改进。为除去微量杂质,吸附法是最适当的操作法之一,在化学工业范围内正在广泛应用。吸附现象是介面现象,即在不同的两相〖液相一固相, 或气相一固相)的交接而上发生的现象。所谓吸附,就是液相或气相的分子收容在固体表面的现象。当气相吸附在固相上时,气体在固体表面上的浓度提高了。吸附剂的多孔性结构使它拥有巨大的表面积,在它的毛细管壁上吸附着大量气体。当液相吸附在固相上时,溶质被吸附剂所吸附,在吸附剂的表面上,溶质浓度比溶液内的更高。
吸附平衡在某一规定温度下,吸附剂与单成份系气体或溶液接触,达到平衡时,为吸附剂所吸附的气体或溶质的比例称为平衡吸附量。平衡吸附量X用吸附量与吸附剂量的重畺比来表示。弗伦立希氏提出在某温度下,存在下式的关系,式中,代表气体分压力或溶质浓度;6表示吸附剂效能的常数,随着温度、气体或溶质的组成而变化。就是同一种吸附剂也会随着制法、再生条件与使用次数的变化,在效能上受到影响。
混合热附废水含有多种成份,如有两种以上的成份吸附则称为混合吸附。这时一种成份的吸附,为其它成份的吸附所影响。在多种成份中有一种成份优先地并特别容易地吸附的情况是很多的。像这种情况可以认为是单成份系的吸附。各种吸附剂都有它的优先吸附的物质。砝腔对具有执键结构的物质,例如水能特别优先地吸附,活性碳对长分子键物质容易吸附。(三)吸附热吸附法与冷凝一样,在吸附时有热量生成。在气体吸附的情况下,这种吸附热能使吸附剂温度上升,值得注意。没有吸收任何东西的吸附剂,在吸附气体时吸附热最大,已经大量地吸附了什么东西的吸附剂,它的吸附热便减少。固定层在吸附时,由千放出的吸附热而在吸附剂填充层发生温度上升。发热现象的吸附和吸热现象的解吸同时发生的情况是很普遍的。例如在混合吸附中,巳经被吸附的但不易吸附的物质被更容易吸附的物质所取代。
磷化废水是金属表面处理的前处理,一般有除油除锈、表调、磷化钝化。有简单磷化就是用磷酸与硫酸和硝酸,也有要求高的专用磷化剂(有水剂和粉剂产品),粉剂产品相对产泥较多。喷涂有喷粉和喷漆。假如是喷粉则排放的废水就是前处理废水包括磷化废水。
磷化废水处理工艺简单,加石灰调PH(石灰起到助凝作用),加混凝剂,再沉淀,最后最好加一级气浮比较好。要害是调PH,由于磷酸氢根离子的原因,最好为10-10.5,气浮前回调。另假如是专用磷化剂,还含有其它的金属离子,如锌系磷化剂,要适当考虑Zn离子的酸碱溶两性特点。磷化废水中的COD(主要是表面活性剂引起的),一般用沉淀加气浮两级可达到排放标准,不需非凡考虑。还有注重的是混凝剂,有硫酸亚铁和氯化铁,前者便宜,后者贵但效果好,只是需防腐,其实实际使用费用并高不了多少。有家家电公司五座废水站都是该工艺,执行长期达标。
如是喷漆废水,因可溶性的有机物较多,COD也较高,与磷化废水一起处理较难达标,最好分开处理。
漆雾废水使用絮凝剂进行絮凝,之后进行捞渣。
捞渣后的废水进行水处理,分别沉降、二次絮凝、生物处理。。最后回圈使用,这样环保局不会找到漏洞。
你可以参考下:HJ 2004-2010 屠宰与肉类加工废水治理工程技术规范
医药废水处理首选催化微电解技术,此工艺可大幅度降低COD、色度的同时,提高废水的可生化性,此工艺已经被国内多家大型医药企业所引用,并且得到一致好评,国内环保类企业也在纷纷引入,详细引数及介绍请询:189-0646-1999.
F. 污水处理实用的高级氧化技术是什么呢
污水处理实用的高级氧化技术主要是臭氧催化氧化和芬顿氧化。
臭氧催化氧化技术:是基于臭氧的高级氧化技术,它将臭氧的强氧化性和SAO3臭氧催化剂的吸附、催化特性结合起来,能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。
芬顿氧化:芬顿氧化法是在耐州升亚铁离子存在下,H2O2在酸性条件下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH),并产生更多的其他活性氧,以对难降解有机物进行降解,反应过程为链式反应迹宴。反应彻底,效果较好。其昌老中以·OH产生为链的开始,而其他活性氧和反应中间体构成了链的节点,各活性氧被消耗,反应链终止。
G. 物化法处理精细化工污水
物化法处理精细化工污水具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
一 废水的来源
“精细化工”一词首先来源于日本,70年代,日本把凡生产具有专门功能,研究开发制造及应用技术密集度高,配方技术能左右产品性能,附加价值高,收益大,小批量,多品种的化工产品,称为精细化学品,生产精细化学品的工业,称为精细化学工业,简称精细化工。我国化工界得到多数人公认的定义是:凡能增进或赋予一种(类)产品以特定的功能,或本身拥有特定功能的小批量,高纯度的化学品,称为精细化工品。精细化工的全称是“精细化学工程”,属化学工程学科范畴。
精细化工产品的种类繁多,所包括的范围很广,如医药,农药,染料,颜料,各种中间体,涂料,香料和香精,化妆品,盥洗卫生用品,合成洗涤剂,表面活性剂,印刷油墨等。精细化工厂排出的废水主要来源于以下几类:
1.工艺废水
工艺废水是指生产过程中生成的浓废水(如蒸馏残液、结晶母液、过滤母液等),一般来说有的有机污染物含量较多,有的含盐浓度较高,有的还有毒性。不易生物降解,对水体污染较重。
2.洗涤废水
洗涤废水包括一些产品或中间产物的精制过程中的洗涤水,间歇反应时反应设备的洗涤用水。这类废水的特点是污染物浓度较低,但水量较大,因此污染物的排放总量也较大。
3.地面冲洗水
地面冲培卜洗水中主要含有散落在地面上的溶剂、原料、中间体和生产成品。这部分废水的水质水量往往与管理水平有很大关系。当管理较差时.地而冲洗水的水量较大.且水质也较差,污染物总量会在整个废水系统中占有相当的比例。
4.冷却水
却水一般均是从冷凝器或反应釜夹套中放出的冷却水。只要设备完好没有渗漏,冷却水的水质一般都较好,应尽量设法冷却后回用,不宜直接排放。直接排放一方面是资源浪费,另外也会引起热污染。一般来说,冷却水回用后,总是有一部分要排放出去的,这部分冷却水与其他废水混合后,会增加处理废水的体积。
5 .跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染
操作的失误或设备的泄漏会使原料、中间产物或产品外溢而造成污染,因此,在对废水治理的统筹考虑中,应当有事故的应急措施。
6 .二次污染废水
二次污染废水一般来自于废水或废气处理过程中可能形成的新的废水污染源,如预处理过程中从污泥脱水系统中分离出来的废水、从废气处理吸收塔中排出的废水。
7.工厂内的生活污水
二 精细化工废水的特点
1 原料以石化制品、煤加工副产品合成或植物提取、合成等。产品繁多, 工艺复杂;
2 过程使用大量有毒有害化工原料,如卤素化合物、硝基化合物, 苯、苯酚、萘以及衍生物, 具有较强刺激性气味;
3 过程副反应多, 产生的废水组分复杂;
4 中含有大量有机物(CODcr 常达几万mg/L)、色度高, 含盐高、pH极端、难生化降解;
5 高氨氮或含氮化合物;缺乏营养元素磷:
6 是目前最难处理的工业废水之一, 必须加强清洁生产和减排措施, 才能达到有效的污染控制;
三 精细化工工业废旅运水的治理原则
大部分精细化工废水均属于高难度废水范围(B:C小于0.3)。精细化工高难度工业废水其主要处理内容只有两个,其一是可溶物质,其二是不可溶配镇穗物质,归纳这两大类物质的去除手段为两个基本原则:其一,利用地球引力进行固液分离;其二,运用自然界中微生物将其降解为二氧化碳和水及剩余污泥。
对于可溶性有机物中难降解性的有毒有害溶剂去除可采用:吸附法,渗透法,吹脱发,高温氧化法,化学凝聚法,复合氧化法,膜分离法,技术关键在于将不可生化降解物质转化为可生化降解物质,在运用高温复合氧化和微捕技术,水与溶剂的分离技术,高盐去除的水中结晶技术等脱除。
针对具体的废水处理,其技术手段有多种形式:物理法,化学法,生物法,电化学法,复合法等。高级氧化是废水可生化转化的关键技术,包括高温催化氧化,光辐射氧化,气体氧化,电解等,这些都是非常有用的技术手段。我们可以根据不同水样的分析,针对不同内容,不同处理要求,技术性及经济性指标制定出不同处理工艺。
四 精细化工废水物化处理技术应用
精精细化工废水含有许多有毒有害难降解的有同物,比值较低, 直接采用生化法处理这类废
1 混凝处理
在众多物化法处理工艺中,混凝处理具有工艺简便、运行费用低廉等优点,特别是在脱除有色污染物时更是优先采用。由于目前常见的混凝剂只有少数几种对染料脱色效果好,而且产生的大量化学污泥还没有出路,所以近几年研究方向在于研制适用范围广、脱色能力强、同时对有机物也有较好去除效果的多功能高效混凝剂,并研究开辟污泥综合利用途径。一般认为,起脱色作用的主要是混凝产生的胶体物质和微小絮体的吸附作用,这对水溶性染料的去除非常重要;同时,通过架桥、电中和作用,生成的絮体也载带微细悬浮物。混凝剂的配方设计目标就是改善上述两方面的作用,并按印染废水的差异,设计成通用型和对某几种染料特别有效的专用型,成为系列产品。
1.1 FC系列
FC系列混凝剂对活性染料、分散染料、直接染料和硫化染料废水的脱色率达85%~95%,通常用量为200~300ppm,Fe对COD和PVA也有一定的去除效果。当投药量为300PPm时,实验所得的COD去除率为38%,PVA去除率为67.4%。
1.2 XP系列
XP系列混凝剂也有较广的适用性,实验表明,它对由13类染料构成的印染废水均有效,COD一次去除率平均为78.6%。
1.3 PFS一MS高效混凝技术
PFS是一种无机高分子絮凝剂,MZ是一种新研制的助凝剂,即新技术关键助剂,其特殊的助凝作用在于改变了某些染料的水溶性环境,打破了某些染料的亲水基,破坏了某些染料的双键结构,对某些燃料及可溶性有机物起吸附和氧化作用,同时起架桥作用。当PFS和MZ混合时,即形成以配位键结合的具有极限高电荷和极限高分子型的纯 无机高聚合体的复盐。PFS一MZ共同使用时,其凝聚效果和处理效果优于市场常用的无机混凝剂,降低PFS的投加量,可起到低耗高效的处理效果。PFS一MZ的工艺技术主要优点是工艺流程短、处理效果好、运行成本低、基建投资低,其主要构筑物可合为一体,操作管理简单。技术特点是由混合、絮凝、沉淀、回流4个步骤完成处理的全过程。
1.4 NE凝聚剂在废水处理中的应用
新型NE凝聚剂是一种无机凝聚剂,它主要是由含铁、镁、铝等元素化合物组成的复合物。其特征是高效、价廉、污泥沉降速度快。使用该凝聚剂对印染废水和炼钢除尘废 水进行处理,具有良好效果。NE凝聚剂和高效凝聚剂TS(代号)的处理效果比较如下:
(1)COD的去除 NE凝聚剂的去除率普遍高于TS,使用NE的CODcr去除率一般在75%-85%,而使用TS时一般在60%左右,有些即使在使用量相同的情况下,使用NE的CODcr去除率也比TS高40%左右。
(2)脱色率 使用NE的脱色率都高于TS,使用NE的脱色率一般在95%~100%,而TS的脱色率对一部分废水的处理可达95%~100%,但对另一部分废水则为50%~75%。
(3)凝聚剂的使用量及成本 相对而言,NE使用量对COD去处率的影响小于TS,在使用量相同的情况下,药剂费低一倍左右。
(4)沉降速率 NE的沉降性能优于TS,在实验中发现,使用NE经凝聚10min左右大部分凝聚物已沉降。
(5)NE的使用性 尤其适用于碱度高的废水,退浆、煮炼和染色是污染较严重的工段,而且碱度高,可采用NE进行处理。
1.5综合利用混凝产生的化学污泥
将其与其它化工原料以一定配比制成建筑材料,如地面砖、贴面砖等。用XP系列混凝剂产生的化学污泥以25%的比例与其它材料搭配制成的贴面砖具有良好的机械性能,其强度优于普通白瓷砖,溶出实验结果符合要求,完全可以用于一般用途,而且价格低于白瓷砖。
2电凝聚法处理精细化工行业废水
电凝聚浮上法的基本原理是将需处理的废水作为电解质溶液,在直流电源的作用下发生电化学反应。在阳极上发生氧化反应,使有机物分解氧化成无害成分;在阴极上发生还原反 应,使氧化型色素还原成无色。常规电凝聚法是根据实验获得的电凝聚槽电压与电极上电流密度的关系,然后决定电凝聚槽的总电压,通常这个槽电压小于安全电压36V。但要满足废水处理时电极上的电流密度达 到一定的处理效果,总电流密度就很大,一般在1000-3000安培之间,因而废水处理单位电能消耗较大。
随着电子技术的迅速发展,将可控硅脉冲电路应用到电凝聚的整流设备中,并对电凝聚槽进行优化设计。通过反复实验研究和生产性运转证明,采用较高的槽电压可以大大降 低 总电流强度和减少电解历时,从而提高电流效率,降低电耗和铁耗。脉冲作用可以使极板表面减少沉淀物,保持高的电流效率。高压脉冲电凝聚法就是基于这一原理发展起来的一种废水处理新方法,对废水脱色处理效果尤其明显。其特性如下:
(l)高压脉冲电凝聚浮上法处理工艺对色度的去除率高达90%~95%,出水清澈,适用范围广。
(2)与常规电凝聚法比较,电耗、铁耗大大降低,运行费用降低。
(3)该工艺运转灵活,适应性强,无论生产加工何种产品,均能取得较好的处理效果。该工艺尤其适用于中小型纺织印染加工企业和乡镇企业,有广阔的推广应用前景。
(4)污泥采用离心脱水,经脱水后污泥含水率为70%左右,可直接装袋运出制砖,无二次污染。
(5)废水经该工艺处理可回用,具有良好的环境和经济效益。对染料的电化学性能研究表明,各类染料在电解处理时,其CODcr去除率的大小顺序为:硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。除阳离子染料外,各类染料的脱色率均在90%以上,且脱色率高低与CODcr去除率一致。
总之,电解法具有投资省、占地少、处理效果好、机械化程度高等优点。目前该方法已有定型设备,并已投人实用。
3 铁屑微电解法处理精细化工行业废水
铁屑微电解机理 以铁屑微电解法为主要处理工艺处理废水, 在技术和经济上都是可行的, 具有工艺可靠、投资少、运行费用低、操作管理简便等优点。当将含碳铸铁屑和惰性焦炭颗 粒浸于具有传导性的电解质溶液中时, 就形成无数个微小的原电池, 在其作用空间形成一个电场, 在电位较低的铁阳极上, 铁失去电子生成Fe2+, 进人溶液中, 使电子流向碳阴极, 在阴离子附近, 溶液中的溶解氧吸收电子生成OH-, 在偏酸性溶液中, 阴极产生的新生态[H], 进而生成氢气逸出。其电极反应
如下
阳极:Fe — 2e →Fe2+ Eo (Fe2+ / Fe)=0.44V
阴极:2H+ +2e →2[H] →H2, Eo (H+ / H)=0.00V
O2 + 4H+ + 4e →2H2O Eo (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e →4 OH- Eo (O2 / OH-)=1.23V
从上述反应式可知, 由于Fe2+的不断生成,能有效地克服阳极的极化作用, 从而促进铁的电化学腐蚀, 使大量的Fe2+进人溶液, 形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂, 能有 效去除染色废水中的染料胶体微粒和杂质。在偏酸性溶液中, 电极反应所产生的新生态 [H],能与溶液中的许多组分发生氧化一还原反应, 可破坏染色废水中染料分子的发色基 团, 达到脱色的目的。因此, 可以认为铁屑微电解处理染色废水的机理是通过氧化一还原吸附絮凝等综合作用的结果。通常条件为铁屑微电解柱进水pH为4~6, 中和沉淀pH为7~8;染色废水在铁屑微电解柱HRT=30min, 沉淀槽沉淀时间为60min,砂滤柱HRT=30min.
以铁屑微电解法为主要处理工艺处理废水, 在技术和经济上都是可行的, 具有工艺可靠、投资少、运行费用低、操作管理简便等优点。
4 电化学法——自凝一静电混凝法处理精细化工废水
4.1 自凝效应
废水中的各污染物质在混合以后, 由于胶体污染颗粒表面反应自由能的降低, 会在废水处理体系中自行从分散状态变为聚集状态, 产生自凝效应。适当调节废水的pH值会促成这一作用, 对使用染料品种比较单一的印染废水, 在间断投加少量混凝剂的情况下, 也可促进自凝作用。
4.2静电混凝
处于分散状态的废水中的污染颗粒, 当进人一种粒状材料空隙间的同号静电场以后, 由于静电场对胶粒的吸引和对胶粒漫散层电荷的压缩, 产生强制电中和作用, 进而由于表面能 的释放而聚沉, 于是被粒状材料所构成的滤床所截留。
由于静电处理是利用电扬对胶粒的聚沉作用,没有电子得失, 故电耗甚微, 可以忽略不计。
5 沉淀一气浮法处理精细化工废水
目前, 国内外处理精细化工废水的物化法大多采用沉淀法、气浮法或上述方法的相互组合以及开发的新技术。主要方法有组合式沉淀法、气浮加组合沉淀法和CS系列双汲气浮加沉淀法。
气浮分离的速度决定于颗粒和液体密度的大小, 气浮处理工业废水, 具有投资省、占地少、分离速度快、处理效果好等优点
6 吸附法对精细化工废水进行深度处理
6.1吸附剂的研究与应用
6.1.1活性炭吸附剂
实践证明, 颗粒活性炭对各种染料的吸附去除能力顺序为碱性>酸性>直接>硫化染料。活性炭对分子量在400左右的染料分子脱色效果最为理想, 对分子量小的染料吸附也较好, 而对疏水性染料脱色效果较差。
6.1.2 矿物吸附剂
(1) Imamura将高岭土、大理石粉末、熔岩粉末按1:1:1混合, 锻烧得到的脱色剂可以较好地去Imamura除废水中的染料成分和色度。
(2) Okada:水铝英石(allopane)的胶态土可用于印染废水。
(3) 活性白土对苯系偶氮分散染料有很好的脱色效应。
(4)斜发沸石用酸、碱处理后再活化可有效地去除废水中的染料成分, 脱色率99.7%。
(5)麦饭石对染料的吸附效率高, 具有良好的脱色率和CODcr去除率, 我国麦饭石资源丰富,开辟此技术前景广阔。
(6)利用凹凸棒石粉作吸附剂去除印染废水色度。
(7)利用镁型吸附MgO、Al2O3、粘土活性一MgO—粘土处理印染废水。
(8)利用活化硅藻土(Al2O3和Fe2O3为主)进行印染废水深度脱色。
(9)SiO2吸附去除碱性染料是一种经济、高效的处理工艺。
(10)天然蒙脱土处理含酸性阳离子染料废水, 脱色率可达90%以上, CODcr去除率高达96.9%
6.1.3煤及煤渣吸附剂
实验证明, 具有最好脱色效果的是粒径80%,色度>70%。活化煤处理印染废水具有投资低、占地少、操作简便、便于管理、处理效果稳定等优点。
6.1.4天然废料吸附剂
木炭、稻壳、玉米棒、甘蔗渣、泥炭、锯屑等都是天然的吸附剂。
6.1.5离子交换树脂吸附剂
近年来, 针对水溶性离子型染料废水脱色困难这一问题, 进行了利用磺化煤和改性纤维素离子交换树脂进行脱色的研究。此外, 国外利用特殊纤维和特别加工制成的聚酞胺纤维, 活性炭纤维的脱色技术也有很多的研究。
6.2吸附法的组合新工艺
6.2.1活性炭填充电极电解法
此工艺具有以下特点处理效果好, 无二次污染脱色效果好, 不投加其它脱色氧化剂, 脱色效果达以上活性炭不需再生处理设备制造简单适用范围广。
6.2.2腐蚀电极法
腐蚀电极法处理废水具有多种机制, 以电化学为主, 兼有还原降解、吸附和混凝作用。此法具有以废治废、节约资源、投资省和运行费用低等特点。该工艺流程简单、占地少、便于上马、操作管理简单, 尤其适用于中小型纺织印染厂的废水治理。
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6.2.3吸附一化学凝聚法
利用烟道灰吸附一化学凝聚法处理毛纺织厂印染废水。也可采用化学凝聚一半煤渣吸附法处理棉纺印染废水。
实践证明, 开发廉价、高效和新型的吸附材料和研究吸附法的优化组合工艺流程是废水脱色和深度处理的一条新途径。
7 膜分离法处理精细化工废水
7.1 动态膜
经过研究, 认为从处理效果和经济上讲ZRO,PAA动态膜是可行的, 并进行实际的全封闭循环,表明膜的稳定性、流量及截流率是令人满意的水洗后的废水经过反渗透之后, 其渗透水及化学物质的再利用率可达88%~96%, 其余的也达到废水的排放标准。
对剩余废液及反渗透浓缩物的有效再利用也是完全可行的, 实现这一目的的有效手段是通过实验确定助剂及染料的补加量, 这样无疑会大大提高废染液的利用率, 最终实现无废水排放的全循环过程。而操作压力高、能耗大是动态反渗透膜的不足。
7.2纤维素类膜
维生素类膜(CA)的选择性随膜表面与各种染料互变异构体的相互作用而发生巨大变化, 然而由于膜材料本身在耐pH、耐温等方面的不足,正逐步被新的膜材料所淘汰。
CTA反渗透膜解决了染色废水用于水的再循环, CTA在耐pH值、耐压、耐温等方面都优于CA, 但反渗透所需的高压操作仍是它的不足。
7.3 聚矾超滤膜
聚矾超滤膜由于其良好的物化稳定性成为目前最富竞争力的超滤膜之一, pH使用范围是1~18, 最高允许温度120℃ , 同时具有良好的抗氧化、耐氯等性能。
7.4荷电超滤膜和疏松反渗透膜
7.4.1 简介
荷电超滤膜或疏松反渗透膜是用来描述分离性能介于反渗透和超滤之间的一种膜。荷电超滤膜是以其化学结构含有荷电基团而定义的疏松反渗透膜是以其物理结构而命 名他们往往指的是一种膜, 对一价盐如NaCl的截留只有20%~30%而对于500~2000分子量的物质应具有较高的分离率, 同时保持高的水通量。此外, 荷电超滤保持了超滤低压的特点, 该膜在耐pH值、耐压密、耐污染、耐温等方面都比较突出。一般染料的分子量正好在这种膜的截流范围, 特别是离子性染料, 由于膜上固定离子的作用, 其分离性能是中性膜难以比拟的。
7.4.2 制取
利用化学方法改性聚矾, 然后制成基膜, 进一步将亲水性的复合层与基膜进行化学反应, 然后在亲水性的溶剂里进行交联制成复合膜, 这样复合层与基膜不仅不出现剥离现象, 而且表现出耐溶剂、耐压密、耐酸碱, 最高使用温度70℃
7.4.3 结论
荷电超滤膜由于其特殊的截留分子量范围, 同时具有高流量低压操作的特点, 将是未来处理印染废水中最具有竞争力的膜材料。此外, 该膜具有耐压密、耐酸碱、耐污染等特点, 如果再配以计算机辅助配色等手段, 将会使印染废水得到最大的回收和再利用, 而且还符合排放标准。
8 化学处理方法
8.1 化学氧化
(1)氧化脱色, 适宜的催化剂可提高O3氧化的脱色率。催化率包括以活性炭为骨架的MnO2催化剂和以ZnSO4为催化剂。
(2) H2O2氧化脱色。
(3)Fenton试剂脱色技术。
(4) ClO2氧化脱色。
8.2化学还原
还原剂主要是铁屑。
9 离子对萃取法
9.1萃取机理
在酸性条件下, 长链胺与含有磺酸基团的染料分子反应形成疏水的离子对蓄积在有机相中, 如过量的胺相中, 从而与水相分离。相分离可借助于惰性非极性溶剂, 优先的是碳氢化合物。合适的胺包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
9.2操作
萃取法操作时, 先将废水调节到合适的pH值,然后混以胺和非极性惰性溶剂, 再予以振荡。废水的pH值处理到, 一状态时脱色就基本完成了。有机相的回收如果有机相中含有活性染料, 惰性溶剂可以通过蒸馏加以回收, 而且如果调节得当, 胺还可以回用, 在这种情况下, 蒸馏残渣必须按照特殊废品法规加以处理, 而有机相则可以选择通过直接焚烧处理掉。
对含有NaOH水溶液的胺与溶剂的混合物则进行再提取。
对有金属络合染料存在的情况下, 用水溶液处理胺、溶剂和染料的混合物是非常巧妙的解决方法, 这样染料进人到水相中, 并以溶液的形式重新在染色工厂得到应用, 胺与溶剂的混合物在返回到脱色循环中去。
物理化学法作为重要的污水处理方法正在精细化工行业环境保护中起着越来越重要的作用, 许多新方法也在不断的涌现, 它们为我国的环境保护和精细化工行业发展起到了很大的促进作用。
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