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❷ 印染污水處理最佳處理方法
由於印染廢水的多變性,生物法處理效果有時還不能達到十分滿意的效果。
因此,開發適應能力強的菌種,提高生物法的處理效果,並使廢水經過處理後達到回用的要求,將是今後生物法研究的主要目標。
新型的生物制劑有以下幾種:
(1)酶制劑:利用生物酶制劑處理廢水、凈化環境比其他生物法效率高、速度快、出水好,不產生二次污染。用於處理印染廢水的酶有漆酶、木質素過氧化物酶、嗜鹼酶等。
在木質素等過氧化物酶存在的條件下,漆酶的色度去除率可提高到75%。
(2)廢水脫色微生物制劑:將污水處理廠活性污泥中的微生物進行分離純化,來提取對染料脫色效果好的微生物,並進行培養。活性污泥中微生物種類較豐富,包含有細菌、真菌、微型動物等不同門類的生物物種,活性污泥中的微生物形成一個生態系統,在這個系統中以自養型微生物為主。
細菌吸食環境十的有機物,而細菌又會成為某些原士動物或後兒動物的食餌,原生動物之叫還有互相捕食,不同的後生動物也可能處在不同的營養層次上多種類的微牛物形成一個復雜的食物網。
中同科學院微生物研究所分離出的5種高效細菌對酸性紅B2GL、酸性媒介棕RH、酸性媒介藍B和酸性媒介黃GG等染料具有脫色降解能力,在細菌隔膜接種厭氧菌或好氧菌種系統中,處理模擬染色廢水,脫色率能達到85%以上。
中國科學院微生物所和中國紡織工業設計院等單位分離出數百株脫色菌,將脫色鹵和PVA降解菌投加到廢水處理池中,脫色率達80%,PVA去除率達75%一90%,遠高於普通。
(3)士物絮凝劑:與無機和有機合成高分子絮凝劑相比,生物絮凝劑具有許多獨特的性質和優點:
①易於固液分離,形成沉澱物少;
②易被土物降解,無毒無害,安全性高;
③無二次污染;
④適應范圍廣;
⑤具有除濁和脫色性能等;
⑥有的生物絮凝劑還具有不受pH值條件影響,熱穩定性強,用量少等特點。
人們預見生物絮凝劑絮凝活性的廣性將使徹底消除污染成為現實,它大部分或全部取代合成高分子絮凝劑址大勢所趨。
現在用於處理印染廢水的生物絮凝劑有PFIOI(用於處理含羧甲基纖維素的退漿廢水)、MF一3和NA7(用於染液脫色)和NOC一1(可消除污泥膨脹。恢復活性污泥的沉降性能)。
❸ 印染廢水處理工藝
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。
混凝法設置在生物處理前時,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,混凝法設置在生物處理構築物之後,具有操作運行靈活的優點。當進水濃度較低,生化運行效果好時,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,多數是將混凝法設置在生物處理之後。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,設置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,具有設備簡單、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,設置在生物處理之後。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。吸附是一種界面現象,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,吸附性能愈好;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。
❹ 設計一種紡織印染廢水處理的工藝流程,要求畫出工藝流程圖
1 印染廢水的產生及特點
印染廢水復雜,污染物成分差異性大,很難歸類,要污染指標 COD 高,和 COD的比值一般在 0.25 左右,可生化性較差,色度高,混合水中顯色分子離子微粒大小重量各異性大,脫色難,水質水量波動大等特點。
2.污水處理工藝
3 工藝流程
印染廢水---格柵---調節池---水解酸化池---生物接觸氧化池---沉澱池---混凝沉澱池
4 主要構築物
1) 格柵
格柵是一組平行的金屬柵條或篩網組成,安裝在污水管道、泵房、集水井的進口處或處理廠的端部,用以截留較大的懸浮物或漂浮物,以便減輕後續處理構築物的處理負荷[1]。
截留污物的清除方法有兩種,即人工清除和機械清除。大型污水處理廠截污量大,為減輕勞動強度,一般應用機械清除截留物。小型污水處理廠和污水處理站截污量小,一般可採用人工清除截留物。
2) 調節池
所有進入廢水處理系統的廢水,其水量和水質隨時都可能發生變化,這對廢水處理構築物的正常運轉非常不利。水量和水質的波動越大,處理效果就越不穩定,甚至會使廢水處理工藝過程遭受嚴重破壞。為減少水量和水質變動對廢水處理工藝過程的影響,在廢水處理系統之前宜設置調節池,以資均和水質、存盈補缺,使後續處理構築物在運行期間內能得到均衡的進水量和穩定的水質,並達到理想的處理效果。
主要起均衡水量作用的調節池稱為均量池,主要起均和水質作用的調節池稱為均質池,既可均量又可均質的調節池稱為均化池。
(1)設計調節池時應考慮的問題:
①調節池的幾何形伏宜為方形或圓形,以利形成完全混合狀態。長形池宜設多個進口和出口。
②調節池中應設沖洗裝置、溢流裝置、排除漂浮物和泡沫的裝置,以及灑水消飽裝置。
③為使在線調節池運行良好,宜設混合和曝氣建置。混合所需的功率約為0.004 ~0.008 kW/m3池容。所需曝氣量約為0.01~0.015m3空氣/( min·m2之池表面積)。
④調節池出口宜設測流裝置,以監控所調節的流量。提升泵可設於調節池的前面或後面。
由於該廠廢水的水質和水量變化均比較大,所以採用矩形均化池,兩邊進水中間出水。
(2) 污水泵房
污水處理廠的運行費用大部分來自於電能,其中40%的電能為水泵消耗,所以,確定合理的水泵及泵站具污水處理廠的關鍵所在。
泵站形式的選擇取決於水力條件和工程造價,其他考慮因素還有:泵站規模大小、泵站的性質、水文地質條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環境性質要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。
污水泵站的主要形式:
①合建式矩形泵站,裝設立式泵,自灌式工作台,水泵數為4台或更多時,採用矩形,機器間、機組管道和附屬設備布置方便,啟動簡單,佔地面積大;
②合建式圓形泵站,裝設立式泵,自灌式工作台,水泵數不超過4台,圓形結構水力條件好,便於沉井施工法,可降低工程造價,水泵啟動方便。
③對於自灌式泵房,採用自灌式水泵,葉輪(泵軸)低於集水池最低水位,在最高、中間和最低水位都能直接啟動,其優點為啟動及時可靠,不需引水輔助設備,操作簡單。
④非自灌式泵房,泵軸高於集水池最高水位,不能直接啟動,由於污水泵水管不得設低閥,故需設引水設備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動程序。
由以上可知,本設計因水量較小,並考慮到造價、自動化控制等因素,以及施工的方便與否,採用自灌式半地下式圓形泵房。
3) 水解酸化池
水解池一般可採用矩形或圓形結構。對於圓形反應器,在同樣的面積下其周長比正方形的少12%,但是圓形反應器的這一優點僅僅在採用單個池子時才成立。當建立兩個或兩個以上反應器時,矩形反應器可以採用公用壁。對於採用公共壁的矩形反映器,池型的長寬比對造價也有較大的影響,因此如果不考慮地形和其他因素,這是一個在設計中需要優化的參數。水解池依據水力停留時間進行設計時,反應器體積可根據停留時間計算。
(1)反應器的高度
選擇適當高度的原則應從運行上的要求和經濟方面綜合考慮。從運行上選擇反應器的高度要考慮如下影響因素:
①高流速增加系統擾動,因此增加污泥與進水有機物之間的接觸;
②過高的流速會引起污泥流失,為保持足夠多的污泥,上升流速不能超過一定的限值,從而反應器的高度也就會受到限制;
③土方工程隨池深(或深度)增加而增加,但佔地面積則相反;
④高程選擇應該使得污水(或出水)可以不用提升或降低提升高度;
⑤考慮氣候和地形條件,池子建造在半地下可減少建築費用和保溫費用;
⑥反應器的經濟高度(深度)一般是在4-6m之間,在大多數情況下這也是系統最優的運行圍。
(2).反應器的面積和反應器的長、寬度
高度確定後,可以計算出反應器的截面積。
在確定反應器的容積和高度後,對矩形池必須確定反應器的長和寬。
在反應器面積一定的條件下,正方形池周長比矩形池小,從而矩形反應器需更多的建築材料;從布水均勻性和經濟性考慮,單個矩形池的長/寬比在2:1以下較為合適。長/寬比在4:1時費用增加十分顯著;採用公用壁的(或多組)矩形池,池的長寬比對造價有較大的影響,但是影響因素相應增加,這是一個在設計中需要優化的參數。從目前的實踐看,反應器的寬度<10m(單池)是成功的。反應器長度在採用管道或管道布水時不受限制。
(3).反應器的升流速度
① 反應器的高度與上升流速(v)之間的關系表示如下:
v=Q/A=V/(HRT·A)=H/HRT
式中V、A表示反應器的容積和截面積。
②水解反應器的上升流速v=0.5-1.8m/h
③最大上升流速在持續時間超過3h的情況下vmax≤1.8m/h
(4).反應器的分格
採用分格的反應器對運行操作和管理是有益的。首先分格的反應器的單元尺寸減小,可避免單體過大帶來的布水均勻性問題;同時多池有利於維護和檢修,可放空一池進行檢修而不影響整個廠的運行。
(5).反應器的配水系統
水解池良好運行的重要條件之一是保障污泥和廢水之間的充分接觸,因此系統底部的布水系統應該盡可能地均勻。水解反應器進水管的數量是一個關鍵的設計參數,為了使反應器底部進水均勻,有必要採用將進水均勻分配到多個進水點的分配裝置。一個進水點服務的最大面積是應該進行深入研究的問題。
適當設計的進水分配系統對於一個運轉良好的水解系統是至關重要的。水解池進水系統有多種形式,進水系統兼有配水和水力攪拌的功能,為了保證這兩個功能的實現,需要滿足如下原則[2]:
①確保各單位面積的進水量基本相同,以防止短路等現象發生;
②盡可能滿足水力攪拌的需要,保證進水有機物與污泥迅速混合;
③很容易觀察到進水管的堵塞狀況;
④當發現的色後,很容易被清除。
⑤管道設計
採用穿孔管布水器(一管多孔或分枝狀)時,不宜採用大阻力配水系統,需考慮設反沖洗裝置,採用停水分池分段反沖。用液體反沖時,壓力為100-200kPa,流量為正常進水量的3-5倍;用氣反沖時,反沖壓力大於100kPa,氣水比(5-10):1。
5) 生物接觸氧化池
淹沒式生物濾池亦名生物接觸氧化池,它相當子在曝氣池中填裝了填料,也相當於生物濾池浸沒於污水中工作。它具有容積負荷高,停留時間短,有機物去除效果好,運行管理簡單和佔地面積小等優點。它可以用於二級生物處理,也可用於三級生物處理;可以在好氧條件下去除有機物,也可在厭氧條件下脫氮。其最大隱患是填料的堵塞,要恰當設計才能避免。
淹沒式生物濾池有鼓風曝氣式和表面曝氣式兩種形式。後者氣液沖刷力小,污水濃度高時往往引起填料堵塞,所以適於處理BOD5在100mg/L以下的低濃度污水。而鼓風曝氣式則為一般常用的形式。
淹沒式生物濾池的填料有所謂硬性的、軟性的和半軟性的等多種形式,其中以蜂窩型硬性填料應用較多。
(1)特點:
①處理效率較高。作為生物膜法的生物接觸氧化法不僅兼有活性污泥的特點,而且起單位體積生物的數量比活性污泥法多,生物活性高;此外,底物和產物的傳質速度快。因而處理效率高,縮小了處理池容積和佔地,節省了基建費用。
②工藝適用范圍廣泛。無論是污染物的濃度高或濃度低,生物接觸氧化法都能適應。尤其是對微污染的飲用水水源,生物接觸氧化法能有效地去除水中的氨氮和微量有機物,而活性污泥法缺愛莫能助。
③沒有污泥膨脹和污泥迴流,管理簡便。由於我國廢水處理特別是工業廢水處理領域中的操作技術水平、管理水平都有待於提高,所以,運轉管理條件往往是影響處理方法選擇的重要因素。而操作比較簡單的生物接觸氧化法正是人們樂意接收的方法之一。
④耐沖擊,適應性較強。由於在填料上生長著大量的微生物膜,對負荷的變化適應性較強,尤其是採用多級或多段的工藝流程,可保障有穩定的出水水質。同時,在間隙運行的條件之下,仍有一定的效果。因此,這對於排水不均或者生產不穩定的工業企業以及電力供應尚不充分的地區更具有實用意義。
⑤掛膜簡單,啟動快。一般地,配製好的氧化池混合液只需經2~3d曝氣就可以掛膜,再經20d左右的馴化和培養便可以達到正常運行能力,即使在運行中斷後,只需很短幾天就能回復到正常處理效果。
⑥節能效果明顯。尤其在城市廢水處理中,廢水處理電耗是常規活性污泥法的1/5。
⑦污泥產量少,如與水解工藝合理組合,或將污泥單獨水解後迴流到氧化池中,有實現污泥少排放或零排放的可能。
(2).缺點:
①填料上生物膜實際數量隨BOD負荷而變。BOD負荷高,則生物膜數量多;反之亦然。因此不能像活性污泥法那樣,通過污泥迴流量和迴流點的變化來靈活地調節生物量和裝置的效能;但如果與活性污泥法聯合,形成復合反應器,有可能彌補此缺陷。
②生物膜量隨負荷增加而增加,負荷過高,則生物膜過厚,在某些填料中易於堵塞。所以,在某些多孔填料中,必須要有負荷允許的上限和必要的防堵塞沖洗措施。
③由於填料設置使氧化池的構造較為復雜,均布曝氣設備的安裝和維護不如活性污泥法來得便。
④填料的性能是生物接觸氧化法工藝的關鍵,同時填料的使用壽命又直接影響到工藝的運行費用。因此,如果填料選用不當,會嚴重影響接觸氧化法工藝的正常使用。
(3).浸沒式生物濾池設計中常採用如下數據和措施;
①池子個數或分格數不少於2,並按同時並聯工作設計。
②設計污水量按平均日污水量計算。
③填料的容積負荷理應通過試驗確定。當無試驗資料時,對於生活污水及其類似的污水,容積負荷可取1000~1800gBOD5/( m3·d)。
④進水BOD5濃度以100~250mg/L為好。
⑤污水在濾料內的有效接觸時間為1~2h。
⑥填料層總高度一般為3m,對蜂窩填料等為了支持和維修方便、應從下到上分幾段填裝,每段高度lm左右。
⑦為防止堵塞,蜂窩填料的孔徑應不小於25mm。
⑧為保證布水均勻,每格濾池面積一般應不大於25m2。
⑨池中溶解氧含量應維持在2.5~3.5mg/L之間,供氣量與進水量之比為10:1~15:1。
(4)填料
生物接觸氧化池常用填料有硬性填料、彈性填料和軟性填料等三種類型。硬性填料有蜂窩形、球形和波紋板型多種,一般用塑膠或玻璃鋼製成。其優點是比表面積較大,空隙率大(一般都在98%左右),質輕高強.管璧光滑無死角,生物膜易於脫落等。其缺點是價格較高,當設計或運行不當時,填料易於堵塞,尤其是在兩層填料的接合處。因此一般應採取分層充填,上下兩層間留有200~300mm間隙,使水流在層間再次分配,形成橫流和紊流,有助於避免填料堵塞。早期的接觸氧化池多採用蜂窩型填料。
彈性填料是近年來發展起來的一種新型填料,它由彈性絲和中心繩組成。彈性絲由聚丙烯和助劑製成,具有強度高、耐腐蝕、耐老化和壽命長等優點。由彈性絲組成的彈性填料分柱狀型和平板串型兩種,該填料具有比表面積大、孔隙率高、充氧性能好、價格較低等特點。目前國內接觸氧化他採用較多。
軟性翻科由化學纖維,如維綸、睛綸、滌綸和錦綸纖維與中心繩製作面成。纖維絲在水中處於自由漂動狀態。具有不易堵塞和價格低廉的優點。但此種填料容易產生斷絲和結球而形響處理效果。
綜上所述採用兩座一段式生物接觸氧化法,每座分為八格,單格生物池內分三層,每層一米的高度,曝氣採用鼓風曝氣的方式,填料採用蜂窩型玻璃鋼填料。
6) 混凝沉澱法
(1).混凝沉澱的作用
混凝法是印染廢水處理的一種重要處理方法。用於印染廢水處理,可有效除去水中疏水性染料物質及部分親水性染料物質;作為生物處理的預處理,可大大減輕後續生物處理的壓力;作為生物處理的後處理,可去除水中殘存染料物質,以降低廢水的色度。混凝法可去除多種高分子物質、膠狀有機物、重金屬有毒物質,如汞、鎘和鉛等,以及導致水體富營養化的物質,如磷等可溶性無機物。此外,還可以作為污泥機械脫水前的調質處理,以改善污泥的脫水性能。
印染廢水中含有大量染料、助劑和漿料、洗滌劑和其他化學葯劑,其中染料多數呈膠體狀態,採用混凝法處理效果顯著。
(2).混凝的原理
壓縮雙電層:所謂壓縮雙電層是指向分散系中投加可產生高價反離子的電解質,通過增大溶液中反離子濃度,降低擴散層厚度,使膠體粒子的ξ電位降低的過程。這種作用特別使用於無機鹽混凝劑提供的簡單離子的情況,如Al3+、Fe3+等。
電性中和:膠粒表面對電性相異的膠粒,離子或臉子狀分子帶異好號電荷的部位的吸附,會中和電位離子所帶電荷,導致靜電斥力減少,電動電位降低,從而使膠體的脫穩和凝聚易於發生
吸附架橋:吸附架橋是指在懸浮液中加入鏈狀高分子化合物,由於其架橋作用而使懸浮液中的膠體粒子脫穩的現象。高分子絮凝劑具有線性結構,可被膠體微粒強烈吸附,在相距較遠的兩顆粒間吸附架橋,使顆粒結大,形成粗頭絮凝體。
沉澱物網捕:向廢水中投加含金屬離子的化學凝聚劑,當葯劑投加量和溶液介質的條件足以使金屬離子迅速生成金屬氫氧化物沉澱或金屬碳酸鹽沉澱時,所生成的難溶分子就會以膠體或細微懸浮物作為晶核形成沉澱物,或是對其產生吸附作用,從而實現對水中膠體和細微懸浮物的網捕。
7) 濃縮池
污泥處理系統產生的污泥,含水率很高,體積很大,輸送、處理或處置都不方便。污泥濃縮可使污泥初步減容,使其體積減小為原來的幾分之一,從而為後續處理或處置帶來方便。首先,經濃縮之後,可使污泥管的管徑減小輸送泵的容最減小。濃縮之後採用消化工藝時,可減小消化池容積,並降低加熱量;濃縮之後直接脫水,可減少脫水機台數,並降低污泥調質所需的絮凝劑投加量。
污泥濃縮使體積減小的原因,是濃縮將污泥顆粒中的一部分水從污泥中分離出來。從微觀看,污泥中所含的水分包括空隙水、毛細水、吸附水和結合水四部分。空隙水系指存在於污泥顆粒之間的一部分游離水,占污泥中總含水量的65% -85%之間;污泥濃縮可將絕大部分空隙水從污泥中分離出來。毛細水系指污泥顆粒之間的毛細管水,約占污泥中總含水量的15%一25%之間濃縮作用不能將毛細水分離,必須採用自然干化或機械脫水進行分離。吸附水系指吸附在污泥顆粒之上的一部分水分,由於污泥段粒小,具有較強的表面吸附能力,因而濃縮或脫水方法均難以使吸附水與污泥顆粒分離。結合水是顆粒內部的化學結合水,只有改變顆粒的內部結構才可能將結合水分離。吸附水和結合水一般占污泥總含水量的10%左右,只有通過高溫加熱或焚燒等方法,才能將這兩部分水分離出來。
污泥濃縮主要有重力濃縮,氣浮濃縮和離心濃縮三種工藝形式。國內目前以重力濃縮為主,但隨著氧化溝、A2/O等污水處理新工藝的不斷增多,氣浮濃縮和離心濃縮將會有較大的發展。事實上,這兩種濃縮方法在國外早已有了非常成熟的運行實踐經驗。
(1).浮選濃縮池:適用於濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥,並且運行費用較高貯泥能力小。
(2).重力濃縮池:用於濃縮初沉池污泥和二沉池的剩餘污泥,只用於活性污泥的情況不多。
(3).離心濃縮:適用於不適合重力濃縮的污泥,由於其靠離心力濃縮,且為封閉結構,故效果較好。但運行成本較高。
綜上所述,本設計採用間歇式重力濃縮池。
8) 污泥脫水
污泥脫水的方法有自然干化、機械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。本設計採用機械脫水,採用板框式壓濾機,脫水後的污泥運到垃圾填埋場進行衛生填埋。
❺ 印染廢水處理的印染廢水處理技術
國內外對一般印染廢水多數採用傳統的生化法處理,以除去廢水中有機物,有些工廠在生化處理前或處理後還增加一級物化處理,少數工廠採用多級的處理。在美國,印染廢水多數採用二級處理,即生化與物化結合,個別用三級,增加活性炭。日本與美國相似,但應用臭氧的報導也較多。英國是羊毛加工的傳統國家,一般用不完全流程,僅將洗毛水用物化初步處理與其他染色廢水合並排入城市污水處理廠。國內投入運行的生化處理設施,大部分是採用完全混合活性污泥法。接觸氧化等生物膜法,近年來也逐步增加。印染廢水處理,應盡量採用重復使用和綜合利用措施,與工藝改革和回收染料、漿料、節約用水、用鹼等結合起來考慮。在國內印染廢水處理中採用的完全混合式系統有加速曝氣法和延時曝氣法兩種形式。廢水量較大的採用延時曝氣法較多,廢水量較小的則以加速曝氣法為主。印染廢水處理中常以曝氣時間作為曝氣池的控制指標。由於印染廢水的水質是多變的,因此曝氣時間必須與有機負荷(POD含量)結合起來考慮。常用的治理印染廢水有如下方法:
1.改革工藝、減少或消除印染廢水對於合成纖維及含合成纖維75%以上的織物採用干法印花工藝,可以消除印染廢水。對於棉織物,一直用澱粉漿料上漿和作為印花漿料中的粘合劑,使退漿、煮煉廢水中,含大量澱粉。現在,印染工業用化學漿代替澱粉漿,如聚乙烯醇和纖維素衍生物作漿料,;可使退漿、煮煉廢水的BOD降低33%,若用作印花漿粘結劑,則還可降低5~20%。此外,在酸性媒染染料染色中,用硝酸鈉或雙氧水代替重鉻酸鉀作氧化劑,能消除廢水中有毒的鉻污染。
2.廢水和物料的回收利用
(1)印染廢水要按水質特點,分別回收利用一般印染廠中,廢水可分為三類,即澱粉漿料廢水,廢鹼液和其他染整廢水。據統計,它們占的百分率約為;澱粉漿料類廢水為65%,廢鹼液為19%,其他染整廢水為65%。按上述水質分開處理,有利於回收利用。
(2)鹼回收利用絲光工序的淡鹼液可循環利用,還可將淡鹼液用於煮煉,煮煉廢鹼液,用於退漿,多次重復使用。如鹼液量大可用三效蒸發器回收鹼,如鹼液量小,可用薄膜蒸發器回收鹼。
(3)染料回收如含硫化染料的廢水,可以在反應鍋內加酸,放出硫化氫,經沉澱過濾後回用。對還原染料和分散染料可採用超過濾技術回收。廢水回收染料後,可使色度減少85%,硫化物減少90%。
3.印染廢水的無害化處理
廢水和物料的回收利用,雖然是減少印染廢水污染的根本出路,然而;目前國內外還遠未達到應有水平,印染廢水仍以無害化處理為主,印染廢水的水質特點,主要是COD和BOD高,以及由此引起的色度等指標遠遠超過排放標准;國外紡織工業廢水尤其是印染廢水的處理,應用最廣的是生化處理法,國內一般印染廢水,多數也是採用生化法去除水中的有機物。投入運行的生化處理設施,大部分是採用完全混合活性污泥法,即廢水和迴流污泥進入曝氣池後,與池內原有混合液得到充分混合。這一方法,較好適應印染廢水COD高而且水質多變的特點,得到比較好的處理效果。所採用的完全混合式系統,有加速曝氣法和延時曝氣法兩種,廢水量大的用延時曝氣法較多,廢水量較小的,則以加速曝氣法為主。
實踐證明,用生物處理印染廢水,BOD去除率一般為85~90%,並能使可溶性的BOD變成不溶性污泥而分離去除。同時還能去除部分色澤和懸浮物,降低pH值。為了解決生化處理後脫色問題i採用活性炭吸附法,可去除廢水中很多種類染料和可溶性有機物。對非水溶性染料廢水的色度,如硫化染料,還原染料和分散染料,可採用臭氧氧化法和混凝法加以去除。
綜上所述,印染廢水能達到排放和回用水的各項指標,需要採用聯合處理方法,如用沉澱(或過濾)—生化—活性炭吸附—生物接觸氧化—煤粉灰過濾,活性污泥—臭氧氧化(或混凝)等。現在多級的處理方法,如反滲透、離子交換、電滲析等已開始在印染廢水中應用。據報道,日本紡織印染工業處理水回用率,巳達到8096。表2-4-2為各種不同染織物廢水主要處理方法和優缺點比較。
1、混凝法的機理
混凝法是通過向污水中投加混凝劑,使細小懸浮顆粒和膠體顆粒聚集成較粗大的顆粒而沉澱,得以與水分離,使污水得到凈化的方法。混凝法的機理主要是壓縮雙電層,吸附表面中和,吸附架橋和沉澱網捕四種機理。以上幾種作用可能同時產生,在不同的條件下某種作用可能是主導因素。
混凝劑可降低印染廢水中的濁度、色度,去除多種高分子物質、有機物。以及某些重金屬有毒物質。
2、實驗室研究
混凝沉澱是水處理過程中的重要單元,而混凝法最關鍵的是要選擇合適的混凝劑。目前,主要有無機混凝劑、有機混凝劑、復合混凝劑及生物混凝劑四大類。近幾年,許多研究者主要對高分子混凝劑和高效復合脫色混凝劑開展了較深入的研究,並在處理印染廢水方面取得了進展。
陳文松和韋朝海研究了低劑量Fenton氧化一混凝法對三種不同模擬水樣和實際印染廢水的處理效果,結果表明,Fenton氧化一混凝法特別適合於處理成分復雜(同時含有親水性和疏水性染料)的染料廢水。實際印染廢水的處理結果令人滿意,CODcr和色度的去除率分別達到84%和95%。Fenton氧化一混凝法處理印染廢水效果好,成本低,操作簡單,便於推廣。混凝劑的改性和復配能優化混凝劑性能,提高混凝效果。姚曉亮採用鎂鹽與亞鐵鹽混合復配對活性染料印染廢水進行脫色處理,並與單一組分混凝劑的脫色效果作比較。結果表明:復合混凝劑MgSO4-FeSO4·7H2O的脫色效果明顯優於單一組分,表現出顯著的協同效應。祝社民和陳英文等將若干廉價的天然和廢棄無機粉料(如粉煤灰,黏土等礦物,其中主要含硅、鎂、鈣和鐵等)按一定比例配伍,再進行簡單活化和極少量的高分子絮凝劑復配而成新型的混凝劑,其對印染廢水具有良好的處理效果,COD去除率為74%,最終出水濁度低於5度。印染廢水經過混凝處理後可達到國家污水排放的三級標准,可重復利用。余瑩在實驗中發現,將聚硅鋁鐵硼應用於處理印染廢水,其脫色效果佳,透光率可達98%;且具有制備工藝簡單、高效、礬花大、沉降速度快、污泥體積小、脫色及去除COD效果良好等優點。戴亞英和邱慧琴研究的是聚合硫酸鐵硅混凝劑(PFSS),它是一類新型無機高分子混凝劑,是在聚硅酸和鐵鹽的基礎上發展起來的復合產物。實驗說明此類混凝劑混凝效果好,易儲備,價格便宜,因此受到了水處理界的極大關注。
利用廢熔鹽研製了一種新型復合混凝劑PMFC(聚合氯化鎂鐵),應用該復合混凝劑對印染模擬廢水以及實際廢水進行了處理。實驗結果表明,該復合混凝劑在合適的條件下對印染廢水具有良好的處理能力,其脫水效果明顯優於PAC。此外,該復合無機混凝劑具有成本低,脫水率高,沉降速度快等優點。
3、現場應用研究
研究者也從水處理工藝方面進行了研究,並應用到實踐中,取得了好的成效。江陰市某印染廠採用物化+三級生化+物化法處理印染廢水,設計處理能力360m/s,廢水進水CODcr, BOD5,SS和色度分別為: 200—300mg/L,600—700mg/L,350—500mg/L和500~1000倍,經處理後,出水穩定並達到污水排放一級標准,此外,該工藝具有處理負荷高,耐沖擊,出水穩定等特點,並於2002年年底完工驗收運行至今,處理效果良好,出水穩定達標。王振川等採用混凝沉澱一酸化水解一懸掛鏈曝氣一生物碳組合工藝對該類廢水進行了大量的實驗研究,優化了各項工藝參數,並在河北麗友印染有限公司建立了一套3000平米/d的廢水處理設施。經2年實際運行表明,該設施具有投資少,運行費用低,水凈化率高的特點,處理後出水CODcr,去除率高達93%以上,各項水質指標均達到了(GB4287—92)紡織染整工業水污染物排放一級標准。黃瑞敏等提出了採用混凝脫色一曝氣生物濾池,再深度處理的回用處理工藝進行現場試驗研究。研究結果表明,該工藝可以將印染廢水色度去除至10倍以下,CODcr處理至20mg/L以下,SS達到2mg/L以下,濁度低於3NTU,高效脫色混凝劑色度去除率達到98%,曝氣生物濾池的出水CODcr質量濃度為20mg/L。
4、結束語
研究表明,混凝法對印染廢水具有工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資省、佔地面積少、對疏水性染料脫色效率很高等優點,混凝法已經成為污水處理的常用方法。針對特定的印染廢水,混凝劑的選擇就成為影響混凝效果的關鍵因素,所以混凝劑的開發和研究是一個熱點。目前較新型的無機高分子復合型混凝劑主要有聚合硅酸硫酸鋁(PASS)、聚合硅酸氯化鋁鐵(PSAFC)、聚合硅酸硫酸鋁鐵(PSAFS)和聚合硅酸硫酸鋁硼(PSBA)。無機混凝劑具有無毒或微毒,原料易得等方面的優點,在混凝技術中佔有重要地位,一直得到廣泛應用。離子型高分子混凝劑可以明顯提高絮凝效果,增大捕捉范圍,活性基團也得到充分暴露,有利於更好地發揮架橋作用,因此,離子型高分子混凝劑是今後的發展重點。近年來,混凝劑的發展由低分子到高分子,由單一型到復合多功能型。研製成本低、廣譜、高效、無毒的混凝劑成為混凝研究的一個熱點。總之,當前混凝劑的發展總的方向是「高分子化、復合化、多功能化」,今後需進一步開展的工作為:
(1) 復合型高分子混凝劑的研製。
(2) 天然高分子物質及其改性產品的應用。
(3) 混凝劑的多功能化。
(4) 微生物絮凝劑的研究和開發。
值得說明的是,除了混凝劑種類和水處理工藝和條件以外,如PH值,混凝劑的加入量,投加順序,污染物的濃度及水力條件都是影響混凝效果的重要因素。混凝劑的加入量,投加順序需要事先通過實驗確定。
❻ 印染工業廢水怎樣處理,MBR膜可以用嗎
可以的,我做過一個印染廢水項目,就是這個工藝。
❼ 印染廢水處理工藝的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性能。
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,可直接排放或循環回用。
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)印花廢水主要是皂洗、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性能,但對硫化染料、還原染料、塗料等不溶性染料吸附性能很差。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,運行費用略高,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,基建費和運行費略高。
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,運行簡單,耗電省。關鍵在轉盤材質和轉盤前調節池的設置。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%。
❽ 印染廢水的處理方案如何設計
福建省某某印染有限公司印染廢水處理方案設計
1 工程概況
PU革是近幾年迅速發展的一種產品,它種類繁多,物美價廉,廣泛應用於汽車、鞋革、箱包、沙發、裝飾及服裝生產工業,是皮革的優良代用品,而革基布則是PU革的基礎材料,市場需求量極大,某縣縣現有織布廠20多家,織布機1500多台,年產革基布9000萬米,以往某縣縣各織布廠生產的革基坯布未經漂染加工直接銷往外地,產品附加值較低。福建省某某印染有限公司在某縣縣埔頭工業區建設年產PU革基布3000萬米這一項目,可成為某縣縣當地的漂染基地,既可增加某縣縣稅費收入,又可解決部分剩餘勞動力。
紡織印染行業是工業廢水排放大戶,據估算,全國每天排放的廢水量約(3-4)×106m3,且廢水中有機物濃度高,成分復雜,色度深,pH變化大,水質水量變化大,屬較難處理工業廢水。據福建省某某印染有限公司提供的數據,該項目的建成排放廢水量800噸/日。
根據《建設項目管理條例》和《環境保護法》之規定,環保設施的建設應與主體工程「三同時」。受福建省某某印染有限公司委託,我們提出了該項目的廢水處理方案,按本方案進行建設後,可確保廢水的達標排放,能極大地減輕該項目外排廢水對某縣的不利影響。
2 方案設計依據
2.1 福建省某某印染有限公司提供的水質參數
2.2 《紡織染整工業水污染物排放標准》GB4287-92
2.3 《室外排水設計規范》GBJ14-87
2.4 《建築給排水設計規范》GBJ15-87
2.5 《福建省環境保護條例》
2.6 其它同類企業廢水處理設施竣工驗收監測數據
3 方案設計原則
3.1 可行性原則。在工程設計中,在確保工藝可行的同時,兼顧經濟上許可的能力(總投資費用省、運行費用低等),考慮工藝上的可行性與經濟上的可行性協調統一。
3.2 可靠性原則。通過對印染行業目前廢水處理情況的調研,結合多年從事廢水處理的經驗,同時借鑒目前印染廢水處理的成功個例,並與當前先進的廢水處理設備相融合,制定合理、成熟、可靠的廢水處理工藝,確保廢水處理系統能長期、穩定、可靠地運行。
3.3 先進性原則,採用當前廢水處理的先進工藝和設備。
3.4 操作管理方便,技術簡單實用,提高操作管理水平,實現科學現代化的管理。
3.5 避免二次污染,在治理廢水的同時,避免污泥和噪音產生二次污染。
4 廢水的水質水量
福建省某某印染有限公司採用的原料為純棉或滌棉坯布,染料有直接和分散染料,助劑有燒鹼、碳酸鈉、雙氧水、表面活性劑、工業食鹽、起毛劑等。
廢水為連續排放,但水量、水質變化大,無固定規律,根據福建省某某印染有限公司提供並結合同類型企業的資料,其廢水水質參數如下:
廢水量 800噸/天
CODcr 1767mg/l
BOD5 868mg/l
SS 121mg/l
pH 9~12
NH3-N 15.1mg/l
S2- 2.3mg/l
色度 1000倍
5 廢水處理後排放標准
根據《紡織染整工業水污染物排放標准》GB4287-92中之規定:
CODcr 100mg/l
BOD5 25mg/l
色度 40倍(稀釋倍數)
pH 6~9
SS 70mg/l
氨氮 15mg/l
硫化物 1.0mg/l
六價鉻 0.5mg/l
銅 0.5mg/l
苯胺類 1.0mg/l
二氧化氯 0.5mg/l
最高允許排水量 2.5m3/百米布(幅寬 914mm)
6 廢水處理工藝
6.1 紡織染整行業廢水的特點
紡織染整行業的廢水主要來自退漿、煮煉、漂白、染色和整理工段,各工段廢水特點如下:
6.1.1 退漿廢水
退漿是利用化學葯劑去除紡織物上的雜質和漿料,便於下道工序的加工,此部分廢水所含雜質纖維較多。以往由於紡織廠用澱粉為原料,故廢水中BOD5濃度很高,是整個印染廢水中BOD5的主要來源,使廢水中B/C比較高,往往大於0.3,適宜生化,但隨著科技的進步,印染廠所用漿料逐步被CAM/PVA所代替,從而使廢水中BOD5下降,CODcr升高,廢水的可生化性降低。
6.1.2 煮煉
煮煉工序是為了去除織物所含蠟質、果膠、油劑和機油等雜質,使用的化學葯劑以燒鹼和表面活性劑為主,此部分廢水量大,鹼性強,CODcr、BOD5高,是印染廢水中主要的有機污染源。
6.1.3 漂白廢水
漂白主要是利用氧原子氧化織物中的著色基團,達到織物增白的目的,漂白廢水中一般有機物含量較低,使用的漂白劑多為雙氧水。
6.1.4 染色廢水
染色工藝是本項目的支柱工藝,在此過程中,使用直接、分散等染料和各種助劑,從而使染色工藝成為復雜工藝,也使染色廢水水質呈現出復雜多樣性。一般而言,染色廢水鹼性強,色澤深,對人體器官刺激大,BOD5、CODcr濃度高,廢水中所含各種染料、表面活性劑和各種助劑是印染廢水中最大的有機物污染源。
6.2 目前印染廢水處理現狀
印染廢水的處理以生化法為主,並常與物理、化學法串聯,方能取得較好的效果,目前對印染廢水處理常見的處理方法有:
6.2.1 完全混合式活性污染法
此法工藝較成熟,在印染廢水治理中有一定的歷史,目前應用於紡織系統中大多數工廠。某市印染廠廢水治理即採用此法。此法主要設施有調節池、曝氣池和沉澱池等。
調節池主要用以調節各污染源排放廢水的水質水量,防止對曝氣池形成沖擊,避免細菌死亡。因此,廢水在調節池停留時間越長越好,但也要考慮建造費用,故一般根據企業的生產周期和佔地條件來設計調節池。
曝氣池主要作用是對泥水混合液充氧,保證活性污泥在分解有機物時所需的氧量,同時使活性污泥和廢水充分混合。一般對曝氣池的技術要求是污泥負荷常為0.3-0.4kgBOD5/kg.MLSS.d曝氣時間約為4-6小時,污泥濃度一般在3-4g/l,但隨著化纖織物的比例不斷增大和水處理技術的提高,這些技術要求有所改變。
沉澱池主要是使泥水分離,並在沉澱時進一步降解有機物,經過泥水分離後水直接排放,污泥一部分迴流進入曝氣池,一部分作剩餘污泥排放。
活性污泥法的特點是污水與生物污泥的接觸較均勻持久,池水濃度分布較均勻,水溫控制幅度較寬,在布水操作上也比較簡單,處理效率較高,一般BOD5去除率可達95%以上,CODcr去除率在60%左右。但該法管理較復雜,易發生污泥膨脹及上翻,且佔地面積較大。
6.2.2 接觸氧化法
接觸氧化法是近年來逐步廣泛應用的污水處理技術。上海紡織系統中針織和印染廠大多採用的是塔式濾池(接觸氧化法的一種)。塔式濾池的結構是塔加填料,塔的作用是充氧和安放填料,塔的高度是根據充氧要求和污水與填料上生物膜接觸時間來設計,一般需要2.5-4小時,容積負荷在2-3kgBOD5/m3,填料過去使用表面粗糙的固體物使生物膜能依附其上,隨著塑料工業的發展,目前採用了蜂窩填料和軟性填料作生物膜支撐物,取得較好效果。
塔式濾池特點是運行管理方便,處理時間短,佔地面積小,但有機物去除率相對低此,一般CODcr去除率在45-60%,BOD5去除率在70-90%,色度去除率在30-50%。
6.2.3 物理化學法
隨著織物中化纖成份增多和化學助劑漿料的使用,印染廢水中BOD5與CODcr比值發生了變化,廢水的可生化性變差,為達到較好的處理效果,紡織行業開始採用物理化學法(臭氧混凝沉澱和氣浮法等)處理印染廢水。物理化學法常用混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、鹼式氯化鋁、高分子混凝劑等。一般物理化學法用於二級處理,也有些工廠如上海第二絲綢印染廠單用物理化學法處理印染廢水。實踐證明,混凝氣浮是一種較為合適的物化處理方法,因為印染廢水中含有大量的污染物質如纖維素、漿料等,呈懸浮狀態和膠體狀態,且有些染料如分散、硫化、還原染料及塗料與混凝劑特別是鋁鹽混凝劑產生的絮凝物比重較小,適合採用氣浮法處理。
其它化學方法,如臭氧作為氧化劑脫色效果很好,但是耗電量大,處理成本高,不易推廣。同樣,電解法也存在耗電量大,鋼材用量大,且運轉管理較復雜的問題。
6. 2.4 A/O法
(1)有A1/O法,即缺氧/好氧生物脫氮工藝,是英文Anoxic/Oxic的縮寫,它的主要功能是去除有機物和脫氮,一般對BOD5和SS的總去除率為90-95%,總氮的去除率為70%以上。
(2)有A2/O法,即厭氧——好氧除磷工藝,是英文Anaerobic-Oxic的縮寫,其主要功能是去除有機物和除磷,一般對BOD5和SS和去除率為95%,磷的去除率為70%以上。
(3)A2/O法,即厭氧——缺氧——好氧生物脫氮除磷工藝,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic的縮寫,其功能是去除有機物和除磷脫氮。
6.2.4 其他方法
有A/B法、水解——好氧生物處理工藝等,是較新的處理工藝,也有應用於印染廢水處理,本文不再一一贅述。
6.3 本方案採用的印染廢水的處理工藝
6.3.1 工藝流程:
經綜合比較分析,並結合多年從事印染廢水處理的經驗,以經濟和可行為原則,決定採用如下處理工藝:
.3.2 工藝流程簡述
濃鹼性廢水先經過格柵處理後用於水膜除塵器除塵,經消煙除塵後,可降低PH值,使系統不必加酸調整PH,並可去除約30%的CODcr,使生化系統負荷降低,以節省運行費用,保證了生化處理的PH條件。除塵水沉澱後與其它生產廢水一並經粗細格柵去除較粗雜質後,進入調節池,在調節池內設置預曝氣系統,可均勻水質並防止雜質沉澱,還可以調蓄水量和在一定程度上脫除廢水中硫化物。調節池的水用泵提升至反應池,經加葯反應後靠重力流入豎流式沉澱池進行泥水分離。底部的污泥排至污泥濃縮池,豎流式沉澱池可去除部分有機物和大幅度降低硫化物和CODcr、色度,降低PH值並提高了B/C比值,為後續生化處理創造條件。
豎流式沉澱池上清液靠重力流入水解酸化池,同時調入營養料(P),降解大分子物質,進一步提高B/C,並降低CODcr。水解酸化池出水再靠重力流至A/O接觸氧化池。在A/O接觸氧化池中去除大部分溶解性有機物並進行反硝化脫氮,O池末端混合液迴流至A池起始端,其中A池佔1/3,O池佔2/3,迴流量為2倍處理水量。
A/O接觸氧化池出水靠重力流至氣浮系統,經加葯氣浮後,浮泥至污泥濃縮池,出水至排放池,當需要時在排放池內投加脫色劑,達標廢水就近排放。
剩餘活性污泥排入污泥脫水池,污泥脫水池上清液入調節池循環處理。脫水後的干污泥妥善處理(可摻入煤中送鍋爐焚燒),防止二次污染。
6.3.3 主要處理單元說明
(1)水解酸化
在缺氧條件下,廢水中的有機物完成厭氧反應的第一階段,將一些難生物降解的有機物分解成易生物降解的小分子有機物,降低CODcr、BOD5、SS、S2-、色度,提高廢水可生化性,為後續生化處理創造良好條件。
(2)絮凝劑
廢水呈鹼性,含硫化物。常用的絮凝劑為PAC或PFS,助凝劑為PAM,但PAC投加量過多可能影響後續生化處理,因此本工藝選擇FM復合絮凝劑。FM對染色廢水的色度和CODcr的去除有顯著效果,而且具有脫硫的性能。該研究為上海市科委的攻關項目,已由上海市科委組織鑒定,並實際應用。FM絮凝劑價格低、來源方便,可現場復配。當然也可使用其它合適的絮凝劑,助凝劑為PAM。
(3)生化處理
生物接觸氧化是一種較新的生物膜法,是在池中安裝填料,填料具有很大的比表面積,是一種生物載體,產生較大的活性污泥濃度,以提高接觸氧化池的容積負荷,提高污染物的去除效率。同時具有設備簡單,佔地小,維護方便,操作靈活,運行費用低等特點。已廣泛應用於化工、食品、制葯、印染等行業的廢水處理,效果顯著。被國家環保局推薦為最佳環保實用技術。
6.3.4廢水處理工藝特點
(1)濃鹼廢水經消煙除塵後,可降低PH值,使系統不必加酸調整PH,並可去除約30%的CODcr,使生化系統負荷降低,以節省經常費用,保證了生化處理的PH條件。
(2)加葯反應沉澱,主要目的是去除部分有機物和大幅度降低硫化物、降低色度和SS,提高了B/C比值,並適當降低了PH值(PH<10),為生化創造條件。
(3)水解酸化池採用填料形式,定時曝氣沖刷生物膜防止沉澱。每四小時開10分鍾,可使池內基本保持無氧狀態,又可達到換膜目的。
(4)A/O系統採用接觸氧化方式,可減少構築物,節省投資,耐沖擊,污泥量少,主要去除大部溶解性有機物和反硝化脫氮。
(5)最終加葯反應氣浮系統,可進一步去除不可降解有機物、色度等使處理水達標排放。
(6)排放池的設置主要為便於監測,在需要時還可投加脫色劑。
7 主要構築物、設備等投資概算(最終以擴初設計為准)
7.1 主要構築物設計參數
序號 名 稱 參數 材料 數量 備 注
1 集水井 10m3 磚混 1座
2 調節預曝池 450m3 磚混 1座 可依現場情況適當增減
3 沉澱池 80 m3 鋼砼 1座 可依現場情況適當增減
4 水解酸化池 450m3 鋼砼 1座
5 接觸氧化池 700m3 鋼砼 1座
6 混凝氣浮(含反應池) 40m3 磚混 1座
7 機泵間 40m2 磚混 1座
8 污泥干化池 30m2 磚混 3座 可依現場情況適當增減
9 污泥濃縮池 60 m3 磚混 1座
10 排放池 35 m3 磚混 1座
7.2 主要設備及投資
序號 名 稱 規格、型號 數 量 價格(萬元)
1 粗細格柵 非標 2台 0.2
2 污水泵 Q=40,H=10 1台 0.4
3 曝氣機 Q=10,H=5 3台 13.6
4 攪拌機 1台 1.8
5 填料 TB/TA2—TH1 800 m3 15
6 微孔曝氣 TK/R65 500 5.3
7 污水泵 Q=70,H=10 1台 0.3
8 加葯設備 非標(防腐) 0.8
9 部分加壓溶氣氣浮機 非標 6.8
10 自動控制櫃 非標 1台 0.85
11 曝氣系統 非標 3.2
12 預曝氣系統 非標 1.6
13 電纜線照明儀表 0.6
14 填料支架 1.3
15 管道閥門 2.7
16 安裝費(廠方安裝) 0
17 運輸費 0.8
18 小 計 55.25
7.3 其他費用
序號 名 稱 金 額
1 設計費 3.0
2 調試費(不含葯劑費用) 1.6
3 小 計 4.6
總計投資費用(不含土建及氣浮雨棚59.86萬元(總排水計量流量計未計在內),土建費用約為75萬元,詳細費用應在初設完成後最終確定。
8 廢水處理費用
8.1 操作管理人員工資:
廢水處理站24小時連續三班三運轉,操作人員每班1人,共計3人。按每月工資平均500元計3×12×500元/1658/365=0.03元/噸-水
8.2 葯劑費:混凝劑FM和助凝劑PAM組合使用,0.26元/噸-水。
8.3 電費:0.33元/噸-水。
8.4 處理每噸水總運行費用:
0.03+0.26+0.33=0.62元
經常運行費:0.62元/噸-水。
9.補充說明 因時間倉促,且未能進行現場調查,最終方案可能還需要進行適當調整。
❾ 印染廢水,是染漿廢水來的,脫色效果不好,怎麼辦
不知到你用的什麼工藝,一般生物處理不易脫色的話,可以考慮加點絮凝劑,另外氧化法也比較常用,下面一個參考文摘不錯的:
由於染料生產品種多,並朝著抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向發展,從而使染料廢水處理難度加大.染料廢水處理難點:一是COD高,而BOD/COD值小,可生化性差;二是色度高,而成分復雜.三是水質水量不穩定,排放具有間歇性.印染廢水的處理目標一般是COD的去除與脫色,但脫色問題難度更大.
3. 脫色處理方法
3.1 物理方法
3.1.1吸附法
吸附法是利用多孔性的固體物質,使廢水中的一種或多種物質被吸附在固體表面而去除的方法.吸附脫色技術是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的.吸附按其作用力可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附三種.目前用於吸附脫色的吸附劑主要是靠物理吸附, 但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學吸附作用.
常用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業廢料(煤渣、粉煤灰) 及天然廢料(木炭、鋸屑) 等.傳統的吸附劑是活性碳,活性炭具有較高的比表面積(500- 600 m2/g),它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能.活性炭去除水中溶解性有機物(分子量不超過400)非常有效,但它不能去除水中的膠體疏水性染料.若廢水BOD5> 500mg/L,則採用吸附法是不經濟的.膨潤土作為水處理中的吸附劑和絮凝劑,已被廣泛用於印染廢水脫色領域,近年來製成多種復合膨潤土、VS型纖維和聚苯乙烯基陽離子交換纖維等,具有物理吸附和離子交換功能,且比表面大、離子交換速度快,易再生,對難處理的陽離子染料廢水有很好的脫色效果,有些改性的膨潤土的脫色效果甚至高於活性炭[4];某些集吸附與絮凝性能為一體的吸附劑如硅藻土復合凈水劑也已開發;用電廠粉煤灰製成具有絮凝性能的改性粉煤灰,對疏水性和親水性染料廢水均具有很高的脫色率;另外工業廢料(如煤渣、粉煤灰等)、天然廢料(如木炭、木屑等)、植物秸稈(如玉米棒等)均對印染廢水具有一定的吸附作用.
吸附法尤其適合難生化降解的紡織印染廢水脫色處理,印染廢水的吸附脫色技術是一項非常有效而又比較經濟的方法.活性炭吸附脫色技術不適合印染廢水一級處理,只能用於深度脫色處理,活性炭處理成本高,再生困難,所以活性炭的再生技術是正在研究的課題,其中生物再生是研究的重點方向.煤、爐渣吸附劑,原料來源廣,成本低,但在處理印染廢水之後存在二次污染,所以只適合與生化法或砂過濾等方法聯合使用.離子交換樹脂對水溶性染料離子吸附特別有效,離子交換吸附劑的開發研製是今後的主要發展方向之一.廉價、高效、因地制宜新型吸附材料的開發是一項很有前途的技術.吸附法與其它處理方法的優化組合處理印染廢水,脫色效果更佳.[5]
綜上所述,吸附脫色的發展方向體現在兩個方面: ①根據吸附機制開發、尋找新的吸附劑; ②對現有吸附劑的改性與活化, 以提高脫色效果和再生能力.
3.1.2超濾法脫色
超濾是利用一定的流體壓力推動力和孔徑在20~200üA 的半透膜實現高分子和低分子的分離.超濾過程的本質是一種篩濾過程,膜表面的孔隙大小是主要的控制因素.該法的優點是不會產生副作用,可以使水循環使用.早在70 年代初期, 膜分離技術就嘗試用來處理印染廢水.目前, 該方法可用於去除各種染料和添加劑.但由於分離染料混合物的困難, 並未達到完美的程度.
在這種技術中,半透膜的性質起著決定性的作用.就材料而言,膜有動態膜,纖維素類膜,聚碸超濾膜,荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜.[6]
(1)動態膜從處理效果和經濟上講,ZrO-PAA 動態膜是可行的.但能耗較大,其滲透水及化學物質的再利用率可達88% 到96%.
(2) 纖維素類膜.CA 膜的選擇性隨膜表面與各種染料互變異構體相互作用而發生變化,但膜材料本身在耐pH、耐溫等方面仍然有所不足.纖維素類膜在耐pH值、耐壓、耐溫度等方面優於CA ,用纖維素超濾膜反滲透處理染色廢液, 染料去除率97% 以上可實現水的循環使用,但反滲透所需的高壓操作仍是它的不足.
(3) 聚碸超濾膜由於其良好的物理化學穩定性,有較大的應用前景.使用聚碸超濾膜代替纖維素膜可實現高溫操作, 回收染料減輕污染, 但仍未達到國家排放的標准.
(4) 荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜是用來描述其分離性能介於反滲透和超濾之間的一種膜.荷電超濾膜是以其化學結構含有荷電基團而定義的, 疏鬆反滲透膜是以其物理結構而命名, 它們往往指的一種膜.對鹽NaCl 截留只有2%~ 3% , 而對於500~2 000 分子量的物質,具有較高的分離率, 同時保持高的水通量.一般染料的分子量正好在這種膜的截留范圍, 特別是離子型染料.該膜在低壓下操作(10 kg/cm 2) 耐pH值、耐壓密、耐污染、耐溫等方面都比較突出,前景廣闊[7].
3.1.3輻射降解法
電離輻射可有效地降解染料水溶液,輻射技術和其它技術有很好的協同作用.與常規污染物處理技術相比,輻射技術在常溫常壓下進行,具有工藝簡單、無二次污染等特點,對難降解有機污染物的處理更有其獨特長處.[8]
用60Co γ射線輻照甲基橙和活性艷藍KNR水溶液,輻照後染料水溶液的可見光區和紫外區的特徵吸收峰隨吸收劑量的增加而漸漸下降至接近零,說明輻射降解反應既破壞了染料分子的發色基團,同時也破壞了染料的有機分子結構.脫色率和COD去除率均隨吸收劑量的增加而增加.過氧化氫與輻射有協同作用,在相同的吸收劑量下,脫色率和COD去除率均隨過氧化氫的濃度增加而增加.另外,該法pH值適用范圍很廣;溶液的初始濃度越大,COD去除和脫色效果越差;氧的存在可以促進染料分子的降解.在同樣輻照條件下,染料的輻射降解效果因染料分子的結構不同而略有不同[9].
輻射法處理印染等難降解污水時雖然有機物的去除率高、設備佔地小、操作簡便,但用來產生高能粒子的裝置價格昂貴,技術要求高,而且該方法能耗較大,能量利用率不高,若要真正投入實際運行,還需進行大量的研究工作.
3.2 物理化學法
3.2.1絮凝法
印染廢水的絮凝脫色技術, 投資費用低, 設備佔地少, 處理量大, 是一種被普遍採用的脫色技術.某印染廠採用混凝脫色- 懸浮曝氣生物濾池工藝處理主要含活性染料的廢水,原水CODCr, SS的平均質量濃度分別為296,285 mg/L 和平均色度為550倍, 處理後出水水質相應各項指標分別為40, 20 mg/L 和10 倍, 其去除率分別為87%, 92%和98%.[10]
在印染廢水中使用的絮凝劑很多,大致可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑三類,其中,有機絮凝劑還分為天然有機高分子絮凝劑、合成有機高分子絮凝劑.由於印染廢水水質比較復雜,無機單鹽絮凝劑在水解絮凝過程中,未能完成具有優勢絮凝效果的形態,投葯量大,絮凝效果差;無機高分子絮凝劑可以較好地除去廢水中大部分懸浮態染料,但對於水溶性染料中分子量小、不容易形成膠體的廢水則難以處理;有機高分子絮凝劑對於水溶性染料等廢水具有很好的脫色性能,但單獨使用效果差,而且易於產生有毒物質;因此,開發研製價廉、無毒、高效的新型有機絮凝劑,已成為目前絮凝法的主要研究方向之一.
復合絮凝劑則能同時發揮幾種絮凝劑的優點,使絮凝法用於印染廢水處理既經濟,又適用.如將有機絮凝劑與無機絮凝劑復配使用,充分發揮有機高分子絮凝劑的吸咐架橋性能和無機絮凝劑的電性中和能力,可以使處理出水達到較好的效果.此外,澱粉衍生物、木質素衍生物、羧甲基殼聚糖[11]等天然高分子具有無毒、原料廣、價廉和可生物降解等優點,也得到科研工作者的高度重視.另外,微生物絮凝劑是利用生物技術,從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理劑.與普通的絮凝劑相比,有固液易於分離,沉澱少,適用性廣等優點,因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題[12].總之,高效、無毒、無害的環境友好性絮凝即將在印染廢水處理中有廣闊的應用前景.
絮凝法雖然是含染料廢水處理的常用方法,但對於許多可溶性好的染料, 處理效果往往不佳.因此, 復合絮凝法將成為工業廢水處理工藝研究的主要內容和發展方向.根據實際出水要求,採用適當的預處理和後處理手段,發揮絮凝工藝與其它工藝的協同工作的優勢,以達綜合治理的目的,這對於提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有極其重要的意義.
然而,用絮凝法進行廢水脫色依然存在以下幾個方面的問題:產生大量的淤泥;由於廢水水質變化大,每批廢水脫色前均需要進行預試驗,以確定最佳條件,提高了成本,又費時.過量的陽離子絮凝劑會在廢水中產生大量氮的化合物,它們對魚類有毒且難以生物降解和硝酸化抑制,絮凝劑過量也可能導致沉澱重新溶解.脫色效率低,不符合排放標准.因此,實際生產中,應根據實際出水要求,採用適當的預處理和後處理手段,發揮混凝工藝與其它工藝的協同工作的優勢,以達綜合治理的目的,這對於提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有極其重要的意義.
3.3 化學方法
3.3.1電化學法
電化學法是處理印染廢水的另一種有效的處理方法.電化學法通過可溶性電極在陽極和陰極上發生電絮凝、電氣浮和H的間接還原作用從而達到處理廢水的目的.電化學法處理印染廢水具有設備小、佔地少、運行管理簡單、COD去除率高和脫色好等優點,但同時電化學法存在著能耗大、成本高和析氧析氫副反應等缺點.近年來,隨著電化學和電力工業的發展以及許多新型高析氧析氫過電位電極的發明,電化學法又重新引起人們的重視.根據電極反應方式劃分, 傳統電化學方法可細分為內電解法、電絮凝和電氣浮法、電氧化學.
內電解法是利用廢水中有些組分易被氧化,有些組分易被還原,在有導電介質存在時,電化學反應便會自發進行,同時兼有絮凝、吸附、共沉澱等綜合作用的一種廢水處理方法[13].最著名的內電解法是鐵屑法, 即將鑄鐵作為濾料, 使印染廢水浸沒或通過, 利用Fe 和FeC 與溶液的電位差, 發生電極反應, 產生較高化學活性新生態H, 能與印染廢水多種組分發生氧化還原反應, 破壞染料發色結構, 而陽極產生的新生態Fe2+, 其水解產物有較強的吸附和絮凝作用.該法不需要外加電源,操作簡單,成本低廉,是種很有前途的處理方法.
電氣浮法是以Fe、AL作陽極產生的H2將絮體浮起;而電絮法則是利用電極反應產生的Fe2+ 、Al3+實現絮凝脫色.採用石墨、鈦板等作極板, 對染料廢水通電電解, 陽極產生O2或Cl2, 陰極產生H2.通過O的氧化作用及H的還原作用破壞染料分子而使印染廢水脫色, 脫色率可達98% 以上,COD去除率達80%以上.
國內重點研究的是電化學與其它方法相結合,其中較為有成就的是用絮凝復合床新技術處理高色度印染廢水,對色度>10000倍的印染廢水處理後,脫色率可達99%以上,CODCr去除率達75%.國外在新型電極方面研究較多,如:Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RnO2、Ti/Pt等電極.
電催化高級氧化技術(Advanced Electro catalysis Oxidation Processes , AEOP) 是最近發展起來的新型AOPs ,因其處理效率高、操作簡便、與環境兼容等優點引起了研究者的注意.它能在常溫常壓下,通過有催化活性的電極反應直接或間接產生輕基自由基, 從而有效降解難生化污染物.陳武等進行了三維電極電化學方法處理印染廢水實驗, COD去除率達74.7% ,色度去除率達93.3%[14].
3.3.2氧化法
氧化法是使染料分子中發色基團的不飽和雙鍵被氧化斷開,形成分子量較小的有機物或無機物,從而使染料失去發色能力的一種印染廢水處理方法.氧化法主要有:高溫深度氧化法、化學氧化法和光催化氧化降解法等.
高溫深度氧化法主要是焚燒法.
化學氧化法是印染廢水脫色處理的主要方法,其機理是利用氧化劑將染料不飽和的發色基團打破而脫色.Fenton試劑(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等是一般採用的氧化劑.常見的有組合法和催化氧化法等.如採用混凝- 二氧化氯組合法的優點在於ClO2氧化能力強,是HClO的9倍多,且無氯氣氧化法處理廢水時可能與水中有機物結合生成氯代有機物(AOX)[15].
化學氧化法能有效地去除印染廢水中的色度,但不能很好地去除廢水中的COD,對此有人提出了不完全氧化的方法,即只部分氧化,使有機物通過自由基耦合降低水溶性而絮凝去除.陳玉峰[16]等通過實驗發現,電生成Fenton試劑處理實際工業印染廢水,CODCr去除率在80 %以上, 脫色率達到95% ,處理費用1117元/m3,具有很好的實際應用價值和市場前景.盛翼春[17]通過研究發現,採用新型電催化氧化對染料濃度高達0.3g/l的水溶性染料廢水在2分鍾內脫色率高達95%以上.
同時,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.夏金虹[18]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,在有機廢水處理中有著廣闊的應用前景.但懸浮體系的納米TiO2顆粒由於粒徑極為細小,存在著難以回收、容易中毒、不易分散等缺點,需通過先進的負載技術或光化學反應器,甚才會獲得更高催化效率.因此,納米TiO2光催化劑的負載技術對其實現大規模實用化、商品化和工業化具有重大的實際意義,是今後TiO2研究的主要方向[19].
總之, 氧化法是一種優良的印染廢水脫色方法,但也有其自身的缺憾.如果氧化程度不足, 染料分子的發色基團可能被破壞而脫色, 但其中的COD仍未除盡; 若將染料分子充分氧化, 能量、葯劑量消耗可能會過大, 成本太高, 所以氧化法一般用於氧化- 絮凝或絮凝- 氧化工藝.採用氧化- 絮凝工藝, 目的是通過氧化法將水溶性染料分子變為疏水性或使陽離子染料分子轉變為中性, 陰性分子, 以利絮凝除去.反之, 採用絮凝- 氧化工藝則是將氧化作為後處理步驟, 對印染廢水做深度處理經進一步去除殘余色度及COD[20].
3.3.3還原法
還原法式使用還原型脫色劑對直接染料廢水進行脫色處理的方法,使用的原料主要是鐵屑.鐵屑是機械加工過程中的廢料, 用於處理印染廢水,不僅成本低廉、操作簡單, 而且能夠獲得以廢治廢的效果.該方法主要基於電化學反應.鐵屑是鐵-碳合金, 浸入廢液後形成無數微小原電池.電極反應產物為Fe2+, H2,OH-, 均具有較高的化學活性, 可有效地脫除廢水中的染料分子.其它還原劑有保險粉(+ 活性炭)、亞硫酸及其鹽.洪俊明等[21]通過鐵屑內電解的強化A/ O MBR 工藝處理印染廢水, 出水的水質中色度的去除率超過90.0 %和COD的去除率達到94.9 %.董永春[22]等採用以含硫還原劑和氫化物引發劑為基礎的穩定雙組分還原反應系統,處理直接染料染色廢水,使之與其中的直接染料發生還原脫色反應,其優點是脫色劑用量少,反應快速,脫色率高.還原法的主要缺點是還原降解產物具有毒性, 必須經過二次處理.如活性炭吸附等, 處理費用增大.
3.3.4高級氧化法
高級氧化法(Advanced Oxidation Processes ,AOPs)脫色被認為是一種很有前途的方法.所謂高級氧化法如UV + H2O2、UV + O3, 因為在氧化過程中產生羥基自由基(·OH), 其強氧化性使染料廢水脫色.經研究發現它對偶氮染料的脫色很有效, 高級氧化反應隨O3和H2O2加入量的增加,其反應速率也隨之增加[23]. 在實際生產中與某些化學輔助劑會提高脫色效果, 而且UV + H2O2方法處理偶氮型活性染料產生的降解產物對環境完全無害.最近的研究發現二氯三嗪基型偶氮類活性染料使用UV + H2O2方法脫色也有很好的效果[24].
氧化劑O3對絕大多數染料的脫色效果較好, 無二次污染, 引入紫外光(UV) 等可加快氧化和提高脫色率.有學者指出O3/UV 對偶氮染料脫色效果好,UV 的引入促使O3在溶液中產生氧化性強的羥自由基.胡文容[25]等指出, 雖超聲波幾乎不能降解偶氮腫I , 但對O3氧化有明顯的強化作用, 當O3濃度為7107mg/ L , 加80w 超聲波是超聲波協同O3處理偶氮腫的最佳組合, 既可滿足90 %脫色率, 又可節省48%的O3.但是目前用O3處理染廢水費用較高, 開發新型臭氧發生器並和UV 或超聲波連用以提高效率、降低費用是O3在染料廢水處理中推廣的前提, O3對COD的去除不理想.
高級氧化法的對環境污染極小,效果較好,但有一個嚴重不足之處是處理費用較高, 從而限制了它的廣泛使用.
3.3.5超聲波氧化
超聲波處理印染廢水是基於超聲波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活性非常強的氫氧自由基, 對大部分有機污染物有氧化作用並可並促進絮凝;同時,在超聲波作用下傳質加強,超聲空化產生局部高溫高壓,可大大強化氫氧自由基對有機物的氧化速度,提高降解效率.
用超聲波可以強化臭氧氧化處理偶氮類染料廢水,這是因為超聲波空化效應產生高能條件促使臭氧快速分解,產生大量的自由基,從而使氮類染料脫色.張家港市九州精細化工廠用根據超聲波氣振技術設計的FBZ 廢水處理設備處理染料廢水[26],色度平均去除率為97.0 % ,CODCr去除率為90.6% ,總污染負荷削減率為85.9 %.符德學[27]等使用該法處理含鹼性湖藍-5B的印染廢水,COD去除率達90.2%,脫色率達到98.3%.劉靜[28]等的實驗結果表明,超聲波與微電場的協同作用大大提高了脫色率,在最佳條件下處理60min,色度去除率可達96.6%.
3.3.6萃取法
萃取是採用與水互不相溶,但能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分混合接觸後,利用污染物在水中和溶劑中不同的分配比分離和提取污染物,從而凈化廢水.廢水中的酸性染料可用混合胺進行萃取回收,陰離子染料可用離子對萃取法用長碳鏈去除,萃取劑可用氫氧化鈉再生.由鄰苯二甲酸與間苯二酚為原料制備熒光黃的生產廢水可用N235/煤油系統萃取,其COD去除率可達91-98%,色度去除率為99.8%[29].
離子對萃取法是一種新的廢水脫色方法.該法是將染色殘液與一非水溶性有機溶劑一同振盪,當兩相分離時,水相中便呈現無色,染料聚積於上層有機相中.只要燃料含有至少一個磺酸基團或者是染料必須是酸性的,那麼任何深濃的染色廢液均可用此法脫色.該有機相可反復使用數次[30].離子對萃取法的優點有:液/液相分離工藝簡單,能耗低.對於活性染料來說,僅鈉鹽和鈣鹽形成的水解產物需處理.萃取劑無需再生就可重復使用[31].
3.4 生物處理方法
生物法是利用微生物酶來氧化或還原染料分子,破壞其不飽和鍵及發色基團,從而達到處理目的的一種印染廢水處理方法.生物法目前仍是國內外主要的印染廢水處理方法.
生物法的缺點在於微生物對營養物質、PH、溫度等條件有一定的要求,難以適應印染廢水水質波動大、染料種類多、毒性高的特點;同時還存在佔地面積大、管理復雜、對色度和COD去除率低等缺點.生物法處理印染廢水的脫色率和COD去除率不高,一般不適宜單獨應用,可作為預處理或深度處理.
3.4.1傳統生物處理技術
生物法處理印染廢水中,以活性污泥法最為普遍,這是因為活性污泥法具有可分解大量有機物、能去除部分色素、可調節pH值、運轉效率高且費用低等優點,但對色度的去除往往不夠理想,因此組合式生物處理技術是目前印染廢水的常用方法.我國生物法中以表面活性污泥法和接觸氧化法佔多數,此外,鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉盤法等也有應用,生物流化床尚處於試驗性應用階段.
在印染廢水處理中,厭氧- 好氧工藝具有的這種獨特降解機理引起國內的廣泛關注,並得到了深入的研究和應用,取得了明顯的效果[32].婁金生等在印染廢水的處理過程中採用了厭氧- 好氧工藝,取得了良好效果,COD總去除率大於90 % ,脫色率大於95%.
3.4.2微生物強化處理技術
隨著紡織工業新產品和新技術的開發,印染廢水中水溶性染料、活性染料和化學漿料的數量和種類的不斷增加,從而導致印染廢水可生物降解性下降,如大量的聚乙烯醇(PVA)等,因此選育及應用優化脫色菌和PVA降解菌開始引起人們的關注.選育和培養出各種優良脫色菌株或菌群是生物法一個重要的發展方向.白腐真菌不但對活性艷紅X3B染料有較好的脫色作用,而且對難處理的成分復雜的實際染料廢水也有較好的降解作用,能有效去除印染廢水的COD和BOD5.雖然不能徹底生化降解染料廢水,但給後續的深度處理帶來極大方便[33].
黃建岷[34]在實驗中採用富集法分離菌株,所得脫色菌處理印染廢水有明顯的脫色效果,脫色率可達70 %以上.與活性炭吸附脫色相比差異不大,證明利用微生物處理印染廢水的色度問題是可行的, 但在菌種篩選方面仍有大量工作可做.
3.4.3膜生物反應器處理技術
膜生物反應器處理技術作為一種新型的污水處理工藝,是傳統活性污泥法和膜分離技術的有機結合,可通過膜片提高某些專性菌的濃度和活性,還可以截留許多分解速度較慢的大分子難降解物質,通過延長其停留時間而提高對它的降解效率.但由於膜易堵塞且製造費用較高,對膜技術在水處理領域全面推廣產生一定阻力.不過,隨著材料科學的發展、膜製造技術的進步、膜質量的提高、膜製造成本的降低以及工藝的改進,膜生物反應器的應用范圍將越來越廣.
3.4.4生物酶脫色技術
一些使用合適的厭氧和嗜氧的聯合生物處理可提高染料的降解性, 但是在厭氧條件下, 偶氮還原酶通常將偶氮染料分解為相應的胺類, 其中許多會致低能或致癌,而且偶氮還原酶具有強專一性, 只分解被選擇染料的偶氮鍵.與此相反,苯氧化酶——過氧化木質素酶(木質素酶, LiP) , 過氧化錳酶(MnP) , 和漆酶——對芳香環沒有強的專一性, 因此, 有可能降解各種不同的芳香化合物.這些酶制劑可有效地使許多結構不同的染料脫色.初始反應速率與制劑中每一個酶(漆酶、LiP 和MnP) 都有關系.一些染料添加劑可顯著降低脫色速率.因此, 在評價新的酶及其處理工藝時, 必須考慮染色助劑對酶活性的影響.今後研究工作主要集中於已選擇出的酶的固定化以便為酶脫色的工業應用打下基礎[35].
4. 發展前景
各種脫色方法比較分析,可以看出每種處理方法從經濟性,技術性,對環境影響和實用性都有一定的缺陷, 氣吹、混凝、吸附、過濾等一般具有設備簡單、操作簡便和工藝成熟等優點,但是這類處理方法通常是將有機物從液相轉移到固相或氣相,不僅沒有完全消除有機污染物和消耗化學葯劑,而且造成廢物堆積和二次污染.吸附脫色具有隻吸附染料, 但不破壞其結構的特點, 但目前使用的吸附劑往往存在吸附量不夠, 或再生不容易的缺點.高級氧化法脫色如光氧化、超臨界氧化、濕式氧化、低溫等離子體化學法被認為是一種很有前途的方法, 但其昂貴的價格成為制約其廣泛應用的重要原因.一些傳統的氧化方法如NaClO、H2O2、臭氧和紫外氧化等證明對廢水脫色並不有效, 採用強化物理化學與酶催化降解的方法可能將有非常廣闊的應用前景.因此在實際工程中應該按照具體條件和要求,合理選擇工藝組合,以便取得最佳的效果.
❿ 請問印染廢水處理設備有什麼特點呢
印染廢水處理設備特點:
1.廢水處理系統具有較高的可靠性,出水水質可確保達標排放,能達到深度處理的目標。
2.廢水處理系統具有較強的抗沖擊負荷能力,工程廢水處理能力可在較大范圍內運行。
3.處理系統採用先進的工藝和PC程序控制設備,自動化程度高,可以有效的降低處理系統的日常維護費用。當廢水處理量小於800T/d,可自動停用40%的動力負荷。
4.廢水處理工藝構築物構造簡單,廢水處理工程投資省,運行費用低。
5.佔地面積小,污水處理系統簡單實用,運行管理和操作方便。
6.對周圍環境無不良影響,選用電機噪音低,能保證處理系統滿足對雜訊的有關標准。