『壹』 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。
『貳』 染料中間體還原物廢水為什麼很難處理
1前言
染料及染料中間體廢水是指染料或染料中間體生產過程中排出的工藝廢水。染料中間體的生產包括以下幾個過程:由苯、萘、蒽等基本有機原料經磺化、硝化、還原、鹵化、胺化、氧化、醯化、烷基化等化學反應過程,生成比原來結構復雜,但不具有染料特性的有機化合物,如H酸、土氏酸、J酸等。染料中間體經重氮化、偶合等反應過程製成原染料。原染料再經染料後處理,製成商品染料。染料生產過程耗用的原料多,每噸物耗可達幾噸到幾十噸,同時在其生產過程中,往往需要一次或多次水洗,因而產生大量的副產物或廢料,尤其是廢液產生量很大。
一般來說,染料及染料中間體廢水具有如下特點:
①廢水中污染物種類多。染料及染料中間體廢水含有酸、鹼、鹽、鹵素、烴、硝基物、胺類和染料及中間體等物質,有些還含有劇毒的聯苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金屬汞、鎘、鉻等。
②有機物濃度高。其CODCr值一般在4000 mg/L以上,對於酸性染料、直接染料以及食用染料,由於原料往往帶有磺酸基團,易溶於水,導致這些有機污染物多以水溶態存在於廢液中。
③含鹽量高。廢水中含鹽量可以達到幾十到幾百g/L。
④染料的使用要求,促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向發展,使得這些廢水難以用常規的方法治理。
⑤染料生產多為間歇操作,工藝較落後,產生的廢水水質波動很大,鄉鎮企業的水質波動更為顯著。
2源頭治理技術
從根本上講,治理廢水的途徑應該從清潔生產入手,實行污染源全過程式控制制,少排或不排廢水。源頭治理技術主要是包括以下幾個方面:
①推行清潔生產,實行工業污染源全過程式控制制。清潔生產、污染源全過程式控制制是以節能、降耗、減污為目標,通過產品開發設計、原材料使用、良好的企業管理、採用先進合理的生產工藝、有效的物料循環、綜合利用等途徑實施生產、產品周期的全生命周期控制,使污染物產生量最小化的一種科學性很強的綜合技術,其目標是實現工業生產經濟效益、社會效益和環境效益的統一。
②加強冷卻水系統工藝管理,提高水循環利用率。義大利某廠設計產量為5000 t/d,年總用水量為6500 000 m3,其中50%是冷卻系統循環水。發達國家工業循環水利用率一般達70%以上,目前國內染料廠冷卻水循環利用尚未引起足夠的重視,冷卻水循環利用率不高,冷卻水系統工藝管理更有待改進。
③實行工藝改革,使「三廢」產生量最小化。同一染料產品常常有幾條合成路線和不同生產方法,選用合理的合成路線和先進的生產方法,使「三廢」在工藝過程中消滅或減低到最低限度。例如,同樣一種產品中間體N-氰乙基苯胺的合成,國內某染料廠採用的工藝為:以苯胺為原料,在氰乙基化罐中加入丙烯氰,使用催化劑ZnCl2,在溫度60~100℃下反應28小時,製得氰乙基苯胺。而義大利Acna公司採用苯酚做催化劑,苯酚可以通過蒸餾回收,產品質量有保證,廢水中不存在Zn污染。
④提高產品回收率,降低原材料消耗。目前,我國染料及中間體生產技術水平與發達國家相比,還有一定的差距,產品回收率低,「三廢」污染比較嚴重。因此,提高產品回收率,降低原材料消耗,既有經濟效益又有環境效益。
⑤加強物料回收,大力開展綜合利用。染料及中間體產生的「三廢」實質是生產過程中流失的原料、中間體和副產物。應用資源循環原理,開展「三廢」資源化技術,使染料工業廢水中污染物減至最低限度。
⑥研究與開發無「三廢」工藝。無「三廢」生產工藝研究與開發,已成為染料中間體開發研究的重要方向。前蘇聯有機中間體和染料研究院,首先把以水為介質反應改為有機溶劑,廢水數量大為減少,例如在有機介質中由鄰氨基酚同光氣作用製取苯並酮唑,可完全消除污水的產生,同時還提高了產品質量。間硝基苯磺酸生產中原來每噸產品產生20 m3廢水,採用鹼或碳酸鈉中和並將過量的硫酸鈉分離出來,廢水套用到成品的分離和洗滌,成為無「三廢」工藝。有廢水需要處理的單位,也可以到易凈水網服務平台咨詢具備類似污水處理經驗的企業。
3末端治理技術
一般來說,染料廢水的末端治理以降低水中的CODCr、色度,回收廢水中的有機物、廢酸和無機鹽為目的。根據不同水質和排放要求,採用不同的處理方法:去除固體雜質,可採用混凝法和過濾法;脫色一般採用混凝—吸附組合工藝流程;去除有毒物質和有機物,主要採用化學氧化法、生物法和反滲透法等;去除重金屬,可用化學沉澱法和離子交換法等相關技術文檔請參考易凈水網資料庫http://www.ep360.cn/qita/。
從染料及中間體廢水末端治理技術原理上看,大致可把它們分為三類:物理處理法、化學處理法及生物處理法。
3.1物理處理法
物理處理法包括混凝沉澱法、吸附法、氣浮法、電滲析法、結晶分離法、精餾法、離子交換法、萃取法等。一些比較常用的方法簡述如下:
①混凝沉澱法
混凝沉澱法近年來發展較快,是染料廢水凈化的主要方法之一。對於成分復雜的染料廢水,先經均化沉澱,加入適量的酸或鹼中和後,再加混凝劑絮凝沉澱。
混凝沉澱法主要用於染料廢水的脫色,對萘系染料處理效果較好,對蒽醌染料較差。染料廢水混凝沉澱的處理效果取決於混凝劑、助凝劑的選擇和用量、廢水的pH值、混凝的水力條件等。該方法對色度的去除率約為70%~90%,CODCr的去除率約為50%~80%。英國水研究中心對某廠分散染料廢水進行混凝沉澱處理,CODCr去除率為77.9%,色度去除率為80%。
常用的絮凝劑可分為無機、有機和高分子三種類型。使用最廣泛的是鐵鹽和鋁鹽,常用的還有含活性氧化鋁、高嶺土、皂土的混凝劑。近年還開發了不少新型無機和有機絮凝劑,如聚硅酸、硫酸鋁等。
②吸附法
吸附法可去除水中的色、臭、重金屬離子和有機物。由於吸附劑對不同類型的吸附能力存在差異,即吸附劑具有選擇性,因此,採用吸附法處理染料廢水,吸附劑的選擇是影響處理效果的一個關鍵因素。最常用的吸附劑是活性炭。天津長城化工廠以活性炭為吸附劑用於土氏酸生產中吸附母液中的二萘胺。
另外一些吸附劑是氧化鋁和活性氧化鋁。活性氧化鋁的處理效果可以通過添加沉澱劑或絮凝劑來提高。其它的吸附劑有SiO2、活化煤、高分子吸附劑等,根據當地情況還可以使用一些廉價的吸附劑,如粘土、礦渣、粉煤灰等。
高分子吸附劑與離子交換樹脂聯合使用,可以去除染料廢水中的重金屬、酚類、胺類等。在一種二步法處理工藝中,第一步使用的吸附劑是具有較大表面積的非離子型聚合物,廢水隨後通過一個弱酸性的離子交換器。Rock&Stevens公司用這種方法去除水中酸性、活性、金屬絡合及鹼性染料。該方法不大適用於分散染料的去除。在這種工藝中,吸附樹脂去除廢水中的有機物,未被吸附的殘余離子隨後被離子交換樹脂去除。兩種樹脂都可再生利用。
吸附法能夠去除廢水中難以分解的物質,對於不能生化處理或生物法處理後達不到排放標準的廢水,可用吸附法處理。
③萃取法
萃取法是利用有機物在水中和有機溶劑中溶解度的差異,選擇一種適宜的溶劑,通過與水混合,使有機物從水中迅速轉移到溶劑相中,然後經兩相分離,水相得到處理,而溶劑相含有染料。
染料從廢液中去除後濃縮於有機相中。根據廢水初始濃度的不同,染料可濃縮5~10倍。在該過程中,其它一些帶負電荷雜質也會從廢水中去除,例如某些含鹵素親油性物質。有機相可以用蒸餾法再生,但目前更多的是用酸或鹼進行反萃取,就可以使萃取劑得到再生,而染料以濃縮鹽的形式分離出來,萃取劑循環使用,這是一個很大的優點。
④結晶法
結晶法是通過控制物理條件,使染料或鹽分從水中結晶分離出來,從而達到去除水中污染物的目的。該方法不必向水中另行投加化學物質。採用冷凍分離法處理J酸生產過程中的酸性廢液,將廢液冷凍至-10~-20℃,使廢液中Na2SO4結晶析出,然後過濾除去。濾液加熱、濃縮後,返回原生產工序使用。
⑤氣浮法
氣浮法是廢水經過混凝後,通過加氣使水中污染物上浮。根據廢水性質不同,採用不同的氣浮方法。以疏水性染料、還原、冰染為主的染料廢水,普遍採用壓力溶氣氣浮法;廢水中含親水性物質、鹽類物質、以離子化形態存在的待分離物質或苯環上有取代基團的苯胺類化合物,則其它氣浮凈水技術效果較好,這些氣浮技術包括電解凝聚氣浮、離子氣浮、吸附氣浮等。
3.2化學處理法
化學處理法主要是利用化學反應改變廢水中有害物質的結構,以達到回收或分解去除的目的。化學處理法常與物理法或生物法聯合使用。
①氧化法
氧化法的目的是通過強氧化劑的氧化作用,破壞發色基團或染料分子結構,達到脫色和去除CODCr的目的。常用的氧化方法有葯劑氧化法、電解法、O3氧化法、光氧化法、濕式空氣氧化法等。葯劑氧化法一般可用氯氣、雙氧水作氧化劑。
隨著太陽能利用研究的發展,利用太陽光為光源的光氧化法處理廢水的研究越來越受到人們的重視,並取得了可喜的進展。
②還原法
偶氮染料可進行還原處理,但有時所產生的芳香胺是致癌物。對於蒽醌染料來說,還原是可逆的。基於上述原因,還原法在染料廢水處理中應用不多。
③焚燒法
焚燒法是在高溫下,利用空氣深度氧化處理極高濃度有機物廢水的最有效手段,是最易實現工業化的方法。CODCr大於1.0×105 mg/L,熱值大於1.0×104 kJ/kg的高濃度廢水,爐內操作溫度為900~1000℃,停留時間3~4 s,空氣剩餘系數為1.2~1.4,可使廢水直接燃燒。國內染料廢水處理基本都是以回收無機鹽為目的。目前,國內焚燒處理存在的主要問題是:熱回收率低,不少焚燒裝置因運轉費用高而不能運行。國外先進的焚燒系統都配備廢熱回收和廢氣污染控制裝置,有利於降低能耗和消除二次污染。
3.3生物處理方法
生物處理方法是污水處理的常規方法,也是染料廢水常用的處理手段之一。常用的生物方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厭氧生物法等。廢水中含胺、酚類等,用生物法處理有較好的效果;對於酸性和鹼性廢水,可先經中和處理後再用生物法處理;對偶氮染料和硫化染料廢水,可先經還原和氧化處理,降低其毒性後,再用生物法處理;亦有採用菌藻共生系統降解偶氮染料的報導,廢水先進入厭氧塘,使偶氮雙鍵斷裂,然後進入好氧塘,降解芳香胺。
近年來,由於染料行業發展迅速,為了提高染料的使用性能,染料產品逐漸向抗氧化、抗光解、抗生物降解方向發展,廢水中難生物降解的物質越來越多,給生物處理帶來一定的困難。
採用生物法處理染料廢水,最重要的是解決廢水的可生化性問題。目前,一般趨於採用強化生物法與物化法結合的方案。
4廢水資源化技術
國內外關於染料廢水的資源化研究主要集中在以下幾個方面:
4.1稀酸的濃縮與回用
染料廢水中常伴有稀酸的排出,這部分酸可以回收利用。稀酸的回收主要包括濃縮和凈化。凈化指去除水中的有機物,主要有氣提法、水解法、吸附法、萃取法、氧化法等,其中以氧化法最好。濃縮方法主要有鼓泡多室濃縮法、升膜式真空蒸發濃縮法。日本的Yawata化學工業公司採用浸沒燃燒法將含稀鹽酸的染料廢水中的有機物燃燒後,獲得13%的鹽酸,然後用濃H2SO4進行循環脫水,轉化為濃鹽酸,既處理了廢物,又回收了鹽酸。
4.2鹽類的回收
染料廢水中含鹽量很大,可採用濃縮和焚燒法回收。濃縮法不能去除廢水中的有機物質;焚燒法雖然能把有機物作為熱源焚燒,但是,如前所述,由於其成本高,難以得到廣泛應用。
4.3有機物的回收
染料生產過程中會產生高濃度廢母液,這種廢液有機物和無機鹽濃度很高,處理困難,如果能將其中有用的有機物提取出來,加以回收利用,將具有很好的經濟效益和環境效益。有機物回收的方法主要有:樹脂吸附、液膜萃取、絡合萃取和離子締合萃取。
有機物回收後,廢水中污染物濃度大大降低,經過適當處理後易達到排放標准。因此,這是一種很有前途的處理方法。
5小結
總的來說,對於染料工業廢水,使用單一處理方法,難以使處理後的出水達到國家要求的排放標准。目前一般採用兩級處理方法:即物化法加生化法、生化法加氧化法,或生化法加吸附法等。在地球資源日益枯竭的情況下,國內外關於廢水資源化技術的研究越來越多,人們趨向於尋找不造成二次污染,同時可回收廢水中有用物質的技術,以取代目前耗資巨大的各種處理方法。
『叄』 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.
『肆』 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。
『伍』 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%。
『陸』 污水是怎麼處理的
無論採取如何嚴格的措施,無論採用多麼先進的技術,污水的排放是不可避免的,並且水污染在很多地方已經是既成的事實,因此,研究污水的處理技術和方法就非常必要。目前,根據所採取的自然科學的原理和方法,污水處理一般分為物理法、化學法、物理化學法和生物法。
物理法是利用物理作用除去污水的漂浮物、懸浮物和油污等,在處理過程中不改變污染物的化學性質,同時從廢水中回收有用物質的一種簡單水處理法。常用於水處理的物理方法有重力分離、過濾、蒸發結晶和物理調節等方法。重力分離法指利用污水中泥沙、懸浮固體和油類等在重力作用下與水分離的特性,經過自然沉降,將污水中比重較大的懸浮物除去。離心分離法指在機械高速旋轉的離心作用下,把不同質量的懸浮物或乳化油通過不同出口分別引流出來,進行回收。過濾法是用石英沙、篩網、尼龍布、隔柵等做過濾介質,對懸浮物進行截留。蒸發結晶法是加熱使污水中的水氣化,固體物得到濃縮結晶。磁力分離法是利用磁場力的作用,快速除去廢水中難於分離的細小懸浮物和膠體,如油、重金屬離子、藻類、細菌、病毒等污染物質。
化學法就是使有毒、有害廢水轉為無毒無害水或低毒水的一種方法,主要有酸鹼中和法、混凝、化學沉澱、氧化還原等。酸鹼中和法是指採用加鹼性物質處理酸性廢水,加酸性物質處理鹼性廢水,讓兩者中和後,加以過濾可將廢水基本凈化。凝聚法指將污水中加入明礬,充分攪拌,使帶電荷的膠體離子沉澱下來。化學沉澱法是在廢水中加入化學沉澱劑,使之與廢水中的重金屬污染物發生反應,以生成難溶的固體物而沉澱。氧化還原法是加入化學氧化劑或還原劑,有選擇地改變廢水中有毒物質的性質,使之變成無毒或微毒的物質;電化學法是利用電解槽的化學反應,處理廢水中污染物質的一種技術,包括電解氧化還原、電解凝聚等不同的過程。
物理化學法是利用物理化學作用去除廢水中的污染物質,主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。吸附法是指向廢水中投入活性炭等吸附劑,利用其物理吸附、化學吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除廢水中多種污染物的方法。離子交換法是藉助於離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進行交換而去除廢水中有害離子的方法。膜分離法是利用特殊膜(離子交換膜、半透膜)的選擇透過性,對污水中的溶質或微粒進行分離或濃縮的方法的統稱。萃取法是利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質從另一溶劑所組成的溶液里提取出來的操作方法。
生物法是利用微生物分解有機污染物以凈化污水。未經處理即被排放的廢水,流經一段距離後會逐漸變清,臭氣消失,這種現象是水體的自然凈化。水中的微生物起著清潔污水的作用,它們以水體中的有機污染物作為自己的營養食料,通過吸附、吸收、氧化、分解等過程,把有機物變成簡單的無機物,既滿足了微生物本身繁殖和生命活動的需要,又凈化了污水。菌類、藻類和原生動物等微生物,具有很強的吸附、氧化、分解有機污染物的能力。它們對廢物的處理過程中,對氧的要求不同,據此可將生物法分為好氣處理和厭氣處理兩類。好氣處理是需氧處理,厭氣處理則在無氧條件下進行。生物法是廢水中應用最久最廣且相當有效的一種方法,特別適用於處理有機污水。
鏈接:跨越水的鴻溝
2009年3月,第五屆世界水論壇在土耳其的伊斯坦布爾舉行,來自全球156個國家和地區的2.8萬名代表,包括90多位部長、63名市長和148位議員出席了論壇。第五屆世界水論壇的主題是「跨越水的鴻溝」,下面即是具體的子主題和具體議題。
子主題一:全球變化與風險管理
議題1:應對氣候變化
人們對全球變暖諸多原因和後果的理解迅速深化。水利界面臨的主要問題是,氣候變化將如何影響水循環?應對氣候變化、減少人類和環境風險的關鍵戰略是什麼?鑒於存在很多不同的自然和經濟條件,存在與影響和所需行動有關的內在不確定性,在此情況下,通過議題分會,就相應對策、技術方案、政治決議以及最優先重點進行實質性討論。
議題2:與水有關的遷移、土地利用和人居環境變化
對水、土地和居住環境不斷增加的壓力,導致人口流動,反過來又對新居住環境帶來影響。通過改善水管理、土地和環境,就能減少遷移需求及其對居住的影響嗎?應對當前和未來人口增長的適當供水發展和管理的戰略是什麼?
議題3:對災害進行管理
當前,城市化進程日益加快,氣候不斷變化,由此帶來的更加頻繁和極端的災害,給數億人的生命安全和經濟安全帶來了新威脅。首要任務是做好防災准備工作,在不同級別政府機構間開展合作,建設與維護重要水利基礎設施,以減少災害發生時給生命、工作、財產和商業持續性帶來的損失。在此情況下,對這一問題的緊迫性,對不同級別備災工作的成本效率,對最脆弱、最不發達國家和小島嶼國家所需官方發展援助的支持等方面,存在著許多不同觀點。
子主題二:促進人類發展和千年發展目標
議題4:為所有人提供水和衛生設施——保證足夠設施,保護公眾健康
人們對為所有人提供水、衛生設施和健康這一目標,已有廣泛共識。同時,在對如何實現這一目標,以及更基本的,對實現安全供水和提供環境可持續衛生設施的基本闡釋卻少有共識。繼2008國際衛生年後,第五屆世界水論壇將提供一個新的機遇,討論水、衛生設施與健康取得進展的真實狀況,討論應對世界最具挑戰性地區所需的政治承諾。有關地方企業家們是否可以從根本上改變水與衛生設施提供模式這一問題,將與融資機構、社區和營運夥伴更多的傳統作用一起,在論壇上加以討論。
議題5:水與能源
日益短缺的能源資源和日益增加的成本,對水的生產、使用和處理包括海水淡化和水循環利用的前景產生重要影響。同時,日益短缺的水資源還需要滿足不斷增加的能源需求。水電需要壩後蓄水,水流過渦輪機發出電力,而無須消耗自然資源。在與基於社區的行動和適當技術進行結合時,水與能源政策需要相互協調。但是,在實踐中,能實現這一協調嗎?
議題6:結束貧困與飢餓的水與糧食
需要用更少的水與土地生產更多糧食。人口日益增長、飲食變化帶來的挑戰、對農業生物質能源難以抑制的渴望,在全球和地方范圍內,給有限的土地、水和環境資源帶來的壓力日益增加。如何尋找實現可持續發展的平衡點?我們如何應對糧食安全和能源安全,需要如何調整市場准入和價格制度,防止貧困人口受到最嚴重影響。
議題7:開發、保護水的多種服務功能
水的多種用途,沖突還是協調?通過更加有效的用水,通過與農業用水協調,水可以更好地滿足家庭、城市和能源生產需要。如果體制和機構准備做好了,並能優化水的多種用途,就可以實現重大投資回報。更好地為實現千年發展目標作出貢獻,必須要實現制度化,必須要按比例放大多種用途嗎?需要採取何種行政、制度和金融措施,加強這些服務的可持續性呢?
子主題三:管理和保護水資源及其供給系統,滿足人類和環境需要
議題8:流域管理和跨界水資源合作
隨著水資源承受越來越大的壓力,加之氣候變化的預期影響,改進的管理、在跨界水資源管理方面的合作,正成為滿足人類與環境需要的必要元素。在水領域,團結協作、水資源綜合管理的成功故事和失敗情況是什麼?流域管理、跨界水資源合作以及利益共享的有關關鍵行動是什麼?在地方、區域和全球范圍內,已制定出了法律,但是這些法律手段的有效性和適應性如何呢?尤其是對跨界地表水和地下水,利益相關者參與、規劃、融資和監測的有效性如何呢?
議題9:確保充足水資源和蓄水設施,滿足農業、能源和城市需要
保障充足的水資源對發展非常重要,如果考慮日益加劇的氣候變化影響,就顯得更為重要。這需要有充足的天然和人工蓄水設施。在以可持續的方式充分滿足人類需要的同時,怎樣才能在諸多保護資源及其生態系統的不同觀點中尋求妥協呢?
議題10:維持自然生態系統
為了維持生態系統和環境流量,為了人類福祉,自然生態系統和環境流量應成為整個土地和水資源管理規劃、決策和實施過程的一個組成部分。現存國際法律和協定能發揮什麼作用?將人類需要與地方價值以及條件考慮進去,在國家和地方級別的規劃中需要做些什麼工作?
議題11:管理和保護地表水、地下水、土壤水和雨水
降雨是最大的可用水來源,但對雨水的管理卻是最落後的。地下水是最可靠的水源,但也是最脆弱的,易受污染,易被超采。盡管如此,制度慣性鼓勵水資源管理仍然集中於地表水。為保護這些不同的水資源和淡水生態系統,以負責任的方式最大限度地發揮其潛力,提倡採取對地表水、地下水、土壤水和雨水進行綜合規劃和管理的方式。那麼,需要對法律和制度框架作何修改?如何最有效地向政治家灌輸科學知識呢?
子主題四:水治理與管理
議題12:落實用水權和衛生權,更好地獲得水與衛生設施
用水權與衛生權確實很有意義,承認用水和使用衛生設施的權利,必然會改善人們獲得水與衛生設施的狀況,特別是貧困人群獲得水與衛生設施的狀況,以及沖突情況下人們獲得水與衛生設施的狀況。使用水和衛生設施的權利,會真正給貧困和被邊緣化人群帶來不同嗎?這些人如何將用水權與衛生權作為一個工具,獲得水與衛生設施,促使政府和其他行動者負起責任?如果用水權與衛生權是推動千年發展目標取得進展的一個工具,那麼需要採取怎樣的行動?用水權已經明確,但我們對衛生權內涵的理解也達到了同樣水平了嗎?我們知道如何落實衛生權嗎?
議題13:通過監管方式改進運行
當前,全世界范圍內正在推動建立獨立的運營者和服務提供商監管框架,作為明確任務和責任、改進服務和經濟運行的一項手段。但是在各種情況下,監管都會起作用嗎?當前形勢怎樣?監管框架在未來有關污水處理回用中能發揮怎樣的作用?對地下水資源的可持續利用將發揮怎樣的作用?
議題14:道德規范、透明和利益相關者獲權
雖然「水道德」概念看似無可爭議,但要更好地管理水,需要對此有一個公認的闡釋。這可能嗎?同時,制定這樣一個標准將鼓勵利益相關者參與決策過程。這些決策過程透明,會明確責任,會提供公平機會。其他哪些措施能實現這一目標呢?
議題15:優化水服務中的公私作用
經濟和勞動力條件在不斷改變,在提供水服務中,公共和私營組織的作用和責任同樣也在不斷改變。在這種情況下,除了向私營部門增加特殊作用的外購外,社區正在轉向多種服務提供模式,包括公有情況下將公用設施集體化、委派的服務提供模式,以及涉及小型服務商混合模式。在一些情況下,由於擔心因私營部門更多參與而失去社區控制,這些變化已經出現爭議。
議題16:水資源管理效率和效果的制度性安排
為了使水資源管理公平、高效和產生效果,各級政府需要協調。本議題關注水短缺形勢日益嚴峻的情況下水資源的協調與配置,集中討論一些被誤解和觀點未取得一致的問題,包括在國家級別和地區級別上,建立旨在協調各水管理機構、所有與水有關的部門以及利益相關者的水治理的方式。
子主題五:融資
議題17:水部門可持續融資
實現千年發展目標,應對全球挑戰,需要投資。貸款能力業已具備,但借款能力尚不具備。不同的利益相關者需要做什麼來增強其借款能力呢?金融機構需要做什麼才能使其金融產品滿足借款人的需求呢?地方政府怎樣做才能成為更加可靠的融資利益相關者,以便運營商和公用事業管理者擴大投資覆蓋范圍,改進服務?在改進流域管理方面,哪些非傳統融資機制是可行的?
議題18:水部門可持續的一個工具——價格戰略
水價戰略是對財政、社會、經濟和環境可持續性政策目標作出的響應,但水價自身並非是實現社會政策目標的適當手段。開展這一話題探討,將試圖揭示城市供水、鄉村供水與灌溉服務之間的主要平衡,包括提供衛生服務的價格戰略。
議題19:支持貧困人口的融資政策和戰略
盡管進行充分融資對擴大服務范圍、滿足貧困社區需要是必要的,但是許多融資機制並沒有真正服務於最貧困人口。將對許多具體的融資和法律解決方案進行調查,以加快貧困人口獲得支付得起的供水與衛生服務的進程。
子主題六:教育、知識和能力建設
議題20:教育、知識和能力建設戰略
能力建設投入了許多資金和精力。但是,不同級別的能力建設有多成功呢?特別是業務和運行一級的能力建設結果怎樣呢?我們擁有大量而快速增長的知識和經驗,如何保證各利益相關者包括兒童、年輕人和教育家作出貢獻,並能平等獲得這些知識、經驗?科學知識必須結合當前存在的問題,並能有效地及時地為大家共享,這樣擁有本地知識的社區在減少主要水問題影響中就會產生不同的結果。
議題21:水科學技術——21世紀適當的創新的解決方案
為了建設更加美好的未來,水管理戰略應借鑒業外的一些思想觀念。新興技術與標准個人化信息平台的結合,能形成迅速應對變化的靈活制度嗎?
議題22:利用專業協會和網路的資源,實現千年發展目標盡管在實現千年發展目標中,專業協會和網路可發揮非常重要的作用,但目前它們的作用依然很小。本話題關注的問題是,開發機構是否把專業協會視為未充分利用的資源,如何利用、鼓勵支持專業協會和網路,使其為實現千年發展目標作出重要貢獻等。
議題23:信息共享
公開信息財富,不僅僅是獲得信息問題,也是理解哪些要素是最重要的,哪些手段可以付諸實施以最好地共享知識的問題。只有20%的涉水信息易於獲取,從科學和實踐來看,我們已對水循環理解得很好了嗎?
議題24:水與文化文化多樣性及其與水管理方式、科學、政策制定和能力建設的結合,不僅為水資源可持續管理帶來了機遇,也帶來了挑戰。此外,歷史提供了重要的知識,有助於應對當前和未來的挑戰。
後記
2009年6月,北京市的月平均氣溫達到28.8℃,而從1999年到2008年間,6月份的月平均氣溫為24.9℃,即2009年6月的月平均氣溫比常年高出近4℃。氣溫高直接導致用水量連創新高。隨著氣溫持續升高,市區供水量也不斷增加。6月1日,市區日供水量為260萬立方米,突破2000年以來的最高日供水量,比2008年最高日供水量高出14萬立方米。6月24日,市區日供水量為266萬立方米。6月25日,市區日供水量達273萬立方米。6月29日,供水量最高紀錄再次被刷新,市區日供水量達到278萬立方米,創出北京百年供水史上最高水平。
氣溫升高、用水量陡增的情況何止發生在北京?全國各地,全球各地,差不多都出現了類似的情況。氣溫的升高可能是氣候變化的自然起伏,但也不能排除人類活動對其起到了推波助瀾的作用。此外,人類活動造成大氣污染,臭氧層的破壞導致紫外線對人類和其他生物的傷害事故增多;酸雨污染導致糧食歉收的報道,也頻見報端。臭氧層破壞、氣候變暖、酸雨威脅、水危機,是正發生在我們身邊的事情。
是時候反省人類的行為了,是時候考慮人類創造財富的方式了,是時候把目光投注到我們須臾不可離開的陽光、空氣和水了。唯有陽光依然明媚、空氣依然清新、水依然清澈,人類才會有可期冀的美好明天。目錄第一章大氣污染與臭氧層破壞一旦空氣污染導致臭氧層的破壞,產生臭氧層空洞,就相當於在陽光中加入了「毒素」。沒有了臭氧層的「隔離術」,陽光對於地球、生物、人類來說可能就成了災難的代名詞。
『柒』 印染廢水的幾種處理工藝
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。
『捌』 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。
『玖』 印染廠的污水主要成分是哪些怎麼處理好呢
①退漿廢水,水量較小,污染物濃度高,主要含有漿料及其分解物、纖維屑、酸、澱粉鹼和酶類污染物,濁度大。廢水呈鹼性,pH值為12左右。用澱粉漿料時BOD、COD均高,可生化性較好;用合成漿料時COD很高,BOD小於5mg/L,水可生化性較差; ②煮煉廢水,水量大,污染物濃度高,主要含有纖維素、果酸、蠟質、油脂、鹼、表面活性劑、含氮化合物等。廢水鹼性很強,水溫高,呈褐色,COD與BOD很高,達每升數千毫克。化學纖維煮煉廢水的污染較輕; ③漂白廢水,水量大,污染較輕,主要含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等; ④絲光廢水,含鹼量高,NaOH含量在3%-5%,多數印染廠通過蒸發濃縮回收NaOH,所以絲光廢水一般很少排出,經過工藝多次重復使用最終排出的廢水仍呈強鹼性,BOD、COD、SS均較高; ⑤染色廢水,水質多變,有時含有使用各種染料時的有毒物質(硫化鹼、吐酒石、苯胺、硫酸銅、酚等),鹼性,PH有時達10以上(採用硫化、還原染料時),含有有機染料、表面活性劑等。色度很高,而SS少,COD較BOD高,可生化性較差; ⑥印花廢水,含漿料,BOD、COD高; ⑦整理工序廢水,主要含有纖維屑、樹脂、甲醛、油劑和漿料,水量少; ⑧鹼減量廢水:是滌綸模擬絲鹼減量工序產生的,主要含滌綸水解物對苯二甲酸、乙二醇等,其中對苯二甲酸含量高達75%。鹼減量廢水不僅pH值高(一般>12),而且有機物濃度高,鹼減量工序排放的廢水中CODCr可高達9萬mg/L,高分子有機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廢水。