㈠ 重慶印染廢水處理的基本方法有哪些
印染廢水的處理方法及工藝流程目前,國內的印染廢水處理手段以生物法為主,輔以物理法與化學法。由於近年來化纖織物的發展和印染後整理技術的進步,使新型染料、PAV漿料、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水,給處理增加了難度。原有的生物處理系統COD去除率大都由原來的70%下降到50%左右,甚至更低。色度的去除是印染廢水處理的一大難題,舊的生化法在脫色方面一直不能令人滿意。此外,PAV等化學漿料造成的COD佔印染廢水總COD的比例相當大,但由於它們很難被普通微生物所利用而使其去除率只有20%~30%。針對上述問題,國內外都開展了一些研究工作,主要是新的生物處理工藝和高效專門細菌以及新型化學葯劑的探索和應用研究。其中具有代表性的有:厭氧-好氧生物處理工藝、高效脫色菌和PVA降解菌的篩選與應用研究、光降解技術研究、高效脫色混凝劑的研製等。
1、印染廢水常用處理技術
印染廢水的常用處理方法可分為物理法、化學法與生物法三類。物理法主要有格柵與篩網、調節、沉澱、氣浮、過濾、膜技術等,化學法有中和、混凝、電解、氧化、吸附、消毒等,生物法有厭氧生物法、好氧生物法、兼氧生物法。
2、印染廢水處理單元的選擇系列
(1)調節:對水質水量變化大的廢水,調節池應考慮停留時間長些。一般情況下後續處理單元為水解酸化或厭氧處理時,調節時不應採用曝氣方式攪拌混合。
(2)混凝反應:廢水中含疏水性染料較多時,混凝反應工藝放在生化前面,以去除不溶性染料物質,減輕後續生物處理的負荷。混凝葯劑可根據染料性質選用鹼式氯化鋁(PAC)、硫酸亞鐵(FeSO4)等,混凝反應方式採用機械攪拌易於調整水力條件,保證反應充分,反應時間應在25~30min之間。考慮脫色效應時,應把反應時間再適當延長。
(3)中和:原水pH值高時通常用H2S04或HCl中和,為節省葯劑用量,可在調節以後。如採用煙道氣中和,應考慮脫硫及除灰。
(4)沉澱(氣浮):分離物化投葯反應由於污泥量大,應優先考慮沉澱〔斜管沉澱易堵不宜採用),通常的輻流沉澱池適用於大水量、豎流沉澱池適用於小水量,當有地皮可利用時,平流沉澱池採用吸泥方式時也可採用。投葯量大時泥量也大,輻流池可能會引起異重流,新穎的周邊進出水沉澱池可克服這一缺點。如廢水中表面活性劑含量高,應選擇氣浮法,氣浮法中壓力溶氣氣浮技術成熟,可考慮選用。
(5)過濾:當出水要求澄清或回用時,應採用砂濾或煤砂兩層過濾。
(6)電解法:鈦鍍釕惰性電極電解法處理酸性染料印染廢水脫色效果好,去除COD時,對硫化染料、還原染料、酸性染料、活性染料等均有很高的去除率。金屬陽極電解法因泥量較多採用較少。
(7)厭氧水解:印染廢水有機物含量COD高,且B/C低,應考慮水解酸化,並增加填料掛膜,池底應設水力攪拌機,保證懸浮活性污泥與水中有機物廣泛接觸。池體較大時,應設串聯系統,以免短路。印染廢水較少採用純厭氧技術,只有當退漿廢水等高濃度廢水單獨分出時可考慮純厭氧處理。
(8)好氧生物降解:對水量大、濃度高的印染廢水優先採用活性污泥法,如氧化溝、間歇式活性污泥法(SBR)、循環式活性污泥法(CSTR)等。對水量小、濃度低的廢水可考慮生物接觸氧化法,但填料應保證密集度和體積率,並以多級串聯方法為宜。曝氣方式如採用鼓風曝氣,應選用膜片式微孔曝氣頭或微孔曝氣管等,保證充氧效率。
(9)脫色:採用Cl2需保證脫色氧化時間不少於1h,Cl2脫色兼有回調pH值的功能。小規模可選用ClO2、NaClO漂白粉【Ca(ClO)2】、紫外線等。脫色反應池可採用回轉隔板或折板,不宜採用機械攪拌或壓縮空氣反應。
(10)活性炭吸附:活性炭對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的廢水具有良好的吸附性能(對硫化染料、還原染料等不溶性染料的廢水效果較差)。生物活性炭(BAC)法是活性炭吸附的衍生技術,利用加入的微生物所分泌的外酶滲入到炭的微孔結構,使活性炭所吸附的有機物不斷分解成CO2、H2O或合成新的細胞,最後滲出炭的結構而被去除。BAC技術需保證進水有一定溶解氧,炭床微生物需接種培育,BAC運行周期遠高於活性炭吸附。
(11)硅藻土吸附:硅藻土在印染廢水中既有混凝作用,又有吸附作用,起到良好的脫色效果。通常,活化硅藻土對親水性染料脫色效果不一,對疏水性染料效果較好。當廢水中表面活性劑和勻染劑較多時,效果將顯著下降。
(12)氧化:臭氧氧化對直接染料、酸性染料、鹼性染料、活性染料等親水性染料脫色速度快,效果好;對於還原染料、冰染染料(納夫妥)、氧化染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料,則脫色效果較差,臭氧用量也大。臭氧脫色不會產生「三致物」,可保證廢水出水的安全指標。Fenton催化氧化法在去除殘余COD方面效率顯著,可用於較小水量。TiO2催化氧化法可去除出水的殘余色度,是有前景的光催化氧化技術。
(13)膜分離技術
①超濾法:由於超濾膜具有精密的精細孔,可截留水中的大分子等微粒,且操作壓力低,設備簡單,可用於染料的回收或出水的深度處理。採用醋酸纖維半透膜超濾法回收染料已有成果。
②納濾法:是用納濾膜截留污染物的一種新技術,分離壓力一般為0.5~2.0MPa,處理水溶性(親水性)染料廢水,可回收有用染料。採用納濾膜回收直接黑、活性艷紅、酸性橙Ⅱ和酸性大紅染料廢水,已取得成果。
廈門威士邦一直以來專注於印染廢水冶理與回用的相關技術研發及應用。2008年4月,基於「Flow Split?SMFTM+HAP ROTM」雙膜法技術的盛虹集團印染廢水萬噸回用系統率先在環太湖流域建成並通過相關部分驗收。該工程的建成一舉改變了印染企業以往耗水大戶、排水大戶、污染大戶的負面名聲,為環太湖流域及至全國其他印染企業起到至關重要的示範作用,並正式宣告印染行業全面進入節水減排、資源回用的新時代。
3、印染廢水處理工藝流程
總結印染廢水的處理工藝,充分的調節時間是必要的,物化、生化相結合的處理工藝是目前採用的合理工藝。物化法主要用於去除懸浮物、色度及部分COD,投葯混凝反應是物化處理的重要環節,分離工藝氣浮法具有突出的優點,生化法主要採用厭氧水解-好氧氧化串聯工藝,厭氧水解工藝是解決印染廢水COD值高、可生化性差及色度高的難題的有效前置技術,經厭氧水解後大部分難降解有機物已被分解為易生物降解小分子有機物,可以提高廢水可生化性,保障廢水好氧生物處理的效率和出水水質。好氧氧化工藝有多種方式,如氧化溝、間歇式活性污泥法、生物接觸氧化等,後者由於易於管理、產泥量少、污泥不易發生膨脹現象及運行成本低等特點,是目前小型印染廢水常用的好氧生物處理方法之一,但各個印染企業選用好氧方法時應根據本身廢水的特點做出優選,必要時盡可能採取綜合治理技術。下面列舉幾種典型流程。
3.1 水解酸化-生物接觸氧化-生物炭印染廢水處理工藝
處理印染廢水通常採用水解酸化-生物接觸氧化-生物炭為主的處理工藝,見圖3-1。該處理工藝是近幾年來在印染廢水處理中採用較多、較成熟的工藝流程。水解酸化的目的是對印染廢水中可生化性很差的某些高分子物質和不溶性物質通過水解酸化,降解為小分子物質和可溶性物質,提高可生化性和B/C。值,為後續好氧生化處理創造條件。同時好氧生化處理產生的剩餘污泥經沉澱池全部迴流到厭氧生化段,進行厭氧消化,減少整個系統剩餘污泥排放,即達到自身的污泥平衡。厭氧水解酸化池和生物接觸氧化池中均安裝填料,屬生物膜法處理;生物炭池裝活性炭並供氧,兼有懸浮生長和附著生長法特點;脈沖進水的作用是對厭氧水解酸化池進行攪拌。
各部分的水力停留時間一般如下。調節池:8~12h;厭氧水解酸化池:8~10h;生物接觸氧化池:6~8h;生物炭池:1~2h;脈沖發生器間隔時間:5~10min。
該處理工藝系統,對於CODcr≤1000mg/L的印染廢水,處理後的出水可達到國家排放標准,如進一步深度處理則可回用。
3.2 缺氧水解-生物好氧-混凝組合工藝處理印染污水
廢水水量26000m3/d。廢水水質為:BOD 200~250mg/L,COD 750~850mg/L,pH值9~11,色度850倍。廢水水質要求為:BOD≤30mg/L,COD≤100mg/L,pH值為6~9,色度≤100倍。
組合工藝處理節染廢水工藝流程見圖3-2。
該組合工藝流程的特點是;①好氧生物處理構築物前採用缺氧水解池以提高廢水的可生化性(如以機織混紡織物或化纖織物為主的降解性較差的印染污水);②沉澱池後設置混凝沉澱池和氧化池,作為三級處理,可獲得較好的出水水質,達到處理要求;③廢水SS較低,不設置初沉池;④缺氧水解池內設置填料。
該組合工藝的運行數據見表3-6。
3.3 電化學+氣浮+水解酸化+兩級接觸氧化+二級生物炭塔+過濾處理印染廢水
該工藝以生化、物化、深度處理相結合,工藝流程見圖3-3。
該工藝設計水量5000m3/d。主要水質指標為:COD 1000~1500mg/L,BOD 300~500mg/L,S2-≤35mg/L,色度≤1000倍。要求處理後出水為:COD≤100mg/L,BOD≤30mg/L,色度≤50倍,S2-≤0.5mg/L。
其主要參數為:加酸中和至pH=6~9;水解酸化池水力停留時間4.3h,表面負荷率1m3/(m2.h),設YDT彈性立體填料;—、二級生物接觸氧化池水力停留時間分別為4.8h和2.3h,氣水比分別為20:1和15:1,中間沉澱池上清液按1:1迴流到一級生物接觸氧化池始端;中間沉澱池表面負荷率4m3/(m2.h),二沉池表面負荷率3m3/(m2.h);普通化濾池(清水池設在濾池下面,有效容積95m3),流速10m/h,反沖洗強度15L、(m2.s),沖洗時間5min;生物炭池為二級串聯,前級為升流式,後級為降流式,過濾速度為3m/h,氣水比為5:1,反沖洗強度9L/(m2.s),反沖洗時間5min,3~5d沖洗一次;總調節池水力停留時間11.5h,底部設7條排泥溝,每條溝內設1根DN300mm的穿孔排泥管』污泥排入集泥井後用潛污泵抽至污泥濃縮池。
㈡ 印刷廢水如何處理,印刷廢水如何處理知識
您好,紙引未來網幫您解答現在很多處理污水的方法都是運用物理、生物、化學,以及內一些聯合水處理等方法來容處理污水,不過印染這方面的污水對水源的污染確實是挺厲害的
預處理可以生化,沉澱,過濾再用樹脂脫色,再加RO深度處理,關鍵是成本高,還有印染水溫度較高,對膜的影響較大,大概只能用到三年左右,如果上蒸發,理論上可以做到零排放,但一次性投資成本高
退漿廢水:水量較小,但污染物濃度高,其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、澱粉鹼和各種助劑。廢水呈鹼性,pH值為12左右。上漿以澱粉為主的(如棉布)退漿廢水,其COD、BOD值都很高,可生化性較好:上漿以聚乙烯醇(PVA)為主的(如滌棉經紗)退漿廢水,COD高而BOD低,廢水可生化性較差。
希望採納謝謝
㈢ 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。
㈣ 印染廢水處理中有哪些預處理方法
(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)。 [1]
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。
膜分離技術是一種新型高效、環保的分離技術,隨著膜分離技術在國內的不斷發展和進步,使得現代高科技的膜分離技術(主要有超濾、納濾和反滲透技術)已在印染工業中得到了廣泛成功應用,並產生了良好的經濟和社會效益,為印染行業的技術革新帶來新機遇。
(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%。
㈤ 工業廢水處理常用的方法有哪些
廢水的處理方法包括物理法、化學法和生物法。
物理法就是利用物理作用,使呈懸浮狀態的雜質從水中分離出來。物理法在處理廢水過程中不改變水的基本化學性質。如沉澱、過濾、反滲透、氣浮、離心、蒸發等工藝均屬於物理法的范疇。
向廢水中投加某些化學葯劑,利用其產生的化學反應來分離、轉化、分解或回收廢水中的污染物,使其轉化為無害物的方法稱為化學法。常用的化學法有混凝、中和、吸附、氧化還原,離子交換等。
利用水中微生物的新陳代謝功能,將水中的有機物分解,轉化為無害物,使廢水得到凈化的方法稱為生物法。如活性污泥、生物膜、自然生物處理等均屬於生物法。
㈥ 印染廠退漿廢水cod太高怎麼辦
易凈水網抄:退漿廢水一般襲佔印染廢水總量的15%左右,但污染物濃度高約占總量的一半,廢水呈鹼性,pH值為12左右,其污染程度視漿料的種類而異,使用澱粉漿料的退漿廢水,COD和BOD值都很高,但可生化性好,使用化學漿料的退漿廢水,COD值高BOD值低,可生化性比較差。
可以採用:絮凝工藝:在適宜絮凝的條件,向原料液中加入絮凝劑;退漿廢水呈深褐色,其中的色素主要是天然色素。廢水處理問題可到環.保.通探討,希望對你有幫助。用復合脫色劑,廢水的色度可由原來的250倍降低為30倍,絮凝後的廢水呈淡黃色,色素去除率達到88%,脫色效果明顯。
㈦ 小型印染廠如何處理污水
不同印染廢水處理中的預處理工藝解析
目前用於印染廢水處理中的預處理工藝主要有:格柵、篩網、沉砂、調節水量及水質、降溫等。根據不同的印染廢水水質採用不同的預處理工藝,去除一部分污染物,改善廢水水質,提高後續處理單元的處理效果。
1.格柵、篩網
由於印染廢水中含有大量的布毛、線頭、纖維屑等細小的懸浮物,如梭織布的退煮漂廢水、牛仔漂洗廢水等均含有大量的細小纖維懸浮物,混合印染廢水中往往還含有許多比較大的懸浮物質,這些物質會對水泵造成損害,對主體處理造成影響。因此,在進入泵及主體構築物之前要對其進行攔截,設置格柵攔截較大懸浮物,設置篩網攔截細小懸浮物。
2.沉砂
印染廢水中的漂洗廢水(如牛仔漂洗廢水)中含有大量的泥砂物質如浮石渣,如果不對其廢水進行沉砂處理,往往會造成後續構築物的大量積砂,也會減少後續處理構築物的池容,降低水力停留的時間,使水力特性不能滿足設計要求,導致嚴重影響廢水的處理效果,尤其會對水泵造成磨損,降低水泵的使用壽命,增加運行成本。因此在某些印染廢水處理中設置沉砂處理是非常有必要的。沉砂池一般可分為:平流沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池。我公司應用最多的是平流沉砂池,主要是由於牛仔漂洗廢水中的浮石渣表面不含大量的有機物,因此沒有必要採用曝氣沉砂池或旋流沉砂池,採用平流沉砂池操作簡單,運行管理方便。
全文可以登陸 http://www.e-dyer.com//Dyetechnic/show.aspx?id=971
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㈧ 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。
㈨ 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.