❶ 设计一种纺织印染废水处理的工艺流程,要求画出工艺流程图
1 印染废水的产生及特点
印染废水复杂,污染物成分差异性大,很难归类,要污染指标 COD 高,和 COD的比值一般在 0.25 左右,可生化性较差,色度高,混合水中显色分子离子微粒大小重量各异性大,脱色难,水质水量波动大等特点。
2.污水处理工艺
3 工艺流程
印染废水---格栅---调节池---水解酸化池---生物接触氧化池---沉淀池---混凝沉淀池
4 主要构筑物
1) 格栅
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成,安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷[1]。
截留污物的清除方法有两种,即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大,为减轻劳动强度,一般应用机械清除截留物。小型污水处理厂和污水处理站截污量小,一般可采用人工清除截留物。
2) 调节池
所有进入废水处理系统的废水,其水量和水质随时都可能发生变化,这对废水处理构筑物的正常运转非常不利。水量和水质的波动越大,处理效果就越不稳定,甚至会使废水处理工艺过程遭受严重破坏。为减少水量和水质变动对废水处理工艺过程的影响,在废水处理系统之前宜设置调节池,以资均和水质、存盈补缺,使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质,并达到理想的处理效果。
主要起均衡水量作用的调节池称为均量池,主要起均和水质作用的调节池称为均质池,既可均量又可均质的调节池称为均化池。
(1)设计调节池时应考虑的问题:
①调节池的几何形伏宜为方形或圆形,以利形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口。
②调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫的装置,以及洒水消饱装置。
③为使在线调节池运行良好,宜设混合和曝气建置。混合所需的功率约为0.004 ~0.008 kW/m3池容。所需曝气量约为0.01~0.015m3空气/( min·m2之池表面积)。
④调节池出口宜设测流装置,以监控所调节的流量。提升泵可设于调节池的前面或后面。
由于该厂废水的水质和水量变化均比较大,所以采用矩形均化池,两边进水中间出水。
(2) 污水泵房
污水处理厂的运行费用大部分来自于电能,其中40%的电能为水泵消耗,所以,确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。
泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价,其他考虑因素还有:泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选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,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数为4台或更多时,采用矩形,机器间、机组管道和附属设备布置方便,启动简单,占地面积大;
②合建式圆形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数不超过4台,圆形结构水力条件好,便于沉井施工法,可降低工程造价,水泵启动方便。
③对于自灌式泵房,采用自灌式水泵,叶轮(泵轴)低于集水池最低水位,在最高、中间和最低水位都能直接启动,其优点为启动及时可靠,不需引水辅助设备,操作简单。
④非自灌式泵房,泵轴高于集水池最高水位,不能直接启动,由于污水泵水管不得设低阀,故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。
由以上可知,本设计因水量较小,并考虑到造价、自动化控制等因素,以及施工的方便与否,采用自灌式半地下式圆形泵房。
3) 水解酸化池
水解池一般可采用矩形或圆形结构。对于圆形反应器,在同样的面积下其周长比正方形的少12%,但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时,矩形反应器可以采用公用壁。对于采用公共壁的矩形反映器,池型的长宽比对造价也有较大的影响,因此如果不考虑地形和其他因素,这是一个在设计中需要优化的参数。水解池依据水力停留时间进行设计时,反应器体积可根据停留时间计算。
(1)反应器的高度
选择适当高度的原则应从运行上的要求和经济方面综合考虑。从运行上选择反应器的高度要考虑如下影响因素:
①高流速增加系统扰动,因此增加污泥与进水有机物之间的接触;
②过高的流速会引起污泥流失,为保持足够多的污泥,上升流速不能超过一定的限值,从而反应器的高度也就会受到限制;
③土方工程随池深(或深度)增加而增加,但占地面积则相反;
④高程选择应该使得污水(或出水)可以不用提升或降低提升高度;
⑤考虑气候和地形条件,池子建造在半地下可减少建筑费用和保温费用;
⑥反应器的经济高度(深度)一般是在4-6m之间,在大多数情况下这也是系统最优的运行围。
(2).反应器的面积和反应器的长、宽度
高度确定后,可以计算出反应器的截面积。
在确定反应器的容积和高度后,对矩形池必须确定反应器的长和宽。
在反应器面积一定的条件下,正方形池周长比矩形池小,从而矩形反应器需更多的建筑材料;从布水均匀性和经济性考虑,单个矩形池的长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著;采用公用壁的(或多组)矩形池,池的长宽比对造价有较大的影响,但是影响因素相应增加,这是一个在设计中需要优化的参数。从目前的实践看,反应器的宽度<10m(单池)是成功的。反应器长度在采用管道或管道布水时不受限制。
(3).反应器的升流速度
① 反应器的高度与上升流速(v)之间的关系表示如下:
v=Q/A=V/(HRT·A)=H/HRT
式中V、A表示反应器的容积和截面积。
②水解反应器的上升流速v=0.5-1.8m/h
③最大上升流速在持续时间超过3h的情况下vmax≤1.8m/h
(4).反应器的分格
采用分格的反应器对运行操作和管理是有益的。首先分格的反应器的单元尺寸减小,可避免单体过大带来的布水均匀性问题;同时多池有利于维护和检修,可放空一池进行检修而不影响整个厂的运行。
(5).反应器的配水系统
水解池良好运行的重要条件之一是保障污泥和废水之间的充分接触,因此系统底部的布水系统应该尽可能地均匀。水解反应器进水管的数量是一个关键的设计参数,为了使反应器底部进水均匀,有必要采用将进水均匀分配到多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大面积是应该进行深入研究的问题。
适当设计的进水分配系统对于一个运转良好的水解系统是至关重要的。水解池进水系统有多种形式,进水系统兼有配水和水力搅拌的功能,为了保证这两个功能的实现,需要满足如下原则[2]:
①确保各单位面积的进水量基本相同,以防止短路等现象发生;
②尽可能满足水力搅拌的需要,保证进水有机物与污泥迅速混合;
③很容易观察到进水管的堵塞状况;
④当发现的色后,很容易被清除。
⑤管道设计
采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝状)时,不宜采用大阻力配水系统,需考虑设反冲洗装置,采用停水分池分段反冲。用液体反冲时,压力为100-200kPa,流量为正常进水量的3-5倍;用气反冲时,反冲压力大于100kPa,气水比(5-10):1。
5) 生物接触氧化池
淹没式生物滤池亦名生物接触氧化池,它相当子在曝气池中填装了填料,也相当于生物滤池浸没于污水中工作。它具有容积负荷高,停留时间短,有机物去除效果好,运行管理简单和占地面积小等优点。它可以用于二级生物处理,也可用于三级生物处理;可以在好氧条件下去除有机物,也可在厌氧条件下脱氮。其最大隐患是填料的堵塞,要恰当设计才能避免。
淹没式生物滤池有鼓风曝气式和表面曝气式两种形式。后者气液冲刷力小,污水浓度高时往往引起填料堵塞,所以适于处理BOD5在100mg/L以下的低浓度污水。而鼓风曝气式则为一般常用的形式。
淹没式生物滤池的填料有所谓硬性的、软性的和半软性的等多种形式,其中以蜂窝型硬性填料应用较多。
(1)特点:
①处理效率较高。作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥的特点,而且起单位体积生物的数量比活性污泥法多,生物活性高;此外,底物和产物的传质速度快。因而处理效率高,缩小了处理池容积和占地,节省了基建费用。
②工艺适用范围广泛。无论是污染物的浓度高或浓度低,生物接触氧化法都能适应。尤其是对微污染的饮用水水源,生物接触氧化法能有效地去除水中的氨氮和微量有机物,而活性污泥法缺爱莫能助。
③没有污泥膨胀和污泥回流,管理简便。由于我国废水处理特别是工业废水处理领域中的操作技术水平、管理水平都有待于提高,所以,运转管理条件往往是影响处理方法选择的重要因素。而操作比较简单的生物接触氧化法正是人们乐意接收的方法之一。
④耐冲击,适应性较强。由于在填料上生长着大量的微生物膜,对负荷的变化适应性较强,尤其是采用多级或多段的工艺流程,可保障有稳定的出水水质。同时,在间隙运行的条件之下,仍有一定的效果。因此,这对于排水不均或者生产不稳定的工业企业以及电力供应尚不充分的地区更具有实用意义。
⑤挂膜简单,启动快。一般地,配制好的氧化池混合液只需经2~3d曝气就可以挂膜,再经20d左右的驯化和培养便可以达到正常运行能力,即使在运行中断后,只需很短几天就能回复到正常处理效果。
⑥节能效果明显。尤其在城市废水处理中,废水处理电耗是常规活性污泥法的1/5。
⑦污泥产量少,如与水解工艺合理组合,或将污泥单独水解后回流到氧化池中,有实现污泥少排放或零排放的可能。
(2).缺点:
①填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高,则生物膜数量多;反之亦然。因此不能像活性污泥法那样,通过污泥回流量和回流点的变化来灵活地调节生物量和装置的效能;但如果与活性污泥法联合,形成复合反应器,有可能弥补此缺陷。
②生物膜量随负荷增加而增加,负荷过高,则生物膜过厚,在某些填料中易于堵塞。所以,在某些多孔填料中,必须要有负荷允许的上限和必要的防堵塞冲洗措施。
③由于填料设置使氧化池的构造较为复杂,均布曝气设备的安装和维护不如活性污泥法来得便。
④填料的性能是生物接触氧化法工艺的关键,同时填料的使用寿命又直接影响到工艺的运行费用。因此,如果填料选用不当,会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
(3).浸没式生物滤池设计中常采用如下数据和措施;
①池子个数或分格数不少于2,并按同时并联工作设计。
②设计污水量按平均日污水量计算。
③填料的容积负荷理应通过试验确定。当无试验资料时,对于生活污水及其类似的污水,容积负荷可取1000~1800gBOD5/( m3·d)。
④进水BOD5浓度以100~250mg/L为好。
⑤污水在滤料内的有效接触时间为1~2h。
⑥填料层总高度一般为3m,对蜂窝填料等为了支持和维修方便、应从下到上分几段填装,每段高度lm左右。
⑦为防止堵塞,蜂窝填料的孔径应不小于25mm。
⑧为保证布水均匀,每格滤池面积一般应不大于25m2。
⑨池中溶解氧含量应维持在2.5~3.5mg/L之间,供气量与进水量之比为10:1~15:1。
(4)填料
生物接触氧化池常用填料有硬性填料、弹性填料和软性填料等三种类型。硬性填料有蜂窝形、球形和波纹板型多种,一般用塑胶或玻璃钢制成。其优点是比表面积较大,空隙率大(一般都在98%左右),质轻高强.管璧光滑无死角,生物膜易于脱落等。其缺点是价格较高,当设计或运行不当时,填料易于堵塞,尤其是在两层填料的接合处。因此一般应采取分层充填,上下两层间留有200~300mm间隙,使水流在层间再次分配,形成横流和紊流,有助于避免填料堵塞。早期的接触氧化池多采用蜂窝型填料。
弹性填料是近年来发展起来的一种新型填料,它由弹性丝和中心绳组成。弹性丝由聚丙烯和助剂制成,具有强度高、耐腐蚀、耐老化和寿命长等优点。由弹性丝组成的弹性填料分柱状型和平板串型两种,该填料具有比表面积大、孔隙率高、充氧性能好、价格较低等特点。目前国内接触氧化他采用较多。
软性翻科由化学纤维,如维纶、睛纶、涤纶和锦纶纤维与中心绳制作面成。纤维丝在水中处于自由漂动状态。具有不易堵塞和价格低廉的优点。但此种填料容易产生断丝和结球而形响处理效果。
综上所述采用两座一段式生物接触氧化法,每座分为八格,单格生物池内分三层,每层一米的高度,曝气采用鼓风曝气的方式,填料采用蜂窝型玻璃钢填料。
6) 混凝沉淀法
(1).混凝沉淀的作用
混凝法是印染废水处理的一种重要处理方法。用于印染废水处理,可有效除去水中疏水性染料物质及部分亲水性染料物质;作为生物处理的预处理,可大大减轻后续生物处理的压力;作为生物处理的后处理,可去除水中残存染料物质,以降低废水的色度。混凝法可去除多种高分子物质、胶状有机物、重金属有毒物质,如汞、镉和铅等,以及导致水体富营养化的物质,如磷等可溶性无机物。此外,还可以作为污泥机械脱水前的调质处理,以改善污泥的脱水性能。
印染废水中含有大量染料、助剂和浆料、洗涤剂和其他化学药剂,其中染料多数呈胶体状态,采用混凝法处理效果显著。
(2).混凝的原理
压缩双电层:所谓压缩双电层是指向分散系中投加可产生高价反离子的电解质,通过增大溶液中反离子浓度,降低扩散层厚度,使胶体粒子的ξ电位降低的过程。这种作用特别使用于无机盐混凝剂提供的简单离子的情况,如Al3+、Fe3+等。
电性中和:胶粒表面对电性相异的胶粒,离子或脸子状分子带异好号电荷的部位的吸附,会中和电位离子所带电荷,导致静电斥力减少,电动电位降低,从而使胶体的脱稳和凝聚易于发生
吸附架桥:吸附架桥是指在悬浮液中加入链状高分子化合物,由于其架桥作用而使悬浮液中的胶体粒子脱稳的现象。高分子絮凝剂具有线性结构,可被胶体微粒强烈吸附,在相距较远的两颗粒间吸附架桥,使颗粒结大,形成粗头絮凝体。
沉淀物网捕:向废水中投加含金属离子的化学凝聚剂,当药剂投加量和溶液介质的条件足以使金属离子迅速生成金属氢氧化物沉淀或金属碳酸盐沉淀时,所生成的难溶分子就会以胶体或细微悬浮物作为晶核形成沉淀物,或是对其产生吸附作用,从而实现对水中胶体和细微悬浮物的网捕。
7) 浓缩池
污泥处理系统产生的污泥,含水率很高,体积很大,输送、处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容,使其体积减小为原来的几分之一,从而为后续处理或处置带来方便。首先,经浓缩之后,可使污泥管的管径减小输送泵的容最减小。浓缩之后采用消化工艺时,可减小消化池容积,并降低加热量;浓缩之后直接脱水,可减少脱水机台数,并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。
污泥浓缩使体积减小的原因,是浓缩将污泥颗粒中的一部分水从污泥中分离出来。从微观看,污泥中所含的水分包括空隙水、毛细水、吸附水和结合水四部分。空隙水系指存在于污泥颗粒之间的一部分游离水,占污泥中总含水量的65% -85%之间;污泥浓缩可将绝大部分空隙水从污泥中分离出来。毛细水系指污泥颗粒之间的毛细管水,约占污泥中总含水量的15%一25%之间浓缩作用不能将毛细水分离,必须采用自然干化或机械脱水进行分离。吸附水系指吸附在污泥颗粒之上的一部分水分,由于污泥段粒小,具有较强的表面吸附能力,因而浓缩或脱水方法均难以使吸附水与污泥颗粒分离。结合水是颗粒内部的化学结合水,只有改变颗粒的内部结构才可能将结合水分离。吸附水和结合水一般占污泥总含水量的10%左右,只有通过高温加热或焚烧等方法,才能将这两部分水分离出来。
污泥浓缩主要有重力浓缩,气浮浓缩和离心浓缩三种工艺形式。国内目前以重力浓缩为主,但随着氧化沟、A2/O等污水处理新工艺的不断增多,气浮浓缩和离心浓缩将会有较大的发展。事实上,这两种浓缩方法在国外早已有了非常成熟的运行实践经验。
(1).浮选浓缩池:适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥,并且运行费用较高贮泥能力小。
(2).重力浓缩池:用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥,只用于活性污泥的情况不多。
(3).离心浓缩:适用于不适合重力浓缩的污泥,由于其靠离心力浓缩,且为封闭结构,故效果较好。但运行成本较高。
综上所述,本设计采用间歇式重力浓缩池。
8) 污泥脱水
污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水,采用板框式压滤机,脱水后的污泥运到垃圾填埋场进行卫生填埋。
❷ 印染废水的处理方法都有哪些
印染废水的处理方法及工艺流程.目前国内的印染废水处理手段以生物法为主,辅以专物理法与化学法。由于近年属来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使新型染料、PAV浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难度。原有的生物处理系统COD去除率大都由原来的70%下降到50%左右,甚至更低。色度的去除是印染废水处理的一大难题旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外,PAV等化学浆料造成的COD占印染废水COD的比例相当大,但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%~30%。针对上述问题,国内外都开展了一些研究工作,主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有:厌氧-好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、光降解技术研究、高效脱色混凝剂的研制等。
印染废水常用处理技术印染废水的常用处理方法可分为物理法、化学法与生物法三类。物理法主要有格栅与筛网、调节、沉淀、气浮、过滤、膜技术等,化学法有中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等,生物法有厌氧生物法.好氧生物法、兼氧生物法。
❸ 印染废水的处理方法
目前有很多产业的废水处理场,需增设废水高级处理单元才能达到当地政府的放流水标准,至今已发展的废水高级处理技术包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分离法、湿式氧化法及Fenton氧化法等,其中以Fenton氧化法(H2O2/Fe2+rightleder)被认为是一种最有效、简单且经济的方法,其他方法则因初设成本或操作成本太高而较难被业者接受。Fenton氧化法虽有高效率、低操作费的优点,但同时因其会产生大量的铁污泥,成为应用时的一大缺点。
电解还原-Fenton法是利用电解还原的方法使Fe3+在阴极再还原为Fe2+催化剂,反应pH约操作在1.5左右,特别适合处理高COD且难生物分解的有机废液,阴极反应如式(2),因此原先式(1)的反应可修正为式(3),即反应过程几乎不会产生铁污泥。
反应过程中,H2O2直接连续添加于电解还原槽并与电解产生的Fe2+反应,用以氧化废水中的有机物,而反应产生的Fe3+又可直接于阴极还原成Fe2+并源源不断的参与反应,使得H2O2的氧化效率提高,降低H2O2的加药量及降低操作成本。此外,在阳极发生之电极氧化作用亦可去除部份有机物。反应完成后的Fe2+与Fe3+混合溶液可作为铁系混凝剂使用。
❹ 印染废水的处理方案如何设计
福建省某某印染有限公司印染废水处理方案设计
1 工程概况
PU革是近几年迅速发展的一种产品,它种类繁多,物美价廉,广泛应用于汽车、鞋革、箱包、沙发、装饰及服装生产工业,是皮革的优良代用品,而革基布则是PU革的基础材料,市场需求量极大,某县县现有织布厂20多家,织布机1500多台,年产革基布9000万米,以往某县县各织布厂生产的革基坯布未经漂染加工直接销往外地,产品附加值较低。福建省某某印染有限公司在某县县埔头工业区建设年产PU革基布3000万米这一项目,可成为某县县当地的漂染基地,既可增加某县县税费收入,又可解决部分剩余劳动力。
纺织印染行业是工业废水排放大户,据估算,全国每天排放的废水量约(3-4)×106m3,且废水中有机物浓度高,成分复杂,色度深,pH变化大,水质水量变化大,属较难处理工业废水。据福建省某某印染有限公司提供的数据,该项目的建成排放废水量800吨/日。
根据《建设项目管理条例》和《环境保护法》之规定,环保设施的建设应与主体工程“三同时”。受福建省某某印染有限公司委托,我们提出了该项目的废水处理方案,按本方案进行建设后,可确保废水的达标排放,能极大地减轻该项目外排废水对某县的不利影响。
2 方案设计依据
2.1 福建省某某印染有限公司提供的水质参数
2.2 《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92
2.3 《室外排水设计规范》GBJ14-87
2.4 《建筑给排水设计规范》GBJ15-87
2.5 《福建省环境保护条例》
2.6 其它同类企业废水处理设施竣工验收监测数据
3 方案设计原则
3.1 可行性原则。在工程设计中,在确保工艺可行的同时,兼顾经济上许可的能力(总投资费用省、运行费用低等),考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一。
3.2 可靠性原则。通过对印染行业目前废水处理情况的调研,结合多年从事废水处理的经验,同时借鉴目前印染废水处理的成功个例,并与当前先进的废水处理设备相融合,制定合理、成熟、可靠的废水处理工艺,确保废水处理系统能长期、稳定、可靠地运行。
3.3 先进性原则,采用当前废水处理的先进工艺和设备。
3.4 操作管理方便,技术简单实用,提高操作管理水平,实现科学现代化的管理。
3.5 避免二次污染,在治理废水的同时,避免污泥和噪音产生二次污染。
4 废水的水质水量
福建省某某印染有限公司采用的原料为纯棉或涤棉坯布,染料有直接和分散染料,助剂有烧碱、碳酸钠、双氧水、表面活性剂、工业食盐、起毛剂等。
废水为连续排放,但水量、水质变化大,无固定规律,根据福建省某某印染有限公司提供并结合同类型企业的资料,其废水水质参数如下:
废水量 800吨/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 废水处理后排放标准
根据《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92中之规定:
CODcr 100mg/l
BOD5 25mg/l
色度 40倍(稀释倍数)
pH 6~9
SS 70mg/l
氨氮 15mg/l
硫化物 1.0mg/l
六价铬 0.5mg/l
铜 0.5mg/l
苯胺类 1.0mg/l
二氧化氯 0.5mg/l
最高允许排水量 2.5m3/百米布(幅宽 914mm)
6 废水处理工艺
6.1 纺织染整行业废水的特点
纺织染整行业的废水主要来自退浆、煮炼、漂白、染色和整理工段,各工段废水特点如下:
6.1.1 退浆废水
退浆是利用化学药剂去除纺织物上的杂质和浆料,便于下道工序的加工,此部分废水所含杂质纤维较多。以往由于纺织厂用淀粉为原料,故废水中BOD5浓度很高,是整个印染废水中BOD5的主要来源,使废水中B/C比较高,往往大于0.3,适宜生化,但随着科技的进步,印染厂所用浆料逐步被CAM/PVA所代替,从而使废水中BOD5下降,CODcr升高,废水的可生化性降低。
6.1.2 煮炼
煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质,使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主,此部分废水量大,碱性强,CODcr、BOD5高,是印染废水中主要的有机污染源。
6.1.3 漂白废水
漂白主要是利用氧原子氧化织物中的着色基团,达到织物增白的目的,漂白废水中一般有机物含量较低,使用的漂白剂多为双氧水。
6.1.4 染色废水
染色工艺是本项目的支柱工艺,在此过程中,使用直接、分散等染料和各种助剂,从而使染色工艺成为复杂工艺,也使染色废水水质呈现出复杂多样性。一般而言,染色废水碱性强,色泽深,对人体器官刺激大,BOD5、CODcr浓度高,废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。
6.2 目前印染废水处理现状
印染废水的处理以生化法为主,并常与物理、化学法串联,方能取得较好的效果,目前对印染废水处理常见的处理方法有:
6.2.1 完全混合式活性污染法
此法工艺较成熟,在印染废水治理中有一定的历史,目前应用于纺织系统中大多数工厂。某市印染厂废水治理即采用此法。此法主要设施有调节池、曝气池和沉淀池等。
调节池主要用以调节各污染源排放废水的水质水量,防止对曝气池形成冲击,避免细菌死亡。因此,废水在调节池停留时间越长越好,但也要考虑建造费用,故一般根据企业的生产周期和占地条件来设计调节池。
曝气池主要作用是对泥水混合液充氧,保证活性污泥在分解有机物时所需的氧量,同时使活性污泥和废水充分混合。一般对曝气池的技术要求是污泥负荷常为0.3-0.4kgBOD5/kg.MLSS.d曝气时间约为4-6小时,污泥浓度一般在3-4g/l,但随着化纤织物的比例不断增大和水处理技术的提高,这些技术要求有所改变。
沉淀池主要是使泥水分离,并在沉淀时进一步降解有机物,经过泥水分离后水直接排放,污泥一部分回流进入曝气池,一部分作剩余污泥排放。
活性污泥法的特点是污水与生物污泥的接触较均匀持久,池水浓度分布较均匀,水温控制幅度较宽,在布水操作上也比较简单,处理效率较高,一般BOD5去除率可达95%以上,CODcr去除率在60%左右。但该法管理较复杂,易发生污泥膨胀及上翻,且占地面积较大。
6.2.2 接触氧化法
接触氧化法是近年来逐步广泛应用的污水处理技术。上海纺织系统中针织和印染厂大多采用的是塔式滤池(接触氧化法的一种)。塔式滤池的结构是塔加填料,塔的作用是充氧和安放填料,塔的高度是根据充氧要求和污水与填料上生物膜接触时间来设计,一般需要2.5-4小时,容积负荷在2-3kgBOD5/m3,填料过去使用表面粗糙的固体物使生物膜能依附其上,随着塑料工业的发展,目前采用了蜂窝填料和软性填料作生物膜支撑物,取得较好效果。
塔式滤池特点是运行管理方便,处理时间短,占地面积小,但有机物去除率相对低此,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 物理化学法
随着织物中化纤成份增多和化学助剂浆料的使用,印染废水中BOD5与CODcr比值发生了变化,废水的可生化性变差,为达到较好的处理效果,纺织行业开始采用物理化学法(臭氧混凝沉淀和气浮法等)处理印染废水。物理化学法常用混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、碱式氯化铝、高分子混凝剂等。一般物理化学法用于二级处理,也有些工厂如上海第二丝绸印染厂单用物理化学法处理印染废水。实践证明,混凝气浮是一种较为合适的物化处理方法,因为印染废水中含有大量的污染物质如纤维素、浆料等,呈悬浮状态和胶体状态,且有些染料如分散、硫化、还原染料及涂料与混凝剂特别是铝盐混凝剂产生的絮凝物比重较小,适合采用气浮法处理。
其它化学方法,如臭氧作为氧化剂脱色效果很好,但是耗电量大,处理成本高,不易推广。同样,电解法也存在耗电量大,钢材用量大,且运转管理较复杂的问题。
6. 2.4 A/O法
(1)有A1/O法,即缺氧/好氧生物脱氮工艺,是英文Anoxic/Oxic的缩写,它的主要功能是去除有机物和脱氮,一般对BOD5和SS的总去除率为90-95%,总氮的去除率为70%以上。
(2)有A2/O法,即厌氧——好氧除磷工艺,是英文Anaerobic-Oxic的缩写,其主要功能是去除有机物和除磷,一般对BOD5和SS和去除率为95%,磷的去除率为70%以上。
(3)A2/O法,即厌氧——缺氧——好氧生物脱氮除磷工艺,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic的缩写,其功能是去除有机物和除磷脱氮。
6.2.4 其他方法
有A/B法、水解——好氧生物处理工艺等,是较新的处理工艺,也有应用于印染废水处理,本文不再一一赘述。
6.3 本方案采用的印染废水的处理工艺
6.3.1 工艺流程:
经综合比较分析,并结合多年从事印染废水处理的经验,以经济和可行为原则,决定采用如下处理工艺:
.3.2 工艺流程简述
浓碱性废水先经过格栅处理后用于水膜除尘器除尘,经消烟除尘后,可降低PH值,使系统不必加酸调整PH,并可去除约30%的CODcr,使生化系统负荷降低,以节省运行费用,保证了生化处理的PH条件。除尘水沉淀后与其它生产废水一并经粗细格栅去除较粗杂质后,进入调节池,在调节池内设置预曝气系统,可均匀水质并防止杂质沉淀,还可以调蓄水量和在一定程度上脱除废水中硫化物。调节池的水用泵提升至反应池,经加药反应后靠重力流入竖流式沉淀池进行泥水分离。底部的污泥排至污泥浓缩池,竖流式沉淀池可去除部分有机物和大幅度降低硫化物和CODcr、色度,降低PH值并提高了B/C比值,为后续生化处理创造条件。
竖流式沉淀池上清液靠重力流入水解酸化池,同时调入营养料(P),降解大分子物质,进一步提高B/C,并降低CODcr。水解酸化池出水再靠重力流至A/O接触氧化池。在A/O接触氧化池中去除大部分溶解性有机物并进行反硝化脱氮,O池末端混合液回流至A池起始端,其中A池占1/3,O池占2/3,回流量为2倍处理水量。
A/O接触氧化池出水靠重力流至气浮系统,经加药气浮后,浮泥至污泥浓缩池,出水至排放池,当需要时在排放池内投加脱色剂,达标废水就近排放。
剩余活性污泥排入污泥脱水池,污泥脱水池上清液入调节池循环处理。脱水后的干污泥妥善处理(可掺入煤中送锅炉焚烧),防止二次污染。
6.3.3 主要处理单元说明
(1)水解酸化
在缺氧条件下,废水中的有机物完成厌氧反应的第一阶段,将一些难生物降解的有机物分解成易生物降解的小分子有机物,降低CODcr、BOD5、SS、S2-、色度,提高废水可生化性,为后续生化处理创造良好条件。
(2)絮凝剂
废水呈碱性,含硫化物。常用的絮凝剂为PAC或PFS,助凝剂为PAM,但PAC投加量过多可能影响后续生化处理,因此本工艺选择FM复合絮凝剂。FM对染色废水的色度和CODcr的去除有显著效果,而且具有脱硫的性能。该研究为上海市科委的攻关项目,已由上海市科委组织鉴定,并实际应用。FM絮凝剂价格低、来源方便,可现场复配。当然也可使用其它合适的絮凝剂,助凝剂为PAM。
(3)生化处理
生物接触氧化是一种较新的生物膜法,是在池中安装填料,填料具有很大的比表面积,是一种生物载体,产生较大的活性污泥浓度,以提高接触氧化池的容积负荷,提高污染物的去除效率。同时具有设备简单,占地小,维护方便,操作灵活,运行费用低等特点。已广泛应用于化工、食品、制药、印染等行业的废水处理,效果显著。被国家环保局推荐为最佳环保实用技术。
6.3.4废水处理工艺特点
(1)浓碱废水经消烟除尘后,可降低PH值,使系统不必加酸调整PH,并可去除约30%的CODcr,使生化系统负荷降低,以节省经常费用,保证了生化处理的PH条件。
(2)加药反应沉淀,主要目的是去除部分有机物和大幅度降低硫化物、降低色度和SS,提高了B/C比值,并适当降低了PH值(PH<10),为生化创造条件。
(3)水解酸化池采用填料形式,定时曝气冲刷生物膜防止沉淀。每四小时开10分钟,可使池内基本保持无氧状态,又可达到换膜目的。
(4)A/O系统采用接触氧化方式,可减少构筑物,节省投资,耐冲击,污泥量少,主要去除大部溶解性有机物和反硝化脱氮。
(5)最终加药反应气浮系统,可进一步去除不可降解有机物、色度等使处理水达标排放。
(6)排放池的设置主要为便于监测,在需要时还可投加脱色剂。
7 主要构筑物、设备等投资概算(最终以扩初设计为准)
7.1 主要构筑物设计参数
序号 名 称 参数 材料 数量 备 注
1 集水井 10m3 砖混 1座
2 调节预曝池 450m3 砖混 1座 可依现场情况适当增减
3 沉淀池 80 m3 钢砼 1座 可依现场情况适当增减
4 水解酸化池 450m3 钢砼 1座
5 接触氧化池 700m3 钢砼 1座
6 混凝气浮(含反应池) 40m3 砖混 1座
7 机泵间 40m2 砖混 1座
8 污泥干化池 30m2 砖混 3座 可依现场情况适当增减
9 污泥浓缩池 60 m3 砖混 1座
10 排放池 35 m3 砖混 1座
7.2 主要设备及投资
序号 名 称 规格、型号 数 量 价格(万元)
1 粗细格栅 非标 2台 0.2
2 污水泵 Q=40,H=10 1台 0.4
3 曝气机 Q=10,H=5 3台 13.6
4 搅拌机 1台 1.8
5 填料 TB/TA2—TH1 800 m3 15
6 微孔曝气 TK/R65 500 5.3
7 污水泵 Q=70,H=10 1台 0.3
8 加药设备 非标(防腐) 0.8
9 部分加压溶气气浮机 非标 6.8
10 自动控制柜 非标 1台 0.85
11 曝气系统 非标 3.2
12 预曝气系统 非标 1.6
13 电缆线照明仪表 0.6
14 填料支架 1.3
15 管道阀门 2.7
16 安装费(厂方安装) 0
17 运输费 0.8
18 小 计 55.25
7.3 其他费用
序号 名 称 金 额
1 设计费 3.0
2 调试费(不含药剂费用) 1.6
3 小 计 4.6
总计投资费用(不含土建及气浮雨棚59.86万元(总排水计量流量计未计在内),土建费用约为75万元,详细费用应在初设完成后最终确定。
8 废水处理费用
8.1 操作管理人员工资:
废水处理站24小时连续三班三运转,操作人员每班1人,共计3人。按每月工资平均500元计3×12×500元/1658/365=0.03元/吨-水
8.2 药剂费:混凝剂FM和助凝剂PAM组合使用,0.26元/吨-水。
8.3 电费:0.33元/吨-水。
8.4 处理每吨水总运行费用:
0.03+0.26+0.33=0.62元
经常运行费:0.62元/吨-水。
9.补充说明 因时间仓促,且未能进行现场调查,最终方案可能还需要进行适当调整。
❺ 印染废水处理的印染废水处理技术
国内外对一般印染废水多数采用传统的生化法处理,以除去废水中有机物,有些工厂在生化处理前或处理后还增加一级物化处理,少数工厂采用多级的处理。在美国,印染废水多数采用二级处理,即生化与物化结合,个别用三级,增加活性炭。日本与美国相似,但应用臭氧的报导也较多。英国是羊毛加工的传统国家,一般用不完全流程,仅将洗毛水用物化初步处理与其他染色废水合并排入城市污水处理厂。国内投入运行的生化处理设施,大部分是采用完全混合活性污泥法。接触氧化等生物膜法,近年来也逐步增加。印染废水处理,应尽量采用重复使用和综合利用措施,与工艺改革和回收染料、浆料、节约用水、用碱等结合起来考虑。在国内印染废水处理中采用的完全混合式系统有加速曝气法和延时曝气法两种形式。废水量较大的采用延时曝气法较多,废水量较小的则以加速曝气法为主。印染废水处理中常以曝气时间作为曝气池的控制指标。由于印染废水的水质是多变的,因此曝气时间必须与有机负荷(POD含量)结合起来考虑。常用的治理印染废水有如下方法:
1.改革工艺、减少或消除印染废水对于合成纤维及含合成纤维75%以上的织物采用干法印花工艺,可以消除印染废水。对于棉织物,一直用淀粉浆料上浆和作为印花浆料中的粘合剂,使退浆、煮炼废水中,含大量淀粉。现在,印染工业用化学浆代替淀粉浆,如聚乙烯醇和纤维素衍生物作浆料,;可使退浆、煮炼废水的BOD降低33%,若用作印花浆粘结剂,则还可降低5~20%。此外,在酸性媒染染料染色中,用硝酸钠或双氧水代替重铬酸钾作氧化剂,能消除废水中有毒的铬污染。
2.废水和物料的回收利用
(1)印染废水要按水质特点,分别回收利用一般印染厂中,废水可分为三类,即淀粉浆料废水,废碱液和其他染整废水。据统计,它们占的百分率约为;淀粉浆料类废水为65%,废碱液为19%,其他染整废水为65%。按上述水质分开处理,有利于回收利用。
(2)碱回收利用丝光工序的淡碱液可循环利用,还可将淡碱液用于煮炼,煮炼废碱液,用于退浆,多次重复使用。如碱液量大可用三效蒸发器回收碱,如碱液量小,可用薄膜蒸发器回收碱。
(3)染料回收如含硫化染料的废水,可以在反应锅内加酸,放出硫化氢,经沉淀过滤后回用。对还原染料和分散染料可采用超过滤技术回收。废水回收染料后,可使色度减少85%,硫化物减少90%。
3.印染废水的无害化处理
废水和物料的回收利用,虽然是减少印染废水污染的根本出路,然而;目前国内外还远未达到应有水平,印染废水仍以无害化处理为主,印染废水的水质特点,主要是COD和BOD高,以及由此引起的色度等指标远远超过排放标准;国外纺织工业废水尤其是印染废水的处理,应用最广的是生化处理法,国内一般印染废水,多数也是采用生化法去除水中的有机物。投入运行的生化处理设施,大部分是采用完全混合活性污泥法,即废水和回流污泥进入曝气池后,与池内原有混合液得到充分混合。这一方法,较好适应印染废水COD高而且水质多变的特点,得到比较好的处理效果。所采用的完全混合式系统,有加速曝气法和延时曝气法两种,废水量大的用延时曝气法较多,废水量较小的,则以加速曝气法为主。
实践证明,用生物处理印染废水,BOD去除率一般为85~90%,并能使可溶性的BOD变成不溶性污泥而分离去除。同时还能去除部分色泽和悬浮物,降低pH值。为了解决生化处理后脱色问题i采用活性炭吸附法,可去除废水中很多种类染料和可溶性有机物。对非水溶性染料废水的色度,如硫化染料,还原染料和分散染料,可采用臭氧氧化法和混凝法加以去除。
综上所述,印染废水能达到排放和回用水的各项指标,需要采用联合处理方法,如用沉淀(或过滤)—生化—活性炭吸附—生物接触氧化—煤粉灰过滤,活性污泥—臭氧氧化(或混凝)等。现在多级的处理方法,如反渗透、离子交换、电渗析等已开始在印染废水中应用。据报道,日本纺织印染工业处理水回用率,巳达到8096。表2-4-2为各种不同染织物废水主要处理方法和优缺点比较。
1、混凝法的机理
混凝法是通过向污水中投加混凝剂,使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀,得以与水分离,使污水得到净化的方法。混凝法的机理主要是压缩双电层,吸附表面中和,吸附架桥和沉淀网捕四种机理。以上几种作用可能同时产生,在不同的条件下某种作用可能是主导因素。
混凝剂可降低印染废水中的浊度、色度,去除多种高分子物质、有机物。以及某些重金属有毒物质。
2、实验室研究
混凝沉淀是水处理过程中的重要单元,而混凝法最关键的是要选择合适的混凝剂。目前,主要有无机混凝剂、有机混凝剂、复合混凝剂及生物混凝剂四大类。近几年,许多研究者主要对高分子混凝剂和高效复合脱色混凝剂开展了较深入的研究,并在处理印染废水方面取得了进展。
陈文松和韦朝海研究了低剂量Fenton氧化一混凝法对三种不同模拟水样和实际印染废水的处理效果,结果表明,Fenton氧化一混凝法特别适合于处理成分复杂(同时含有亲水性和疏水性染料)的染料废水。实际印染废水的处理结果令人满意,CODcr和色度的去除率分别达到84%和95%。Fenton氧化一混凝法处理印染废水效果好,成本低,操作简单,便于推广。混凝剂的改性和复配能优化混凝剂性能,提高混凝效果。姚晓亮采用镁盐与亚铁盐混合复配对活性染料印染废水进行脱色处理,并与单一组分混凝剂的脱色效果作比较。结果表明:复合混凝剂MgSO4-FeSO4·7H2O的脱色效果明显优于单一组分,表现出显著的协同效应。祝社民和陈英文等将若干廉价的天然和废弃无机粉料(如粉煤灰,黏土等矿物,其中主要含硅、镁、钙和铁等)按一定比例配伍,再进行简单活化和极少量的高分子絮凝剂复配而成新型的混凝剂,其对印染废水具有良好的处理效果,COD去除率为74%,最终出水浊度低于5度。印染废水经过混凝处理后可达到国家污水排放的三级标准,可重复利用。余莹在实验中发现,将聚硅铝铁硼应用于处理印染废水,其脱色效果佳,透光率可达98%;且具有制备工艺简单、高效、矾花大、沉降速度快、污泥体积小、脱色及去除COD效果良好等优点。戴亚英和邱慧琴研究的是聚合硫酸铁硅混凝剂(PFSS),它是一类新型无机高分子混凝剂,是在聚硅酸和铁盐的基础上发展起来的复合产物。实验说明此类混凝剂混凝效果好,易储备,价格便宜,因此受到了水处理界的极大关注。
利用废熔盐研制了一种新型复合混凝剂PMFC(聚合氯化镁铁),应用该复合混凝剂对印染模拟废水以及实际废水进行了处理。实验结果表明,该复合混凝剂在合适的条件下对印染废水具有良好的处理能力,其脱水效果明显优于PAC。此外,该复合无机混凝剂具有成本低,脱水率高,沉降速度快等优点。
3、现场应用研究
研究者也从水处理工艺方面进行了研究,并应用到实践中,取得了好的成效。江阴市某印染厂采用物化+三级生化+物化法处理印染废水,设计处理能力360m/s,废水进水CODcr, BOD5,SS和色度分别为: 200—300mg/L,600—700mg/L,350—500mg/L和500~1000倍,经处理后,出水稳定并达到污水排放一级标准,此外,该工艺具有处理负荷高,耐冲击,出水稳定等特点,并于2002年年底完工验收运行至今,处理效果良好,出水稳定达标。王振川等采用混凝沉淀一酸化水解一悬挂链曝气一生物碳组合工艺对该类废水进行了大量的实验研究,优化了各项工艺参数,并在河北丽友印染有限公司建立了一套3000平米/d的废水处理设施。经2年实际运行表明,该设施具有投资少,运行费用低,水净化率高的特点,处理后出水CODcr,去除率高达93%以上,各项水质指标均达到了(GB4287—92)纺织染整工业水污染物排放一级标准。黄瑞敏等提出了采用混凝脱色一曝气生物滤池,再深度处理的回用处理工艺进行现场试验研究。研究结果表明,该工艺可以将印染废水色度去除至10倍以下,CODcr处理至20mg/L以下,SS达到2mg/L以下,浊度低于3NTU,高效脱色混凝剂色度去除率达到98%,曝气生物滤池的出水CODcr质量浓度为20mg/L。
4、结束语
研究表明,混凝法对印染废水具有工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高等优点,混凝法已经成为污水处理的常用方法。针对特定的印染废水,混凝剂的选择就成为影响混凝效果的关键因素,所以混凝剂的开发和研究是一个热点。目前较新型的无机高分子复合型混凝剂主要有聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铝铁(PSAFC)、聚合硅酸硫酸铝铁(PSAFS)和聚合硅酸硫酸铝硼(PSBA)。无机混凝剂具有无毒或微毒,原料易得等方面的优点,在混凝技术中占有重要地位,一直得到广泛应用。离子型高分子混凝剂可以明显提高絮凝效果,增大捕捉范围,活性基团也得到充分暴露,有利于更好地发挥架桥作用,因此,离子型高分子混凝剂是今后的发展重点。近年来,混凝剂的发展由低分子到高分子,由单一型到复合多功能型。研制成本低、广谱、高效、无毒的混凝剂成为混凝研究的一个热点。总之,当前混凝剂的发展总的方向是“高分子化、复合化、多功能化”,今后需进一步开展的工作为:
(1) 复合型高分子混凝剂的研制。
(2) 天然高分子物质及其改性产品的应用。
(3) 混凝剂的多功能化。
(4) 微生物絮凝剂的研究和开发。
值得说明的是,除了混凝剂种类和水处理工艺和条件以外,如PH值,混凝剂的加入量,投加顺序,污染物的浓度及水力条件都是影响混凝效果的重要因素。混凝剂的加入量,投加顺序需要事先通过实验确定。
❻ 印染废水怎么处理
印染废水是交难处理的工业废水之一,它具有COD浓度高、色度大、含盐量高、有机物难专生化降解及水质属水量随时间变化较大(废水间歇性排放)等特点。
印染废水处理的最突出问题是色度和难降解有机物的去除问题。
印染废水处理方法有生物法、物化法及几种方法的联合使用。
废水中的主要污染物为COD、BOD5、SS和色度等,正常生产时排放废水中微3000t/d。
❼ 印染废水处理工艺
1先催化氧化
2生化活性污泥处理
印染废水处理中,常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外,电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中:
1.混凝法
混凝法是印染废水处理中采用最多的方法,有混凝沉淀法和混凝气浮法两种。常用的混凝剂有碱式氯化铝、聚合硫酸铁等。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。
混凝法设定在生物处理前时,混凝剂投加量较大,污泥量大,易使处理成本提高,并增大污泥处理与最终处理的难度。混凝法的COD去除率一般为30%~60%,BOD5去除率一般为20%~50%。
作为废水的深度处理,混凝法设定在生物处理构筑物之后,具有操作执行灵活的优点。当进水浓度较低,生化执行效果好时,可以不加混凝剂,以节约成本;当采用生物接触氧化法时,可以考虑不设二次沉淀池,让生物处理构筑物的出水直接进入混凝处理设施。在印染废水处理中,多数是将混凝法设定在生物处理之后。其COD去除率一般为15%~40%。
当原废水污染物浓度低,仅用混凝法已能达到排放标准时,可考虑只设置混凝法处理设施。
2.化学氧化法
纺织印染废水的特征之一是带有较深的颜色。主要由残留在废水中的染料所造成。此外,有些悬浮物、浆料和助剂也能产生颜色。废水脱色就是去除废水中上述显色有机物。印染废水经生物法或混凝法处理后,随BOD和部分悬浮物的去除,色度也有一定的降低。一般情况下,生物法的脱色率较低,仅为40%~50%。混凝法的脱色率稍高,但因染料品种和混凝剂的不同而有很大的差别,脱色率在50%~90%之间。因此,采用上述方法处理后,出水仍有较深的颜色,对排放和回用都很不利。为此,必须进一步进行脱色处理。常用的脱色处理法有氧化法和吸附法两种。氧化脱色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三种。
化学氧化法一般作为深度处理设施,设定在工艺流程的最后一级。主要的目的是去除色度,同时也降低部分COD。经化学氧化法处理后,色度可降到50倍以下,COD去除率较低,一般仅5%~15%。
3.电解法
借助于外加电流的作用产生化学反应,把电能转化成化学能的过程称电解。利用电解的化学反应,使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法,简称电解法。
电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水,近年来才开始用于处理纺织印染废水的治理,但尚缺乏成熟的经验。研究表明,电解法的脱色效果显著,对某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染废水,脱色率可达90%以上,对酸性染料废水脱色率达70%以上。电解法对于处理小水量的印染废水,具有装置简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用,取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多,不适宜在水量较大时采用。电解法一般作为深度处理,设定在生物处理之后。其COD去除率为20%~50%,色度可以降到50倍以下。
当原废水浓度低,仅用电解法已能达到排放标准时,可考虑只设置电解法处理设施。仅用电解法处理时,COD去除率为40%~75%。
4.活性炭吸附法
活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明,活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性,它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下,对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物,如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等,都有独特的去除能力。所以,活性炭吸附法已逐步成为工业废水二级或三级处理的主要方法之一。
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。吸附是一种介面现象,其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种,一种是溶剂水对疏水物质的排斥力,另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附,多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力,在选择活性炭时,应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外,灰分也有影响,灰分愈小,吸附效能愈好;吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近,愈容易被吸附;吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内,吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外,水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少,随pH值的降低而增大。故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附。
污水厂印染废水处理工艺存在的问题进行分析和研究,
对其印染废水处理工艺进行了改造.改造后采用"混凝气浮-厌氧-好氧1(活性污泥)-好氧2(生物接触氧化)-混凝沉淀"新工艺处理印染废水,出水各项水
质指标达到了排放标准,取得了良好的环境效益、社会效 益和经济效益.
纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。
印染废水处理工艺流程:
(一)废水的水质特点以棉纺和混纺产品为主的印染厂,排出的多种废水及水质特点为:
1)退浆废水退浆废水是碱性的有机废水,含多种浆料分解物、纤维屑,酸和酶等污染物。其污染程度视浆料的种类而异。过去多用天然淀粉作浆料,水中BOD高,近些年来,逐渐由化学浆料代替,如聚乙稀醇(PVA),废水中BOD很低,但COD很高,从而降低了废水的生物降解效能。
2)煮炼废水废水呈深褐色,含碱浓度约0.3%,废水BOD和COD均高达数千毫克/升。
3)漂白废水水量大,污染轻,可直接排放或回圈回用。
4)丝光废水含氢氧化钠3%~5%,一般通过蒸发浓缩回收,工艺上可重复使用,外排的丝光废水呈碱性,BOD高于生活污水。
5)染色废水主要污染是有机染料和表面活性剂等助剂。水质变化大,色泽深,pH值高。
6)印花废水主要是皁洗、水洗废水。在采用活性染料时要用大量的尿素,故废水中氨氮较高。
7)整理废水水量少,含有各种树脂,甲醛,表面活性剂等。国内几个有代表性印染厂的废水水质见表16-1。
(二)印染废水治理方法
首先,从生产工艺上消除和减轻污染源。如采用干法印花工艺,消除印染废水。按水质特点,分别回收,一水多用;用沉淀、过滤法回收土林染料和磁化染料,用超过滤法回收还原染料、分散染料等。其次,对废水进行无害化处理。对废水中碱度,一般设调节池并保证必要的匀质时间;对色度,根据废水排放和利用要求,可用凝聚法,吸附法。氧化法,电解法等化学或物理法处理,也有培养特殊的细菌在兼气条件下进行脱色。需要指出的是,采用凝聚法对直接染料,还原染料,磁化染料,分散染料的色度,去除效果好,但对酸性染料,活性染料,脱色效果差。活性炭对染料的吸附有选择性,对阳离子染料,直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料有良好吸附效能,但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附效能很差。常用的臭氧氧化剂,对直接染料、酸性染料、碱性阳离子和活性染料等亲水性染料,脱色效果好,对还原染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料脱色效果差。废水中大量有机物,通常采用生物法处理能达到较满意的效果;对PVA等化学浆料,可采用生物分解法或回收利用法。在生物分解中,可分别采用高MLSS的一段和二段曝气法及厌氧—好氧串酸处理工艺;在回收利用中,可分别采用胶凝盐析法(投加硼砂及硫酸钠)、凝结剂法(如用芒硝和硼砂作凝结剂)、超过滤法(在北京、上海、河南等厂已采用)。
总之,印染废水处理流程的选择,要根据生产工艺采用的原料、产品种类、加工的方法,工艺过程中投加的药剂,染料、助剂性质以及出水最终去向和要求,分别采用一级化.学和物化处理或二级生物法为主的处理或三级深度处理。
(三)废水处理流程的选择
1)首先考虑清浊废水分流,把一些较浓的染色废水和不易生物降解的废水单独进行化学和物化法回收或处理后,再混合其他废水进行生物处理或排向市政污水处理厂统一处理;
2)如水质允许,采用化学凝聚和加压气浮相结合的处理方法,对小型印染厂可选用国内已有的成套装置,执行费用略高,在一般情况下,处理出水能符合要求。
3)生物处理可优先考虑活性污泥法,传统的鼓风曝气法和延时曝气法均能取得稳定的效果,在曝气4~6小时的条件下,BOD5去除90%,COD去除60~70%。鼓风曝气污泥负荷为0.3~0.5公斤BOD/公斤MLSS·日,延时曝气法采用污泥负荷为0.1公斤BOD/公斤MLS8·日。如采用加速表面曝气法,曝气池与沉淀池宜分建,这样有利于抑制污泥的膨胀,管理较方便,出水水质稳定。
4)当处理出水要求较高或废水处理后作重复使用时,则宜在生物处理后增加吸附或凝聚过滤装置。厌气-好气-活性炭工艺,不仅对化学浆料PVA和色度的去除效果好,而且出水水质好,受到人们注意。
5)关于生物处理中采用生物膜法时:
①接触氧化法-采用容积负荷2.3~5.0公斤BOD/(米·日)。优点是处理时间短且污泥不必回流,但气水比高,基建费和执行费略高。
②生物转盘-适用于处理水量小的印染厂,如水量在1OOO米³/日以内,执行简单,耗电省。关键在转盘材质和转盘前调节池的设定。有机负荷采用15~30克BOD5/(米·日),水力负荷采用0.1~0.25米。/(米·日)。
③塔式滤池-主要特点是省地,它是一个不完全处理构筑物,采用容积负荷1.6~1.8公斤BOD/(米·日)时,COD去除率40%~50%,BOD去除率50%~60%。
吸附(包含离子交换)
将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上,通过的废水得到处理
吸附剂有活性炭,煤渣,土壤等 吸附塔,再生装置
染色,颜料废水,还可吸附酚,汞,铬,氰以及除色,臭,味等用于深度处理。 编辑本段污水处理工艺流程
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理装置,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理装置的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理装置,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥装置后,污泥被最后利用。
印染废水处理工艺之吸附法原理自古至今用的吸附法,如骨钹能使糖液脱色,木炭能净水等,特别是吸附法具有能脱色、脱臭的作用
自从活性跋用作吸附剂,在工业上应用以来,对吸附现象的研究巳有巨大。进展,吸附剂的制造亦有改进。为除去微量杂质,吸附法是最适当的操作法之一,在化学工业范围内正在广泛应用。吸附现象是介面现象,即在不同的两相〖液相一固相, 或气相一固相)的交接而上发生的现象。所谓吸附,就是液相或气相的分子收容在固体表面的现象。当气相吸附在固相上时,气体在固体表面上的浓度提高了。吸附剂的多孔性结构使它拥有巨大的表面积,在它的毛细管壁上吸附着大量气体。当液相吸附在固相上时,溶质被吸附剂所吸附,在吸附剂的表面上,溶质浓度比溶液内的更高。
吸附平衡在某一规定温度下,吸附剂与单成份系气体或溶液接触,达到平衡时,为吸附剂所吸附的气体或溶质的比例称为平衡吸附量。平衡吸附量X用吸附量与吸附剂量的重畺比来表示。弗伦立希氏提出在某温度下,存在下式的关系,式中,代表气体分压力或溶质浓度;6表示吸附剂效能的常数,随着温度、气体或溶质的组成而变化。就是同一种吸附剂也会随着制法、再生条件与使用次数的变化,在效能上受到影响。
混合热附废水含有多种成份,如有两种以上的成份吸附则称为混合吸附。这时一种成份的吸附,为其它成份的吸附所影响。在多种成份中有一种成份优先地并特别容易地吸附的情况是很多的。像这种情况可以认为是单成份系的吸附。各种吸附剂都有它的优先吸附的物质。砝腔对具有执键结构的物质,例如水能特别优先地吸附,活性碳对长分子键物质容易吸附。(三)吸附热吸附法与冷凝一样,在吸附时有热量生成。在气体吸附的情况下,这种吸附热能使吸附剂温度上升,值得注意。没有吸收任何东西的吸附剂,在吸附气体时吸附热最大,已经大量地吸附了什么东西的吸附剂,它的吸附热便减少。固定层在吸附时,由千放出的吸附热而在吸附剂填充层发生温度上升。发热现象的吸附和吸热现象的解吸同时发生的情况是很普遍的。例如在混合吸附中,巳经被吸附的但不易吸附的物质被更容易吸附的物质所取代。
磷化废水是金属表面处理的前处理,一般有除油除锈、表调、磷化钝化。有简单磷化就是用磷酸与硫酸和硝酸,也有要求高的专用磷化剂(有水剂和粉剂产品),粉剂产品相对产泥较多。喷涂有喷粉和喷漆。假如是喷粉则排放的废水就是前处理废水包括磷化废水。
磷化废水处理工艺简单,加石灰调PH(石灰起到助凝作用),加混凝剂,再沉淀,最后最好加一级气浮比较好。要害是调PH,由于磷酸氢根离子的原因,最好为10-10.5,气浮前回调。另假如是专用磷化剂,还含有其它的金属离子,如锌系磷化剂,要适当考虑Zn离子的酸碱溶两性特点。磷化废水中的COD(主要是表面活性剂引起的),一般用沉淀加气浮两级可达到排放标准,不需非凡考虑。还有注重的是混凝剂,有硫酸亚铁和氯化铁,前者便宜,后者贵但效果好,只是需防腐,其实实际使用费用并高不了多少。有家家电公司五座废水站都是该工艺,执行长期达标。
如是喷漆废水,因可溶性的有机物较多,COD也较高,与磷化废水一起处理较难达标,最好分开处理。
漆雾废水使用絮凝剂进行絮凝,之后进行捞渣。
捞渣后的废水进行水处理,分别沉降、二次絮凝、生物处理。。最后回圈使用,这样环保局不会找到漏洞。
你可以参考下:HJ 2004-2010 屠宰与肉类加工废水治理工程技术规范
医药废水处理首选催化微电解技术,此工艺可大幅度降低COD、色度的同时,提高废水的可生化性,此工艺已经被国内多家大型医药企业所引用,并且得到一致好评,国内环保类企业也在纷纷引入,详细引数及介绍请询:189-0646-1999.
❽ 该如何设计印染废水的处理工艺
生产废水
生产废水主要来源于退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、后整理等生产工序,主要污染物为生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、色度等。污水处理站采用水解酸化+接触氧化工艺。废水经格栅拦截大块污物后进入调节池,并加酸,调节pH值、均化水质水量,经泵提升送到水解酸化池,水解酸化后进入接触氧化池,再经中间沉淀池进入絮凝反应池絮凝,经斜管沉淀分离,澄清液进入过滤池过滤,进入清水池,最后经过规范化排污口排放。中间污泥池污泥一部分回流至接触氧化池,一部分与斜板沉淀池污泥一起收集于污泥浓缩池,经板框压滤机脱水后干泥外运,漏液及污泥浓缩池上清液回流至调节池。生产废水处理工艺流程图
❾ 染料废水处理设计方案
染料品种数以万计,印染加工过程中约有10%~20%的染料随废水排出,每排放1t染料废水,就会污染20t水体。废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,造成视觉上的污染。染料废水是难处理的工业废水之一,具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大的特点。大多数染料为有毒难降解有机物,化学稳定性强,具有致癌、致畸、致突变作用;直接危害人类健康,还严重破坏水体、土壤及生态环境,造成难以想象的后果。有效解决染料废水治理问题是消除印染行业发展瓶颈的关键所在。
1 、染料废水及其污染
染料工业污染中尤以染料废水的污染问题最为突出。近些年来,我国每年污水排放量达390多亿吨,其中工业污水占51%,而染料废水又占总工业废水排放量的35%,而且还以1%的速度在逐年增加。每排放1t染料废水,就能造成20t水体的污染。各行业中,印染纺织业的COD排放量排在第4位,而且排放比重还在逐年增加。“三河三湖”中,染料废水对太湖、淮河流域造成的污染状况尤其严重。
染料废水主要来自于染料及染料中间体的生产企业,由染整过程中排放出的染料、浆料、助剂等组成。随着印染工业的迅猛发展,染料废水已成为水体中几种最主要的污染源之一。目前世界染料年产量约为(8~9)x105t。我国是纺织品生产和加工大国,纺织品出口额已多年来列居世界首位,每年的染料生产量达1.5×105 t,其中大约10%~15%的染料会直接随废水排入水体中。
染料废水色度高、水量大、碱性大、组成成分复杂,属于比较难处理的工业废水之。染料是染料废水中的主要污染物,带有各类显色基团(如-N=N-,-N=O等)和部分极性基团(-SO3Na,-OH,-NH2),成分复杂,大多数是以芳烃和杂环为母体,属较难降解的有机污染物,也是我国各大水域的重要污染源。
大多数有机染料化学稳定性强,具有三致(致癌、致畸、致突变)作用,是典型有毒难降解有机污染物。此外,废水中的染料能吸收光线,降低水体的透明度,对水生生物、微生物的生长不利,并且降低了水体的自净能力,同时导致视觉污染,严重破坏水体、土壤及生态环境,直接和间接地危害人类身体健康。
2、 染料废水的处理方法
对染料行之有效的降解和处理技术是治理染料废水的重要前提。针对大多数染料化学性质稳定、难以降解的特点,各国科学家都高度重视染料及染料废水的降解和处理方法的研究。随着科技进步以及污染治理技术的不断发展,人类也找到了很多行之有效的处理染料废水的方法,概括起来不外乎物化法、生物法、物化一生物联合法。
2.1 物化法
2.1.1 混凝沉降法
混凝沉降法是目前处理染料废水效果比较稳定、工艺较为成熟的方法。普遍接受的机理有桥联作用、压缩双层、网捕和电中和作用。混凝剂自身特性决定了其沉降性能的好坏,很多环境因素包括温度、pH和Eh等则可能对沉降功能起促进或抑制作用。近年来,IPF(无机高分子絮凝剂)成为研究混凝絮凝行为和机理的热点。与普通的混凝剂相比,IPF能形成更多的有效絮凝的形态A13+。混凝法的主要研究方向是开发有效混凝剂,尤其是有机一无机复合混凝剂。
张凯松等人副研制的无机一有机复合混凝剂,对染料废水的处理效果比聚合氯化铝(PAC)更为明显。吴敦虎等人¨列对利用硼泥复合混凝剂处理染料污水的研究结果表明:当剂量为0.3~0.6 g/L,pH值为4.0~11.5时,脱色率达到92%以上,优于PAC。
2.1.2膜分离法
膜分离技术具有工艺简单、低能耗、不对环境产生污染的优势。通过自行研制醋酸纤维素(CA)纳米滤膜,郭明远等人指出:CA纳滤膜对活性染料废水的处理和回收染料效果明显。掺入活性炭填充共混的改性壳聚糖超滤膜,适当交联后对酸性红染料废水的最大脱色截留率达98.8%。冯冰凌等人采用壳聚糖超滤膜处理染料废水,脱色率超过95%,COD去除率达80%左右。吴开芬u引利用超滤法对靛蓝染料的废水进行处理,可实现染料的高浓度溶液的直接回用,透过液则可作为中性水被再循环利用。Soma等人mo利用氧化铝微滤膜,对不溶性染料废水进行过滤时的截留率高达98%。
由于膜污染、浓差极化和过快的更换频率,加之膜的价格较贵,使得膜分离技术处理染料废水的成本过高,大大限制了膜分离技术在染料废水治理行业的应用和推广。
2.1.3催化氧化法
催化氧化法是通过催化作用加快体系中氧化剂的分解,并使之与水中有机物迅速反应,在较短的时间内致使有机污染物氧化降解。针对采用高级化学氧化法和好氧生物处理法处理分散染料废水时效果不太理想这一问题,周建等人采用催化氧化法对内电解处理后不能达标的染料废水进行处理,不仅日处理蒽醌系列分散染料达2500t,还降低了内电解处理后未达标染料废水的色度和COD值,大大减少了运行费用。ArslanLt引采用Fe2+催化臭氧氧化法对分散染料废水进行处理,研究结论指出,单独采用臭氧(应用剂量为2300 mg/L)氧化法时,只在pH=3的条件下有一定的降解效果,脱色率也只有77%,COD的去除率仅为ll%;但采用Fe2+絮凝、臭氧氧化和Fe2+催化臭氧氧化相结合的方法处理时,Fe“使用剂量为0.09~18 mmol/L、染料废水pH值为3—13的范围内,脱色率达到了97%,对COD的去除率也提高到54%。
2.1.4 Fenton试剂法
以Fe3+或Fe2+为催化剂,在H202存在时产生的强氧化性,能使许多有机分子氧化,而且反应体系不需要高温高压,反应条件不苛刻,反应设备也比较简单,适用范围较广。陈文松等人利用低剂量Fenton氧化一混凝法处理模拟和实际染料废水的研究结论指出,该方法对处理同时含有亲水性和疏水性染料、成分复杂的染料废水特别适合,而且操作方便、运行成本不高。近年来一些学者把紫外光(uV)、草酸盐等也引入Fenton法中,使得Fenton法的氧化能力大大提高,处理效果也更加显著。K.Swaminathan等人心川就光助Fenton体系对偶氮染料活性橙-4进行了脱色研究,其研究结论指出,光助Fenton体系降解能力远强于一般Fenton体系。
Fenton法的不足之处在于:氧化能力相对较弱,出水因含大量铁离子而显色。近年来,铁离子的固定化技术,成为Fenton氧化法的重要方向。
2.1.5 光氧化法
光氧化法是利用光化学反应降解污染物,包括无催化剂和有催化剂参与2种,前者也称光化学氧化,后者又称光催化氧化。光降解通常是指有机物在光的作用下,逐步氧化成低分子中间产物,最终生成CO2、H20和其他一些离子,如PO43-、NO3-、Cl-等。有机物的光降解过程可分为直接光降解和间接光降解。直接光降解是指有机物分子吸收光能后进一步发生化学反应。间接光降解则是周围环境存在的某些物质吸收光能形成激发态后,再诱导有机污染物产生一系列的氧化降解反应,它在处理环境中难生物降解的有机污染物时更为有效。
2.1.6臭氧氧化法
臭氧的氧化能力极强,除分散染料外,它能够破坏有机染料的发色或助色基团而具有一定的脱色作用。H.Y.Shu等人对8种偶氮染料在单独O3,氧化和UV/O3氧化作用下的降解进行了比较,研究结果表明,可能是因为染料废水色度过深,吸收了大部分紫外光,引入UV后有机染料的降解速度并没有明显加快。史惠祥等人口刮利用臭氧降解偶氮染料阳离子红x-GRL的研究结论中指出,臭氧对染料的脱色以直接氧化为主。
由于臭氧在水中的溶解度较低,如何更有效地提高臭氧在水溶液中的溶解量,已成为研究臭氧氧化技术的热点和关键。此外,臭氧的使用会产生一些副产品,尤其要重视的是羰基化合物中的甲醛、乙醛等醛类,因这类物质具有急性和慢性毒性和一定的致癌、致畸、致突变性,容易导致二次污染,另外,臭氧发生器的成本相对较高,因此单独使用不够经济。
2.1.7 超声氧化法
随着超声化学的研究深入,超声氧化法被认为是一种清洁且具良好应用前景的方法,成为处理水污染的一项有效技术。超声波作用下产生的声空化效应形成的高温高压促使空化气泡内部的水蒸汽与其他气体发生离解产生自由基,引发超声化学反应的进行。N.Ince等人对pH和染料分子结构对超声降解效率的影响研究表明:pH对染料的降解有重要影响,降解程度随pH的减小而增加;分子质量越小,结构越简单,且具有偶氮基临位羟基取代基的染料分子越易被降解。G.Tezcanli—Gtiyer等人刚发现羟基自由基首先进攻染料的发色基团,染料的脱色过程快于芳香环的破坏过程。J.Ge等人研究也指出,引入超声能有效加快染料的降解,并提高矿化速率。
2.1.8 电化学法
电化学处理技术近年来进展很快,原基础上增加了氧化、光催化氧化或催化氧化的协同作用,微电解技术的局限性问题得到了较好地解决。周光元等人处理含盐染料废水的研究表明,处理过程中余氯的产生对脱色和去除COD起关键作用,电解l h后,脱色率可达85%,COD的去除率也达到99.8%。章婷曦等人采用内电解-催化氧化-氧化塘法处理染料废水时COD的去除率和脱色率都超过95%。祁梦兰等人采用微电解一催化氧化一飞灰吸附的组合工艺处理活性染料废水脱色率达99.9%,COD去除率在95%以上。
目前,电化学方法主要应用在去除具有生物毒性的有机污染化合物方面,这种方法最具吸引性的一大特点是能发挥电化学方法所特有的电催化性能,可以有选择性地将有机污染物降解到某一特定程度。此外,电化学方法与其他处理方法有较好的协同性,可实现联用,达到理想的处理效果。但是,利用电化学法彻底降解水中的有机污染物设备投入过高,而且需要消耗大量能源。
2.2 生物法
生物处理法是通过生物菌体的絮凝、吸附功能和生物降解作用,对染料进行分离和氧化降解。生物絮凝和生物吸附并不使染料发生化学变化。而生物降解过程则是利用微生物酶等的作用对染料分子进行氧化或还原,破坏染料的发色基团和不饱和键,并通过一系列氧化、还原、水解、化合等过程,将染料分子最终降解成为简单的无机物,或转化成各种微生物自身需要的营养物或原生质。生物处理法有好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧联合处理3种。
针对传统的生物处理法对纺织、染料废水中的有机染料不能起到有效的处理作用这一实际情况,一些学者近些年来着力研究开发厌氧一好氧联用技术,并取得了意想不到的效果。一些研究表明,同时应用好氧法和厌氧法,通过实现优势互补,很多好氧生物法不能氧化降解或降解程度有限的有机染料,通过厌氧法都能实现不同程度的降解。
作为实用的水污染处理技术之一,微生物处理染料废水的开发和研究已有多年的历史。微生物脱色降解机理非常复杂多样,很多降解过程和反应机制还很不清楚,有待不断探讨。
由于对各种有毒有害的、难以降解的、在环境中宿存的异生物质具有低耗、高效、广谱、适用性强的生物降解作用,以黄孢原毛平革菌为代表的白腐真菌成为治理多种污染物的有效武器,近些年来发展起来的真菌技术被很多学者称之为创新环境生物技术。可能是由于其在次生代谢阶段产生的木质素过氧化酶和锰过氧化酶的作用,许多白腐真菌对染料有广谱的脱色和降解能力。培养条件对白腐真菌脱色及降解活性有较大的影响。Conneely等人认为,白腐真菌对一些染料废水,如Rem.azol绿蓝G133、酞菁染料、Everzol绿蓝和Heli.gon蓝等生物吸附作用较强,并通过胞外酶的代谢作用使染料脱色降解。
利用微生物对染料废水进行处理的发展方向之一是选育和培养高效降解工程菌。微生物对有机染料的脱色、降解,以前多集中在兼性厌氧菌,如芽孢杆菌、假单胞菌和一些光合细菌,近年来逐渐筛选到了不少新品种。一些学者采用假单胞菌属对多种印染工业废水进行处理,研究结果表明,食油假单胞菌对其中的甲基橙、B15染料的脱色率都能达到80%以上,并且在高浓度染料环境中,食油假单胞菌表现出很强的耐受性。
20世纪80年代初,固定化微生物技术成为国内外有机工业废水处理的研究热点。这种技术是将可降解染料的微生物固定在特定载体的表面,提高微生物降解效率。用于固定化的微生物有单一和混合等多种方式。相关研究指出,混合菌脱色降解作用更好。随着固定化脱色菌载体技术的发展,脱色降解反应时问也在大大缩短。
生物强化技术是在生物处理体系中投加具有特定功能的微生物来改善原有处理体系的处理性能,用于对难降解有机物的去除。实施生物强化技术的途径主要有:投加高效降解的微生物;投加遗传工程菌(GEM);对现有处理体系的营养供给进行优化,通过添加基质或底物类似物质,来刺激微生物的生长或提高其活力。
膜生物反应器也是近些年来发展起来的一种新型污水处理技术。最早应用于发酵工业,20世纪80年代,膜生物反应器技术引起了学术界高度重视。膜技术能截流生物体,减少出水中所含的生物。通过无泡鼓气、膜生物反应器使氧的利用最大化。近年来,膜生物反应器已成功地应用于处理水道污水、粪便污水和垃圾渗滤液,并开始应用于处理染料废水。很多学者认为,含酶膜生物反应器将是未来处理染料废水的重要方向。由于膜制造费用高且易堵塞,膜生物反应器技术在水处理领域全面推广还受到了一定限制。
尽管生物法得到了很大发展,但随着染料废水的可生化度降低,受到微生物对营养物质、pH值、温度等条件有苛刻要求的限制,在实际应用处理染料废水时,生物法很难适应染料废水水质波动大、染料种类多、毒性高的实际状况。如微生物的高效化及固定化等生物强化技术。许多专家和学者都致力于高效降解菌的筛选和基因工程菌的构建等研究工作,实现利用大自然现有的丰富资源来为人类服务,但是实践表明,新开发的高效菌应用于染料废水的处理时,并不一定能够完全达到预期的强化作用。此外,微生物本身还存在着安全性问题,高效菌与基因工程菌流落到自然环境中,可能对自然环境和生态平衡造成威胁,因而,这些生物方法的应用必须事先经过严格的环境安全性检查和评估。同时,微生物对染料的降解机理以及微生物的代谢机制还需要进一步研究和探讨。