『壹』 鑱氫笝鐑閰拌兒鐨勪嬌鐢ㄦ柟娉曞強娉ㄦ剰浜嬮」
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『貳』 MBR如何處理氨氮印染廢水
在污水復處理,水資源再利制用領域,MBR又稱膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜) ;按膜的結構型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。
處理氨氮的原理:
由於微生物被完全截流在生物反應器內,從而有利於增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長,系統硝化效率得以提高。同時,可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間,有利於難降解氨氮以及有機物降解效率的提高。
『叄』 哪種聚合氯化鋁可以處理印染污水
恆泰印染廠用聚合氯化鋁以硫酸亞鐵,硫酸,鋁鹽為基本原料,在硫酸介質中以MnO2為催化劑,經空氣氧化而得到的一種高聚合度無機高分子聚合硫酸鐵絮凝劑,對印染廢水進行處理,廢水的脫色率達98%以上,COD去除率達75%以上,基本達到國家規定的排放標准。技術微信:「恆泰濾材」
印染廠的廢水特性,是以活性染料為主,直接染料為輔,屬於高色度、高濃度廢水,用混凝法對此廢水進行處理時,當PAC投加量為700~900mg/L,pH值控制在5.4~6.6時,脫色率可達93%,且PAC較其它絮凝劑所產生的礬花大、沉降速度快,另外,研究還發現對於以活性染料為主的印染廢水,PAC的投加量要比處理疏水性染料時的投加料要多。採用絮凝法處理溴氨酸活性染料生產廢水,當PAC的投加量2g/L時,脫色率和COD去除率均在90%以上。此外,通過對染色廢水混凝脫色機理的研究進一步表明,聚鋁混凝脫色的pH值范圍廣,對於大部分染料廢水,都可獲得較理想的脫色效果,但對單偶氮、低分子量含水溶性基團較多的親水性染料,則不能採用聚鋁絮凝劑脫色。
印染廢水處理一直是污水處理中比較關注的廢水處理之一,恆泰專-業-生-產-提供印染廠用聚合氯化鋁,質量保證,價格合理,
『肆』 含氰電鍍廢水處理廠
含氰廢水在鹼性的條件下採用次氯酸鈉氧化,該處理分兩級,一級PH控制在11以上ORP控制在300MV左右,二級PH控制在9左右、ORP控制在650MV左右。
處理工藝流程圖:
鹼 鹼 次氯酸鈉 硫酸 次氯酸鈉
↓ ↓ ↓ ↓ ↓
含氰廢水→含氰廢水調節池→一級氧化池→二級氧化池→ 綜合廢水混凝沉澱池
南京海瀾環保工程有限公司承接環保工程項目。持有建設部頒發的甲級環境工程設計證書(證書編號:3034)和國家發展計劃委頒發的工程咨詢乙級證書(工咨乙0027005)。公司擁有一支經驗豐富、學術水平高的科技創新隊伍,專業隊伍領域涉及環境工程設計、施工、調試、研發、管理、控制、監測、生物技術等。
公司與江蘇省環境科學研究院緊密合作已完成各類環境工程項目近百項,治理項目涉及造紙廢水、製革廢水、化工廢水、印染廢水、電鍍廢水、農葯廢水、釀造廢水、機加工廢水、食品廢水、屠宰廢水、醫院廢水、賓館小區廢水等廢水處理工程,電廠脫硫除塵工程、固體廢棄物焚燒工程以及雜訊治理等,在環境工程領域積累了豐富的實踐經驗。其中江蘇長青集團中閘分廠高濃度有機廢水處理工程、江淮汽車有限公司固體廢棄物焚燒工程被評為江蘇省優秀環保工程。
技術部電話:025-52228161
『伍』 印染廢水處理成本是多少
印染廢水若按照GB42872012表2間接排放標准處理,成本為每噸3、70元;若按照GB42872012表2直接排放標准處理,成本為每噸4、70元。
印染廢水處理若執行GB42872012表2間接排放標準的成本具體如下:
折舊:每噸0.30元;
人工:每噸0.30元;
電費:每噸0.70元;
葯費:每噸1、00元;
污泥處置費:每噸1、40元;
合計:每噸3、70元;
執行GB42872012表2直接排放標準的成本具體如下:
折舊:每噸0.30元;
人工:每噸0.30元;
電費:每噸0.70元;
葯費:每噸1、00元;
污泥處置費:每噸1、40元;
深度處理:每噸1、00元;
合計:每噸4、70元。
『陸』 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。
『柒』 物化法處理印染廢水的研究進展
我國是印染紡織第一大國,而印染行業又是工業廢水排放大戶,據不完全統計,全國印染廢水每天排放量為3.0×106~4.0×106t。印染廢水具有水量水質變化大、有機污染物含量高、色度深、pH波動大等特點,過去常採用成本較低的生化法處理即可滿足較低的排放標准。
1處理印染廢水的物理方法
常用的處理印染廢水的物理方法主要包括吸附、混凝、膜處理等。通常地,吸附和膜處理技術作為生物處理的深度處理技術;而混凝技術視具體情況可以放在生物處理工段的前面,也可以放在後面。這些技術都可取得較好的效果。不過一般來說此類技術只是對廢水中的污染物進行了相間轉移,並沒有從根本上消除污染,而且相應材料消耗較大,增加了處理成本,限制了大范圍的推廣應用。
1.1吸附法
當印染廢水與多孔性物質混合或通過由其顆粒組成的濾床時,污染物就會進入多孔物質的孔隙內或者是黏附在表面而被除去。吸附法適用於低濃度印染廢水,多用於深度處理。應用最多的吸附劑是活性炭,但單獨採用活性炭吸附處理印染廢水的成本很高。
近些年來研究的重點主要在於尋找開發新型廉價易得的吸附劑,並對其進行改性來提高吸附性能,其種類和主要性能如表1所示。
1.2混凝法
混凝工藝流程簡單,操作管理方便。但由於染料品種繁多,單一混凝劑難以適應成分復雜的印染廢水,因此開發新型高效無毒混凝劑,對現有葯劑進行改性,爭取做到一劑多用是目前該技術發展的趨勢。
目前常用的絮凝劑包括無機絮凝劑、有機絮凝劑及生物絮凝劑。無機絮凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽等低分子混凝劑以及聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵等高分子混凝劑。傳統的鋁鹽混凝一直佔主導地位,其絮體小、形態穩定,對大部分染料廢水處理效果比較理想,但反應較慢,受溫度影響較大且有毒性;鐵
鹽反應快、絮體大、易失穩沉澱,對疏水性染料脫色效率高,但對親水性染料脫色不理想,投加量不當會使水體呈現黃色,COD去除率低。有人圍繞著鐵磁性物質展開研究,通過磁種混凝使非磁性污染物獲得磁性,實現磁分離來縮短時間。D.Pak等〔1〕將煉鋼過程中產生的廢渣粉碎(其成分中含有磁性鐵氧化物)來處理紡織廢水,沉降速度較FeCl3或PAC大10倍,對色度、SS、TOC、COD、總氮和總磷的去除率都較高;賈宏藝等〔2〕利用磁性納米Fe3O4顆粒的超順磁特性,在外加磁場的作用下將磁顆粒、亞鐵鹽及有機物形成的混凝體迅速沉降下來,COD去除率較只投加亞鐵鹽時高15%。
有機高分子絮凝劑較無機絮凝劑絮凝速度快且穩定,用量少,受共存鹽類、pH及溫度影響小,產生的殘渣也較少,因此應用前景更加廣泛。主要品種有聚丙烯醯胺、聚丙烯酸、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚胺等,由於合成高分子有毒性,因而天然無毒的高分子絮凝劑如殼聚糖日益受到重視。但殼聚糖只能溶解於弱酸性溶液,溶解度較小,在殼聚糖分子上引入基團對其進行改性,增強殼聚糖的螯合能力已經成為必然趨勢。劉運學等〔3〕對比了羧甲基殼聚糖和殼聚糖對某毛巾廠印染廢水的混凝處理效果,在相同工藝條件下前者得到的脫色率和COD去除率都優於後者。
近些年生物絮凝劑發展迅猛,其對水中膠體和懸浮物具有絮凝作用,且無二次污染,具有高效、無毒、絮凝對象廣泛、脫色效果獨特等優點,但是成本較高,技術上還存在一些問題。
1.3膜分離
膜分離技術由於無相變、設備簡單、操作方便等優點,迅速發展日趨成熟並已形成工業化規模,但不適宜直接處理印染廢水,否則極容易造成嚴重的膜污染且難以再生;膜分離技術多用於深度處理,降低和去除殘存的有機物、色度並脫除無機鹽分,分離前段工藝中形成的微生物、絮凝物或是投加的固體催化劑,與其他技術聯用的效果極好,出水可以達到回用標准。叢利澤等〔4〕採用混凝沉澱法對COD高達2500mg/L,色度高達10000倍的印染廢水進行預處理,後接膜生物反應器與納濾膜分離系統組合工藝,處理後COD降到30mg/L,NH3-N降到8mg/L,色度為0,其中納濾膜主要分離色素等生物難降解小分子物質。浙江某公司〔5〕採用超濾-反滲透聯用處理印染廢水,超濾可去除部分有機物及色度,更主要是去除可能污堵反滲透膜的膠體、細菌、病毒等雜質,延長了反滲透膜的清洗周期和壽命;反滲透可去除98%的鹽分,完全去除硬度,同時對COD、色度也具有極高的去除作用,出水完全達到純水標准。
2化學氧化方法
化學氧化能夠使印染廢水中的有機染料發生化學反應而被分解,常用的氧化劑包括O2、O3、ClO2、H2O2、新生態MnO2等。這些氧化劑都能與染料發生氧化還原反應,但由於成本高或效率低導致費用昂貴,於是人們紛紛添加催化劑來提高其氧化性能,通過產生氧化活性更高的˙OH來提高其氧化能力。印染廢水中染料的顏色來源於染料分子的共扼體系—含不飽和基團—N=N—、C=C、—N=O、C=O、C=S—、—CH=N—等的發色體〔6〕。˙OH的標准氧化電位高達2.8eV,是除元素氟以外最強的氧化劑,能夠有效打破共扼體系結構,使之變成無色的有機分子,無選擇地將絕大多數有機物徹底氧化成CO2、H2O和其他無機物。
2.1光化學氧化法
光化學氧化印染廢水不受鹽離子種類、有機物濃度和pH波動的影響,無二次污染,操作條件溫和。利用紫外光照射在TiO2的表面產生˙OH進而氧化有機污染物是當前實驗室內最主要的方法,但對於色度較高的印染廢水由於光透過性較差而使處理效果不夠理想。
於是研究重點正在從利用紫外光的光催化氧化向利用可見光的光敏化氧化轉變。因為染料本身就是一種光敏化劑,能夠被可見光激發向TiO2轉移電子,形成的導帶電子被水中的氧捕獲,進而形成˙O2-和˙OH,這樣協助催化劑被間接激發,從而擴大了可利用光的波長范圍,甚至可以直接利用太陽光,極大地降低了處理成本。在實驗室內採取的措施有:改變光收集裝置透鏡聚焦〔7〕、復式拋物線集光器〔8〕、鍍發光劑〔9〕、聯合類Fenton技術〔8-10〕等,這些都得到了良好的處理效果。在突尼西亞佔地50m2的光敏化氧化工藝中試裝置的運行結果表明,太陽光能夠去除難降解有機物和色度〔11〕,甚至較實驗室內有更高的效率(量子產率達15%),並提高了廢水的可生化性,這在陽光充沛的地區具有極大的意義,只是太陽光的光效率過低,使得處理設施佔地面積龐大。
2.2電化學氧化法
關於電化學氧化的研究主要集中在對電極的改進上,以提高電極材料的催化性能,提高電流效率降低能耗。溫軼等〔12〕以碳納米管電催化電極做陽極,不銹鋼片為陰極分解處理含活性艷紅X-3B的模擬印染廢水,在酸性條件下當電流密度為20mA/cm2時可以有效電催化氧化有機染料。A.Sakalis等〔13〕以鈮/硼摻雜金剛石為陽極來處理4種偶氮染料,與Pt/Ti相比,電耗更低,效率更高,脫色率高達90%。A.Koparal等〔14〕利用硼摻雜金剛石拉西環形陽極在雙極滴流塔反應器中處理鹼性紅29,其分解率達99%,最優的條件下脫色率和COD去除率分別為97.2%和91%,而電流密度僅1mA/cm2。
實際印染廢水往往含有大量無機鹽類,導電性較強,無需額外投加電解質。研究表明,當廢水中含有鹵化物時電解效率會提高,其中NaCl影響最大,不僅能降低電耗,利於絮凝,還能在陽極形成ClO-繼續氧化。A.Sakalis等〔15〕還發現Na2SO4也有相似效果可生成S2O32-,但效果沒有NaCl明顯。
另外通過電解產生的O2或是外界提供的O2還可以在陰極上還原產生H2O2,類似與Fenton試劑聯用。JunshuiChen等〔16〕將Fe2+換成Co2+,獲得了更強的催化能力,對溴鄰苯三酚紅的分解更加迅速。
電化學方法處理印染廢水快速高效,優點眾多,但由於價格昂貴,實際應用並不多,目前著重在對微觀機理、中間產物及其毒性的研究。
2.3濕式氧化法
濕式氧化法(WAO)是在高溫高壓條件下,利用溶解的氧氣將廢水中有機物氧化的方法。該工藝操作條件苛刻,對反應器要求嚴格,且停留時間較長。旨在降低反應溫度和壓力的濕式催化氧化技術(CWAO)近年來受到廣泛的重視和研究。
如何使反應條件變得更加溫和是濕式催化氧化工藝的關鍵。有人投加H2O2、O3等氧化性物質來降低操作條件,也有人制備高效催化劑嘗試在常壓較低溫度下處理染料溶液。Sung-ChulKim等〔17〕以10gAl-Cu柱狀黏土催化H2O2處理1000mg/L的活性藍19溶液,常壓、80℃下,20min內可完全將其去除,還抑制了Cu的溶出。YanLiu等〔18〕在常溫常壓下向500mg/L的甲基橙模擬染料廢水通入空氣2.5h,採用Fe2O3-CeO2-TiO2/γ-Al2O3作為催化劑,脫色率、COD去除率和TOC去除率分別可達98.09%、97.50%和97.08%;HongzhuMa等〔19〕在常壓、35℃、pH=5的條件下,用CuO-MoO3-P2O5催化氧氣處理300mg/L的甲基橙溶液,脫色率僅有55%,而在相同條件下亞甲基藍10min的脫色率就可達99.26%。
2.4Fenton法
Fenton試劑是由H2O2與Fe2+混合組成的氧化體系,H2O2在酸性條件下(一般pH<3.5)被Fe2+或Fe3+催化分解產生高活性的˙OH和˙O2H,同時Fe離子還具有絮凝作用。W.Bae等〔20〕採用Fenton法處理印染紡織廢水時發現Fe離子絮凝的效果遠大於自由基的氧化作用。此技術去除效率高,易操作,但是酸性的反應環境會造成設備腐蝕,因此在排放前須進行中和處理,且出水中Fe2+排放濃度高。李紹鋒等〔21〕採用Fenton試劑對9種活性染料所配水樣進行處理,pH在3~5之間,Fenton試劑對9種染料的降解效果均較好,色度去除率達90%以上,COD去除率在40%~80%之間。反應後的UV-VIS吸收光譜區已無N=N雙鍵及芳香結構的特徵
吸收,說明染料分子中此部分結構已被Fenton試劑徹底破壞。單獨採用Fenton試劑氧化印染廢水中的有機物時H2O2的消耗量過大,處理成本高,一般需與其他技術聯用。近年來有人在Fenton工藝里引入紫外〔20〕、草酸鹽等或是固定催化劑〔22-24〕,可進一步增強其氧化能力、擴大適用的pH范圍和抑制Fe的溶出。JiyunFeng等〔25〕把Fe塗在斑脫土上作為光Fenton催化劑氧化偶氮染料OrangeⅡ,脫色率100%,TOC去除率達50%~60%。A.Durán等〔8〕對比了光Fenton技術在投加草酸鹽與否時處理活性藍4溶液的效果,發現前者有助於創造低pH氛圍,提高了反應速率,且COD、TOC的去除率都優於後者。
2.5微波誘導催化氧化法
微波是指波長為1mm~1m、頻率為300~300000MHz的一種電磁波。在液體中微波能使極性分子高速旋轉,產生熱效應;許多磁性物質如過渡金屬及其化合物、活性炭等對微波有很強的吸收能力,常作為誘導化學反應的催化劑,當受微波輻射時不均勻的表面會產生許多「熱點」,其能量比其他部位高得多,誘導產生高能電子輻射、臭氧氧化、紫外光解和非平衡態等離子體等多種反應,可以產生高溫並形成活性氧化物質,從而使有機物直接分解或將大分子有機物轉變成小分子有機物。
張國宇等〔26〕以顆粒活性炭為催化劑微波誘導氧化雅格素紅BF-3B150%染料廢水,較單獨使用微波氧化和活性炭吸附兩者時都具有明顯的優越性,最優條件下色度和COD去除率分別為99.6%、96.8%。微波輻射能有效解吸活性炭表面的有機物,使活性炭再生並有利於有機物的消解和回收再利用。但是活性炭的機械強度較差,微波、高溫及水力擾動都會使其結構受到破壞甚至破碎,從而影響了其催化活性和壽命。近些年來所使用的催化劑逐漸轉到金屬及其化合物,例如張惠靈等〔27〕用CuO/γ-Al2O3替換活性炭,效果明顯,當摻雜CeO2後脫色率又提高30%,還延長了催化劑的使用壽命;洪光等〔28〕以改性氧化鋁誘導微波氧化處理雅格素藍BF-BR染料,催化活性和使用壽命均優於顆粒活性炭。
2.6超聲催化氧化法
超聲處理效果不受溶液色度影響,並可能實現完全褪色和100%礦化。超聲空化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˙OH自由基,另外溶解在溶液中的N2和O2也可以發生自由基裂解反應產生˙N和˙O自由基,進一步引發各種反應,使水中有機物礦化成無機物或轉換成易生物降解的小分子化合物,還有可能促進絮凝。由於超聲波產生的自由基濃度有限,能量轉化率低,效果並不理想〔29〕,目前多使用催化劑〔30〕或者與其他氧化技術聯用來提高效率。A.Maezawa等〔31〕發現超聲提高了光催化分解酸性橙52的效率和TOC的去除率,並且不受Cl-的影響,可能是超聲波增加了催化劑的表面積,提高了傳質速度,同時在催化劑表面生成的H2O2有利於產生˙OH。Ki-TaekByun等〔32〕在多泡聲致發光條件下30min內去除亞甲基藍,較普通TiO2催化UV快得多,但同時證實了微氣泡在崩潰瞬間發出的光對染料的氧化幾乎不起作用。JianhuiSun等〔33〕研究表明超聲可以顯著增加低Fe2+濃度的Fenton試劑氧化酸性黑1的能力,最適條件下30min去除率達到98.83%,避免了普通Fenton含鐵污泥的問題。G.Tezcanli-Güyer等〔34〕發現超聲對O3和UV有催化作用,可以提高O3的傳質,同時在催化劑表面生成的H2O2有利於產生˙OH,當3種方法協同作用時,酸性紅7的分解速率大大提高。
符德學等〔35〕採用超聲協同鈦鐵雙陽極電解體系氧化含有鹼性湖藍5B的印染度水,集超聲空化、陽極催化氧化、電生自由基氧化和電絮凝等技術於一體,COD去除率達到90.2%,脫色率達到98.3%。
3結束語
上述方法用來處理印染廢水各有優劣,物理法總體上處理成本較高,其中的吸附法和膜分離技術適合於作為深度處理技術;化學氧化處理效率高、二次污染較少,越來越受到青睞,但直接用於生產則費用昂貴,這限制了這些高效技術的實際應用。比較有效的處理工藝是將化學氧化技術與生化技術結合,充分發揮各自的優勢,通過物化處理減少印染廢水的生物毒性,提高可生化性,再採用處理成本較低的生化法進一步處理。吸附法和膜分離技術作為出水要求嚴格的工藝或回用水技術較為合適。
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