㈠ 印染廢水的處理方法主要有那些
一般來說,印染廢水的處理方法主要有四種,物理處理法、化學處理法、生物內處理法、鹼減容量處理法。物理處理吸附法:這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質的粉末或顆粒與廢水混合,或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床,使廢水中的污染物質被吸附在多孔物質表面上或被過濾除去。活性炭吸附法對去除水中溶解性有機物非常有效,但它不能去除水中的膠體和疏水性染料,並且它只對陽離子染料、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。高嶺土吸附劑能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。此外,國內也應用活性硅藻土和煤渣處理傳統印染工藝廢水,費用較低,脫色效果較好,其缺點是泥渣產生量大,且進一步處理難度大。
㈡ 染料廢水處理方法的研究進展
紡織染料工業近年來快速發展,目前我國各種染料產量已達90萬T,染料廢水已成為環境重點污染源之一。染料行業品種繁多,工藝復雜。其廢水中含有大量的有機物和鹽份,具有CODCR高,色澤深,酸鹼性強等特點,一直是廢水處理中的難題。本文主要介紹了染纖困料廢水處理技術中的物理法、化學法、電化學法、生化法,以及這些技術的特點原理及其近年來研究進展和應用。
1物理法
1.1吸附法
吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水接觸,利用吸附劑表面活性,將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附並濃集於其表面,達到凈化水的目的。
活性炭具有較強的吸附能力,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功能,但活性炭價格昂貴,不易再生。由殼聚糖與活性炭及纖維素混合製成的染料吸附劑對活性染料和酸慧豎李性染料有優異的吸附能力,其吸附容量分別為264和421MG/G(椰子活性炭吸附容量少於80MG/G)。該吸附劑在水中具有優良的分散性,可採用簡單而廉價的接觸過濾法處理。
大孔吸附樹脂是內部呈交聯網路結構的高分子珠狀體,具有優良的孔結構和很高的比表面積。吸附樹脂可用於去除難以生物處理的芳香族磺酸鹽,萘酚類物質。它易再生,且物理化學穩定性好,樹脂吸附法已成為處理染料廢水的有效方法之一。
1.2膜分離
膜分離技術應用於染料廢水處理方面主要是超濾和反滲透。據報道,用管式和中空纖維式聚碸超濾膜處理還原染料廢水脫色率在95%~98%之間,CODCR去除率60%~90%,染料回收率大於95%。近年來,用殼聚糖超濾膜和多孔炭膜的新型膜材料來處理印染廢水,取得較好的效果。夏之寧等研究了染料廢水在超聲作用下,通過醋酸纖維素膜的透水率與透鹽率,發現超聲波在膜分離中有明顯的加速傳質和去「濃差極化」作用,有超聲波作用時其滲透率是無超聲波時的1.5倍,對透鹽率影響更大,其截留率分別為94%和67%。
2化學法
2.1化學混凝法
化學混凝法主要有沉澱法和氣浮法,此法經濟有效,但產生化學的污泥需進一步處理。常用的有無機鐵復合鹽類。近年來國內外採用高分子混凝劑日益增多。天然高分子絮凝劑主要有澱粉及澱粉衍生物、甲殼質衍生物和木質素衍生物3大類。曾淑蘭等用NAOH作催化劑將玉米澱粉和醚化劑M反應製得的陽離子澱粉CST,用量為7~15MG/L時,對酸性染料、活性染料的脫色率達90%以上。吳冰艷等用接枝聚合製得的木質素季胺鹽絮凝劑處理J酸染料廢水,絮凝劑中的季胺離子與廢水中的磺酸基團生成不溶於水的物質,投量20MG/L,色度去除率達90%。
方忻蘭利用海蝦、蟹殼為原料製得的殼聚糖用來處理印染廢水,CODCR去除率達85%以上。天然高分子絮凝劑電荷密度小,分子量低,易發生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有機高分子絮凝劑分子量大,分子鏈中所帶的官能團多,絮凝性能好,用量少,PH范圍廣。代表性的人工有機高分子絮凝劑有PAN-DCD(二氰二胺改性聚丙烯腈聚電解質)、WX系列高分子脫色絮凝劑、PDADMA-A(二甲基二烯丙基氯化銨聚合物)M。 2.2化學氧化法
化學氧化是利用臭氧、氯、及其含氧化物將染料的發色基團破壞而脫色。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果。但對硫化、還原等不溶於水的染料效果較差。FENTON試劑氧化法,其脫色的實質是H2O2與FE2+反應所產生的羥基自由基使染料有機物斷鏈。FENTON試劑除氧化作用外,還兼有混凝作用。研究表明,用此法處理2-萘磺酸鈉生產廢水,先用FECL3混凝沉澱後,然後在PH1.5~2.5條件下以H2O22G/GCODCR,FE2+4G/L水,氧化60MIN可去除CODCR99.6%、色度95.3%[19]。
2.3濕式空氣氧化法
濕式空氣氧化法(WAO)是在高溫(125~320℃)、高壓(0.5~20MPA)條件下通入空氣,使廢水中的有機物直接氧化[20]。超臨前遲界水氧化(SCWO)是指當溫度、壓力高於水的臨界溫度(374℃)和臨界壓力(22.05MPA)條件下的水中有機物的氧化。它實質上是濕式氧化法的強化和改進。超臨界態水的物理化學性質發生較大的變化,水汽相界面消失,形成均相氧化體系,有機物的氧化反應速度極快。MODEL等[21]對有機碳含量27.33G/L的有機廢水,在550℃,60S內,有機氯和有機碳的去除率分別為99.99%和99.97%。超臨界水氧化法與傳統的方法相比,效率高,反應速度快,適用范圍廣,可用於各種難降解有機物;在有機物的含量低於2%時;可通過自身熱交換,無須外界供熱,反應器結構簡單,處理量大。
2.4光催化氧化法
光催化氧化法常用H2O2或光敏化半導體(如TIO2、CDS、FE2O3、WO3作催化劑),在紫外線高能輻射下,電子從價帶躍遷進入導帶,在價帶產生空穴,從而引發氧化反應。此法對染料廢水的脫色效率高,缺點是投資和能耗高。張桂蘭等用新型的旋轉式光催化反應器,在優化條件下採用懸浮態TIO2時,偶氮染料脫色率達98%。程滄滄等[23,24]分別採用固定床型光反應器和斜板式光反應器對有機染料直接耐翠藍GL進行了光催化降解研究,經60MIN光照,其降解率分別為83%和81.4%。
3生化法
生化法具有運行成本低,對環境污染少的特點。但染料廢水水質波動大,種類多,毒性高,對溫度和PH條件要求較苛刻的微生物很難適應。
好氧處理法運行簡單,對CODCR、BOD5的去除率較高,對色度的去除率卻不太理想。而厭氧處理法對染料廢水的色度去除率較高。厭氧處理法污泥生成量少,產生的氣體是甲烷,可利用作為能源。但單獨使用,效果不理想。黃天寅等在處理酞菁藍廢水過程中,採用氣提、吹脫和氣浮等物化手段去除原水中大部分NH3-N和CU2+,提高其生化性。
經厭氧處理後,各項指標均可達到污水綜合排放標準的一級標准,CODCR去除率90.0%,BOD5去除率88.9%,NH3-N去除率99.1%,CU2+去除率99.7%。由於近年來染料向抗分解,抗生物降解的方向發展,單獨一種工藝很難取得滿意的效果。現在處理工藝正朝向厭氧—好氧聯合處理工藝發展。閆慶松等[26]對染料廢水採用了厭氧—好氧工藝。厭氧段採用UASB工藝,中溫消化,停留時間48H,CODCR去除率可達55%,出水BOD5/CODCR值由0.1提高到0.42,系統內形成顆粒污泥,其沉降性能良好。好氧段採用接觸氧化法,經馴化後,污泥對廢水的降解能力逐步提高。 高效菌群(HIGHSOLUTIONBACTERIA)是利用復合的微生物群來處理染料廢水的方法,菌種現已發展到100多種,如反硝化產鹼菌、脫氮硫桿菌、氧化硫硫桿菌等。它可以針對不同的廢水配成不同的菌群去分解不同的污染物,具有較高的針對性。高效微生物群將有機物分解成SO2、H2O以及許多對水質沒有影響的有機小分子。運用H.S.B技術處理無錫某染料廠生產的分散染料、酸性染料(CODCR濃度達2000~2500MG/L)的廢水,出水CODCR小於100MG/L,平均去除率為92.68%。苯胺去除率94%,酚為93%,氨氮為92%,色度均在50倍以下[27]。為了增加優勢菌種在生物處理裝置中的濃度,提高對染料廢水的處理效率,通常將游離的細菌通過化學或物理的手段加以固定,使其保持生物活性和提高使用率。研究表明,高效脫色菌群固定在活性污泥上,脫色酶活力提高70%。
4電化學法
電化學法治理廢水,實質是間接或直接利用電解作用,把染料廢水中的有毒物質轉化為無毒物質。近年來由於電力工業的發展,電力供應充足並使處理成本大幅降低,電化學法已逐漸成為一種非常有競爭力的廢水處理方法。染料廢水的電化學凈化根據電極反應發生的方式不同,可分為內電解法、電凝聚電氣浮、電催化氧化等。
應用最廣泛的內電解法是鐵屑炭法。靳建永用鐵屑內電解法對5大類11種染料廢水進行脫色處理。研究表明,對中等色度和濃度的廢水,脫色率在96%以上;加入助劑可使廢水CODCR去除率在70%以上。內電解法的優點是利用廢物在不消耗能源的前提下去除多種污染成分和色度,缺點是反應速度慢、反應柱易堵塞、對高濃度廢水處理效果差。
在外電壓作用下,利用可溶性陽極(鐵或鋁)產生大量陽離子,對膠體廢水進行凝聚,同時在陰極上析出大量氫氣微氣泡,與絮粒粘附一起上浮。這種方法稱為電凝聚電氣浮。與化學凝聚法相比,其材料損耗少一半左右,污泥量較少,且無笨重的加葯措施。其缺點是電能消耗和材料消耗過大。
電催化氧化是通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生的羥基自由基、臭氧等氧化劑降解有機物。電催化氧化法的優點是有機物氧化完全,無二次污染。但該法真正應用於廢水工業化處理則取決於具有高析氧電位的廉價高效催化電極。同時電極與電解槽的結構對降低能耗也起重要的作用。賈金平等研究了活性炭纖維電極與鐵的復合電極降解多種模擬印染廢水,有較好的效果。
5結語
染料生產工藝復雜,廢水量大且難以處理,污染治理的費用很高。硫化鹼還原時排出的含硫廢水除使用昂貴的濕式氧化法處理外,其他方法難以達到排放標准。近年來採用加氫還原法,徹底消除了硫化物的污染。汞催化磺化法生產氨基蒽醌改為硝化還原法,徹底消除汞污染。各種新技術的研究和應用大大提高了染料廢水處理的效率,降低了處理成本。但治標更要治本,研究發展經濟合理的清潔生產工藝與發展高效經濟的廢水治理工藝同等重要。從根本上降低排污,才是長久之計。
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㈢ 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。
㈣ 做酸性染料廢水用漂白劑能變成白色嗎
理論上可以,實際復上成本問制題行不通。
漂白劑,實際上就是次氯酸鈉、氯水一類的含氯氧化劑。理論上說,可以用來氧化分解所有染料,酸性染料當然是絕對可以的!
但是,這需要的加入量很大,少了不會有明顯作用。多了,成本上不劃算。除非你的染料廢水很少,或者某種情況一次性採用。如果長期、大量的染料廢水,這是行不通的。
㈤ 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。
㈥ 印染廢水處理工藝
1先催化氧化
2生化活性污泥處理
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。
混凝法設定在生物處理前時,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,混凝法設定在生物處理構築物之後,具有操作執行靈活的優點。當進水濃度較低,生化執行效果好時,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,多數是將混凝法設定在生物處理之後。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,設定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,具有裝置簡單、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,設定在生物處理之後。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。吸附是一種介面現象,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,吸附效能愈好;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。
污水廠印染廢水處理工藝存在的問題進行分析和研究,
對其印染廢水處理工藝進行了改造.改造後採用"混凝氣浮-厭氧-好氧1(活性污泥)-好氧2(生物接觸氧化)-混凝沉澱"新工藝處理印染廢水,出水各項水
質指標達到了排放標准,取得了良好的環境效益、社會效 益和經濟效益.
紡織印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、鹼性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水之一,廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸鹼、纖維雜質、砂類物質、無機鹽等。用於印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法以及幾種工藝結合的處理方法,而廢水處理中的預處理主要是為了改善廢水水質,去除懸浮物及可直接沉降的雜質,調節廢水水質及水量、降低廢水溫度等,提高廢水處理的整體效果,確保整個處理系統的穩定性,因此預處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。
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效能。
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,可直接排放或迴圈回用。
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)印花廢水主要是皁洗、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效能,但對硫化染料、還原染料、塗料等不溶性染料吸附效能很差。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,執行費用略高,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,基建費和執行費略高。
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,執行簡單,耗電省。關鍵在轉盤材質和轉盤前調節池的設定。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%。
吸附(包含離子交換)
將廢水通過固體吸附劑,使廢水中溶解的有機或無機物吸附在吸附劑上,通過的廢水得到處理
吸附劑有活性炭,煤渣,土壤等 吸附塔,再生裝置
染色,顏料廢水,還可吸附酚,汞,鉻,氰以及除色,臭,味等用於深度處理。 編輯本段污水處理工藝流程
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後,經過格柵或者砂濾器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理裝置,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理裝置的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理裝置,一部分進入污泥濃縮池,之後進入污泥消化池,經過脫水和乾燥裝置後,污泥被最後利用。
印染廢水處理工藝之吸附法原理自古至今用的吸附法,如骨鈸能使糖液脫色,木炭能凈水等,特別是吸附法具有能脫色、脫臭的作用
自從活性跋用作吸附劑,在工業上應用以來,對吸附現象的研究巳有巨大。進展,吸附劑的製造亦有改進。為除去微量雜質,吸附法是最適當的操作法之一,在化學工業范圍內正在廣泛應用。吸附現象是介面現象,即在不同的兩相〖液相一固相, 或氣相一固相)的交接而上發生的現象。所謂吸附,就是液相或氣相的分子收容在固體表面的現象。當氣相吸附在固相上時,氣體在固體表面上的濃度提高了。吸附劑的多孔性結構使它擁有巨大的表面積,在它的毛細管壁上吸附著大量氣體。當液相吸附在固相上時,溶質被吸附劑所吸附,在吸附劑的表面上,溶質濃度比溶液內的更高。
吸附平衡在某一規定溫度下,吸附劑與單成份系氣體或溶液接觸,達到平衡時,為吸附劑所吸附的氣體或溶質的比例稱為平衡吸附量。平衡吸附量X用吸附量與吸附劑量的重畺比來表示。弗倫立希氏提出在某溫度下,存在下式的關系,式中,代表氣體分壓力或溶質濃度;6表示吸附劑效能的常數,隨著溫度、氣體或溶質的組成而變化。就是同一種吸附劑也會隨著製法、再生條件與使用次數的變化,在效能上受到影響。
混合熱附廢水含有多種成份,如有兩種以上的成份吸附則稱為混合吸附。這時一種成份的吸附,為其它成份的吸附所影響。在多種成份中有一種成份優先地並特別容易地吸附的情況是很多的。像這種情況可以認為是單成份系的吸附。各種吸附劑都有它的優先吸附的物質。砝腔對具有執鍵結構的物質,例如水能特別優先地吸附,活性碳對長分子鍵物質容易吸附。(三)吸附熱吸附法與冷凝一樣,在吸附時有熱量生成。在氣體吸附的情況下,這種吸附熱能使吸附劑溫度上升,值得注意。沒有吸收任何東西的吸附劑,在吸附氣體時吸附熱最大,已經大量地吸附了什麼東西的吸附劑,它的吸附熱便減少。固定層在吸附時,由千放出的吸附熱而在吸附劑填充層發生溫度上升。發熱現象的吸附和吸熱現象的解吸同時發生的情況是很普遍的。例如在混合吸附中,巳經被吸附的但不易吸附的物質被更容易吸附的物質所取代。
磷化廢水是金屬表面處理的前處理,一般有除油除銹、表調、磷化鈍化。有簡單磷化就是用磷酸與硫酸和硝酸,也有要求高的專用磷化劑(有水劑和粉劑產品),粉劑產品相對產泥較多。噴塗有噴粉和噴漆。假如是噴粉則排放的廢水就是前處理廢水包括磷化廢水。
磷化廢水處理工藝簡單,加石灰調PH(石灰起到助凝作用),加混凝劑,再沉澱,最後最好加一級氣浮比較好。要害是調PH,由於磷酸氫根離子的原因,最好為10-10.5,氣浮前回調。另假如是專用磷化劑,還含有其它的金屬離子,如鋅系磷化劑,要適當考慮Zn離子的酸鹼溶兩性特點。磷化廢水中的COD(主要是表面活性劑引起的),一般用沉澱加氣浮兩級可達到排放標准,不需非凡考慮。還有注重的是混凝劑,有硫酸亞鐵和氯化鐵,前者便宜,後者貴但效果好,只是需防腐,其實實際使用費用並高不了多少。有家家電公司五座廢水站都是該工藝,執行長期達標。
如是噴漆廢水,因可溶性的有機物較多,COD也較高,與磷化廢水一起處理較難達標,最好分開處理。
漆霧廢水使用絮凝劑進行絮凝,之後進行撈渣。
撈渣後的廢水進行水處理,分別沉降、二次絮凝、生物處理。。最後迴圈使用,這樣環保局不會找到漏洞。
你可以參考下:HJ 2004-2010 屠宰與肉類加工廢水治理工程技術規范
醫葯廢水處理首選催化微電解技術,此工藝可大幅度降低COD、色度的同時,提高廢水的可生化性,此工藝已經被國內多家大型醫葯企業所引用,並且得到一致好評,國內環保類企業也在紛紛引入,詳細引數及介紹請詢:189-0646-1999.
㈦ 【印染廢水削減方案與減排措施】 生產廢水減排措施
通過對常州地區印染企業生產現狀與廢水排放的調查,從工程減排、結構減排、管理減排 3 個方面,探究切實可行的印染廢水削減方案與減排措施,積極推進行業企業清潔生產技術的應用。
Through surveying on the present situation and wastewater discharge of printing and dyeing enterprises in Changzhou area, this paper has discussed from three aspects, engineering rection, structure rection and management rection. The feasible plan of cutting down on printing and dyeing wastewater and recing emissions measures have been investigated. Application of cleaner proction of technique to enterprises is vigorously promoted.
印染廢水長期以來困擾著企業與政府,並制約著行業的發展。《紡織工業調整和振興規劃》中已將節能減排取得明顯成效列為行業近 3 年要達到的重要目標之一,並強調至2011年,全行業要實現單位增加值能耗年均降低 5%、水耗年均降低 7%、廢水排放量年均降低 7%。要實現此目標,任務很艱巨。
本文依據常州地區印染企業生產廢水排放普查資料,通過對 20 多家不同類型印染廠的生產工藝、設備、管理及廢水排放等的深入調查與分析,研究實現印染廢水減排的有效途徑,以促進印染企業清潔生產、節能減排技術的推廣應用。
1工程減排是關鍵,重在應用推廣與改革創新
常州紡織印染業發達,產業集群優勢凸顯,現有 7 個紡織印染園區,園區模式為印染廢水由分散式管理變為集中處理創造了良好的條件。但統計資料表明,還有 30% 左右的中小型企業未入園區,大多數企業設備陳舊,工藝傳統,技術改造、技術創新步伐緩慢,工藝優化、過程式控制制、生產管理、資源回收利用等方面還有巨大的提升空間。
1.1加大現有設備的更新與改造
1.1.1選用小浴比、短流程高效節水型設備
現國內外先進的染整設備在自動化控制、在線檢測、節能降耗裝置等方面都有很大的改進,能夠精確地控制各種技術參局租數,確保物耗的最優化。淘汰高耗能、高耗水設備,選擇節能減排新設備已成為企業的必然選擇。值得關注的設備如下。
(1)小浴比設飢凳備。針織、化纖等間歇式生產企業,採用小浴比溢流機代替老式溢流機可節水 50% 以上;採用氣流機替代高耗水的溢流機,節水可達 50%,節汽可達 50%,節約助劑可達 30%。如德國Then(特恩)新一代常溫SYN系列氣流染色機等。
(2)高效短流程設備。高效短流程是染整行業可持續發展中最早採用、最有效、最基本的方法,具有很大的潛力,但目前關注和投入並不夠。推廣應用高給液裝置和高效水洗裝置是緩解佔印染廢水總量 60% 以上的前處理廢水污染問題的明智之舉。如德國Küsters(寇司德)公司的Flex � NiP、德國MenZel公司的Optimax高給液裝置、瑞士Benninger(貝南格)公司的BEN系列高效水洗機等。
(3)低軋余率高效節能型軋車。在連續化加工設備的適當位置加裝高效節能型軋車,軋余率可比普通軋車下降約 20%。當進入下道水洗時,因少帶 20% 的余液可大大減輕水洗負擔。絲光、染色、印花等前道水洗均可採用此方案。
1.1.2加強現有設備與生產環節的挖潛改造
由於受金融危機的影響,印染企業面臨困境,要實現設備大量更新是不現實的。因此,加強現有設備的技術改造,是大多數印染企業節能減排的有效途徑。某印染公司成功的案例如下。
(1)平洗機由直排改為逐格爛臘旅倒流。一般每格平洗槽每小時直接排入下水道的水約 1.5 t,按平均每段連續平洗槽 5 格計,每小時排水約 7.5 t。練漂、染色平洗機經改造後,每段平洗每小時可節水 4.5 t,每年節水可達 2 萬t以上。
(2)烘機水汽直接就近進平洗槽。通過管道改造,將烘筒中的凝結水匯同蒸汽直排入平洗機末格平洗槽,實現烘機蒸汽、高溫凝結水的充分利用,節省了為烘機配套的疏水閥,避免了蒸汽泄漏,降低了生化處理污水的溫度,而且操作簡便安全。
(3)對連續軋染機旁,熱交換器中噴淋設備隨機台開關的改裝。這樣在完成熱交換器常規節能功效的同時,可以降低由於停車時,擋車工忘記逐格關閉噴淋設備而造成的浪費。
1.2大力推廣成熟的清潔生產技術
通過調研發現,常州地區 80% 左右的印染企業還延用傳統工藝,生產流程長,水耗與能耗大。所以,推廣應用已經合理篩選、科學優化、創新實踐的清潔生產工藝,是實現印染廢水減排目標的關鍵。
1.2.1前處理清潔生產技術
(1)多功能精練劑 � 雙氧水浸浴一步法工藝。該工藝適用於棉筒子紗及針織物的前處理。它集鹼劑、穩定劑、螯合劑、滲透劑、乳化劑、凈洗劑於一體,加料程序簡化,煮漂一步完成,通過除氧酶洗滌後不排液可直接染色。每噸布至少節水 10 t,廢液pH值下降 0.5,CODcr也有所降低。某色織廠棉筒子紗練漂參考工藝:裝紗 → 進工作液(多功能精練劑 2 ~ 3 g/L,30% 雙氧水 4 ~ 6 g/L,浴比 1∶7 ~ 1∶8)→ 練漂(100 ℃,40 min)→ 熱水洗(80 ℃,10 min)→ 酸洗(HAC 1 g/L,50 ℃,15 min)→ 除氧酶洗(0.5 ~ 1 g/L, 35 ℃,15 min)→ 不排液直接染色。
(2)復合酶 � 低鹼蒸煮工藝。目前棉梭織物完全用生物酶前處理尚未實現,但可用「軋酶冷堆 � 低鹼蒸 � 氧漂工藝」代替傳統的三步法工藝。該工藝適用於包括紗卡在內的大多數棉織物,處理後織物的白度、毛效、強力完全滿足質量要求,並且廢水CODcr值可降低約 20%,大大提高了可生化性。某企業的純棉紗卡參考工藝:燒毛 → 軋酶液(復合酶 5 g/L,JFC 2 g/L,50 ~ 60 ℃,pH值 8 ~ 9)→ 保濕堆置 10 h → 熱水洗 2 道 → 軋淡鹼液(燒鹼 10 ~ 15 g/L,配套助劑 5 g/L)→ 汽蒸(100 ~ 102 ℃,60 min)→ 常規氧漂 → 水洗 → 烘乾。
1.2.2染色清潔生產技術
(1)塗料軋染新工藝。塗料染色技術是一項能從根本上和源頭上建立良好生態環境的創新技術,同時又能全面兼顧清潔生產、節能降耗,還能產生特殊風格的染色方式。其染色過程可認為是「零排污」或排放極少。該技術首先對纖維進行陽離子變性,然後選用陰離子化的塗料染色,實現塗料在纖維上的定位吸附,產品具有較高的染色牢度和K/S值。常州東高印染是該染色技術的先驅者,推薦工藝:半製品 → 陽離子改性(增深劑 3 ~ 5 g/L,二浸二軋,室溫)→ 烘乾 → 塗料軋染(視顏色深淺添加濕摩牢度增進劑 20 ~ 40 g/L,二浸二軋,室溫)→ 烘乾 → 拉幅。
(2)活性染料無鹽染色技術。該技術與常規軋 � 烘 � 軋 � 蒸工藝相比,從根本上消除了印染污水中的鹽難以去除的難題,且浮色不易回沾,提高了染色牢度,改善了染色織物的洗滌性,使廢水色度下降,減少排放污水 30% 以上,並能實現廢水回用率達 50%。某企業推薦工藝:半製品 → 浸軋染液(專用固色鹼劑 10 ~ 20 g/L,二浸一軋,軋液率 60% ~ 65%,室溫)→ 汽蒸(100 ~ 102 ℃,1.5 ~ 2 min)→ 冷水洗 → 熱水洗 → 皂洗 → 熱水洗 → 冷水洗 →烘乾。
1.3重視染化料的回收與利用
在抽樣調查中發現,不足 10% 的印染企業實施生產廢水回用技術,大多數中小型企業沒有淡鹼回收裝置,染料回收回用的企業就更少。所以,從減輕印染廢水處理負擔角度而言,更應重視染料助劑的回收與利用。
1.3.1染料的回收及回用
還原染料和硫化染料染色殘液分別可採用超濾法和酸析法,回收染料可按常規工藝使用。活性染料染色殘液中的水解染料可採用混凝沉澱法,回收後的染料可按酸性染料工藝用於羊毛的染色。
1.3.2絲光鹼液的回收與利用
在絲光軋鹼槽邊加 1 台自動配鹼儀,並將噴吸汰鹼前段的濃鹼過濾,回到配鹼槽,將噴吸汰鹼後段的鹼用於煮練,再安裝一個儲液槽,停機時將留在工作液槽中的濃鹼回用,既提高了工藝穩定性,又節約了鹼耗,降低了廢水pH值。
2結構減排是突破口,重在優化與調整
針對常州地區印染行業現狀與節能減排的艱巨任務,緊緊圍繞以節能、減排、降耗、清潔生產,走新型工業化道路為主題的產業結構調整與產品結構優化勢在必行。
2.1調整產業結構,凸顯技術研發優勢
根據國家《促進產業結構調整規定》精神要求,需加快對常州地區現有印染企業的資源重組,加大對小規模經營、嚴重污染企業的關停力度,適度控制常規印染產品加工企業生產規模,以常州宏大電器、君虹印染、東高染整等企業為龍頭,培育一批科技含量高、具有較強競爭力的新型紡織印染企業,變規模優勢為技術優勢,加工優勢為研發優勢。
2.2優化產品結構,發展高附加值品種
常州地區印染企業產品以棉梭織物為主,包括牛仔布、色織布、燈芯絨等,近年來針織印染規模日趨擴大。但整體產品結構簡單,花色品種單一,高科技含量與高附加值品種不多。建議從生態紡織、節能減排角度進行改進。
(1)發展綠色環保纖維製品。以常州旭榮針織印染有限公司為典範,探究彩棉、天絲®、甲殼素、PLA等各種符合生態要求的、資源綜合利用的新型纖維混紡或交織物的應用工藝,開發新品種,開拓新市場。
(2)發展新型印花產品。如噴墨印花、無紙轉移印花、仿蠟染、仿牛仔產品等,適度控制高污染印染產品,如牛仔布、燈芯絨等。
(3)發展各種功能性面料。如特輕柔抗皺、防水透濕、阻燃、防污、抗靜電、抗紫外線、抗菌、防輻射、電磁波屏蔽等整理,包括塗層、復合整理,提高產品的功能化和差別化程度。
(4)發展家用紡織品及產業用紡織品。目前常州地區尚未形成生產鏈,離服用、家用、產業用紡織品三分天下的目標還有巨大的發展空間。
3管理減排是保障,貴在提高執行力
3.1採用先進科學的方法實時監控,有效管理
常州市科研單位與大專院校聯合開發了BP神經網路水質水量預測和GIS支持系統,為地方政府、行業主管部門及時了解印染行業生產與排污現狀,准確掌握相關信息提供參考,從而科學決策,有效指導。具體內容如下。
(1)將人工神經網路引入到紡織印染行業水質模擬預測工作中,提高預測精度。實踐表明採用神經網路模型對印染行業污染發展趨勢進行預測是可行的。經預測2010年後常州市紡織印染行業廢水排放量將超過 9 925 萬 t/a。
(2)開發了常州市印染行業污染控制決策GIS支持子系統。該系統能把各地區水環境信息、地理信息、印染污染源信息等集合在一起,利用其直觀性、可視化、交互性的特點,幫助環境管理與技術部門方便、迅速地了解該地區的環境地理信息,實現污染源的精確定位、實時查詢與污染 統計。
3.2加強精細化管理,使節能減排措施落在實處
精細化管理是印染企業清潔生產技術的助推器。是企業超越競爭者、超越自我的需要,是企業適應激烈競爭環境的必然選擇,是企業謀求基業常青的必然選擇。某些企業的管理模式值得借鑒。
(1)優化現有工藝,細化操作環節。加強現有工藝路線、工藝處方與條件的優化,避免因吸料不充分而加大廢水處理的負擔。制定各工序的操作細則,做到有章可循,實現工藝路線最短,用料耗能最低,產品質量最佳的目標。
(2)完善管理制度,落實環保責任制。制定清潔生產、節能減排管理制度,配套獎懲措施,細化車停關水、關汽崗位責任制,落實個人、班組、部門環保責任制,不定期檢查執行情況,通過過程監控,實現高效管理。
(3)加強生產管理,提高一次正品率。生產部門及時對染整設備維修保養,保證良好運轉狀態,減少產品返修率。除了擋車工生產過程自查外,專業人員定期檢查設備的運行狀況,及時清理、維修與整改,杜絕跑、冒、滴、漏。
(4)加強教育與培訓,提高全員減排意識與技能水平。對職工進行崗位技術培訓和清潔生產、節能減排教育,提高操作人員的技能水平,減少仿樣次數與操作誤差,實現一次成功。通過培訓,增強員工的環保意識與社會負責感。
4展望
2007 ― 2009年,中國印染行業協會先後共發布 91 項推薦節能減排先進技術,主要涉及新型染整技術裝備、新型纖維加工技術、廢水循環使用和回收技術、印染廢棄物的回收利用技術、產品在線檢測和控制技術、新型高效染化料助劑技術等,為企業實現節能減排提供了示範工程。由此可見,當前印染企業節能減排缺的不僅是技術,更重要的是新技術推廣應用的技術准備與保障措施。應內涵與外延並舉,從原料、工藝、設備等源頭抓起,大膽挖潛改造。同時通過產品結構調整、生產過程式控制制、精細化管理及綜合治理等,有效落實節能減排措施。使低浴比染色,無水印染、零排污等技術早日在企業「安家落戶」,改變傳統印染高耗能、高污染、濕加工的生產方式,突破制約行業企業發展的「瓶頸」。
參考文獻
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