Ⅰ 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。
Ⅱ 聚乙烯醇胶棉的生产废液会对水源造成什么危害,他的化学成分能否通过净水器过滤
含聚乙烯醇废水处理技术
乙烯醇(Polyvinyl alcohol,简称PVA),是目前发现的高聚物中唯一具有水活性的有机高分子化合物。因其具有强力的黏结性,气体阻隔性,耐磨性等良好的化学、物理性能,被作为纺织行业的上浆剂,建筑行业的涂料、黏结剂,化工行业的乳化剂、分散剂,医药行业的润滑剂,造纸行业的粘合剂及土壤的改良剂而广泛应用[1-2]。但含有PVA 的工业废水,具有COD 值高,可生化性差等特点,倘若排入水体,因其具有较大的表面活性使得接纳的水体产生大量泡沫,不利于水体复氧,而且还会促进水体沉积物中重金属的迁移释放,破坏水体环境。
国内外学者对含PVA 工业废水的处理,做了大量的研究,并取得了一批重要的科研成果。在这些研究中,对PVA 废水的处理方法大致可划分为三类,即物理法,化学法和生物法。其物理法主要有盐析凝胶法、吸附法、萃取法、膜分离法和泡沫分离法等;化学法主要有高级湿式氧化法、光催化氧化法、Fenton 氧化法、过硫酸盐氧化法、微波辐射法和电化学法;生物法主要通过活性污泥利用微生物的新陈代谢作用来降解PVA。
1 物理法
1.1 盐析凝胶法
在对PVA 废水的处理过程,可采用盐析凝胶法进行。即根据PVA 特性,向废水中投加盐析剂硫酸钠和胶凝剂硼砂,使得硼砂与PVA 分子发生反应,形成PVA-硼砂双二醇型结构,在Na+和SO42-的极性作用下,通过其强大的水和能力将大量的水吸附到周围,使得PVA 脱水从废水中析出。
郭丽[4]采用盐析法退浆废水中的聚乙烯醇进行回收试验,结果表明,当废水中PVA 浓度为12 g/L 时,硫酸钠和硼砂用量分别为14 g/L 和1.4 g/L,控制反应时间20 min,反应温度50 ℃,溶液初始pH 为8.5~9.5,PVA 回收率大于90 %。
徐竟成等[5]采用化学凝结法对纺织印染退浆废水中的聚乙烯醇进行处理回收,成功地进行了生产性规模回收废水中的PVA,PVA 回收率和COD 去除率均达80%左右。
阎德顺等人[6]采用凝结法对退浆废水中的PVA 进行回收研究。结果表明,PVA 间歇反应回收率可达90 %,在此基础上,实现了PVA 连续化回收工艺,回收率达80 %。
1.2 吸附法
吸附法作为一种低能耗的固体萃取技术,在溶解性有机物的处理中有着不可比拟的优势。吸附法依靠吸附剂上密集的孔道、巨大的比表面积或通过表面各种功能基团与被吸附物质分子之间的多重作用力,达到有选择性地富集有机物的目的。吸附法的优势在于对难降解的有机物有较好地去除效果[7]。
Shishir Kumar Behera 等人[8]采用活性碳对PVA 吸附去除进行动力学研究。结果表明,当PVA 初始浓度为50 mg/L 时,投加活性碳浓度5 g/L,温度为20 ℃,pH 为6.5,搅拌转速150 r/min,反应时间30 min,PVA 去除率可达到92 %。
1.3 萃取法
萃取法作为一种高效的富集分离技术,其根据不同物质,在不同的溶剂中分配系数的大小不等的原理,利用与水不相溶的有机溶剂与试液一起振荡,使得目标物质在有机相中得以富集,具有选择性好、回收率高、设备简单、操作简便、快速,以及易于现自动控制等特点,广泛用于分析化学、无机化学、放射化学、湿法冶金以及化工制备等领域。
聚乙烯醇可用水不溶性的烃类(按100 %~120 %聚乙烯醇的质量)进行萃取而去除。含聚乙烯醇0.3 g/L 的废水,在室温下用35 %(质量)的己烷,以1000 r/min 搅拌10 min,静置1 h 后分层,水相中COD 值为86.5 mg/L,COD 去除率为59.8 %,如重复萃取3 次,则COD 降低为41.6 mg/L 相当于80.65 %的去除率[9]。
1.4 泡沫分离法
泡沫分离法是利用泡沫与水界面的物理吸附作用以表聚物形式去污净水的方法。其通过向溶液中鼓泡并形成泡沫层,使得泡沫层与液相主体分离,从而达到浓缩表面活性物质或净化液相体的目的[10]。泡沫分离技术具有设备简单、能耗低、投资少等特点,在化工、医药、污水处理等领域应用广泛。
含聚乙烯醇的废水可通入空气,使其气泡溢出而去除PVA。1 m3的聚乙烯醇废水中含有COD 843 mg/L,以1.8 L/min 的速度通入空气,去除产生的泡沫,78 min 后,废水的体积减少到原来的70 %,而COD 值降低到193 mg/L[9]。
1.5 膜分离法
膜分离技术是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异,以外界能量或化学位差为推动力,对物质进行分离、富集、提纯的有效液体分离技术[11],具有低能耗,易操作且可实现废水的循环利用和回收有用物质等优点。其在污水处理领域应用广泛,并形成了微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等新的污水处理方法。
王静荣等[12]采用美国Abcor 公司的卷式膜超滤装置可以从聚乙烯醇退浆废水中回收PVA 试验。结果表明,该方法是可行的。控制料液温度在60~80 ℃,操作压力为0.4~0.6 MPa 条件下,可使浓度0.5 %~1.0 %的聚乙烯醇废水浓缩至10.0 %,聚乙烯醇的去除率在95 %以上,回收的聚乙烯醇浆料经调配后,可回用于生产,满足生产工艺上的要求。郑辉东等[13]针对纺织印染厂排放的含PVA 退浆皮水,利用中空纤维超滤膜实验装置对其进行处理试验。结果表明,处理后的废水达到中水标准,可以循环使用。
马星骅等[14]以陶瓷膜作为载体,高岭土作为涂膜材料制备了动态膜并研究了动态陶瓷膜对PVA 退浆废水的处理效果。结果表明,在高岭土涂膜质量浓度0.6 g/L,跨膜压差0.3 MPa,错流速度3 m/s,温度50 ℃的条件对废水进行过滤,PVA 及COD 的去除率分别可达56 %和71 %。
2 化学氧化法
2.1 高级湿式氧化法
湿式氧化法是处理高浓度难生化有机废水的高级氧化技术,由日本煤气大阪公司开发成功[15]。它是指在高温(125~320 ℃),高压(0.5~20 MPa)条件下,以氧气或空气为氧化剂,将有机污染物氧化为有机小分子物质或将其矿化为二氧化碳和水等无机物的化学过程。它经历了传统湿式空气氧化法、催化湿式氧化法、湿式过氧化物氧化法、超临界水氧化法及催化超临界水氧化法的历程[16]。该方法具有氧化速度快,无二次污染,处理效率高等特点[17]。
采用湿式氧化法对含聚乙烯醇的废水进行处理,控制反应温度220 ℃,反应压力10.0 MPa,在该反应条件下,以300 r/min的速率进行搅拌1 h,可使得废水中的COD 由11800 mg/L 降低到2150 mg/L[9]。
Yan Bo 等人[18]采用催化超临界水氧化法对PVA 溶液进行了氧化实验研究。当废水中PVA浓度为2000 mg/L,投加催化剂KOH600 mg/L,反应压力25 MPa,反应温度873 K,停留时间60 s,PVA 废水被完全转化为H2,CO,CH4 和CO2,TOC 去除率、碳气化率、氢气化率分别为96.00 %,95.92 %,126.40 %。
2.2 光催化氧化法
光催化氧化是在有催化剂的条件下的光学降解,可分为均相和非均相两种类型。均相光催化氧化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质,通过光助Fenton 产生羟基自由基得到降解。非均相催化降解是污染体系中投入一定量的光敏半导体材料,同时结合光辐射,使光敏半导体在光的照射下激发产生电子空穴对,吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子空穴作用,产生OH·等氧化能力极强的自由基[16]。
吴缨等人[19]采用纳米TiO2 做为光催化剂,对聚乙烯醇(PVA)水溶液进行了超声光催化降解研究。结果表明,在超声波频率40kHz、废水初始pH 为5.5,催化剂TiO2 用量110 g/L、反应温度30 ℃、PVA 初始浓度90 mg/L 的条件下,控制反应80 min,PVA水溶液降解率可达100 %。
Yingxu Chen 等人[20]在紫外灯照射下,采用非均相的TiO2 作为催化剂对PVA 进行降解实验研究。结果表明,当PVA 初始浓度为30 mg/L,TiO2 投加量2 mg/L,H2O2 投加量为5 mmol/L,反应时间60 min,PVA 去除率可达70 %。
2.3 Fenton 氧化法
Fenton 试剂具有极强的氧化能力,由Fe2+和双氧水构成,在酸性条件下H2O2 被Fe2+离子催化分解并产生氧化能力很强的OH·自由基,具有较高的氧化能力,可以无选择的氧化废水大多数的有机物。其对废水处理主要通过有机物的氧化和混凝沉淀作用进行,与常规氧化剂处理有机废水相比较,具有反应迅速、温度和压力等反应条件温等优点[21-22]。在普通Fenton 试剂氧化法的基础上,又发展了光-Fenton、电-Fenton 等氧化方法。
曹扬[23]采用Fenton 氧化法对PVA 模拟废水进行处理研究,结果表明当溶液的初始pH=5,H2O2/COD=1.3,H2O2/Fe2+=10∶1,反应温度为40 ℃的条件下,控制反应时间30 min,COD 去除率可达到80 %,BOD/COD 值也由0.082 上升到0.60。
雷乐成[24]在0.75 L环流式光化学氧化反应器中进行了光助Fenton 高级氧化技术处理纺织印染中PVA 退浆废水的试验。研究结果表明,在低浓度亚铁离子、理论双氧水加入量、中压紫外和可见光汞灯的辐射条件下,反应0.5 h,溶解性有机碳去除率高达90 %。
2.4 臭氧氧化法
臭氧是一种氧化性很强且反应产生的物质对环境污染很小的强氧化剂[25],其氧化过程主要通过直接氧化和间接氧化来进行。直接氧化通过与污染物发生环加成、亲电反应以及亲核反应来实现,其对污染物的氧化具有选择性;间接氧化是臭氧在水溶液中容易受到诱导发生自分解,通过链反应生成强氧化剂—羟基自由基,再由羟基自由基氧化污染物[26]。
在臭氧氧化法的基础上,加入其他氧化剂或引入紫外光照或超声波,形成了O3/H2O2,O3/UV 和O3/US 等其他高级氧化技术。荆国华等人[27]进行了臭氧氧化聚乙烯醇废水的试验研究,并采用O3/UV 和O3/US 方法与单独臭氧氧化处理效果进行了对照。试验结果表明,经12 min 处理,O3/UV 和O3/US 协同作用下对PVA 降解率较单独臭氧氧化的63.2 %有显著提高,表现出了良好的协同效应。
2.5 过硫酸盐氧化法
过硫酸盐因其具有较强的氧化性、无选择性反应及室温下性质稳定等优点,成为污染物氧化反应中常规氧化剂的替代品。加之,过硫酸根离子在加热、金属离子及紫外光照射等作用的条件下,其可以形成氧化能力更强的硫酸根自由基SO4-·,并且可以形成羟基自由基OH·,在废水体系中,两种自由基可以共同参与污染物的氧化反应[28]。
S2O82-+heat/UV→2SO42-
S2O82-+Men+→SO42-+Me(n+1)++SO42-
SO42-+H2O←→OH+H++SO42-
SO42-+OH-→SO42-+OH
Seok-Young Oh 等人[28]采用过硫酸钾氧化剂在加热并投加Fe2+或Fe(0)的条件下对PVA 溶液进行氧化实验。结果表明,在PVA 初始浓度为46.5~51.9 mg/L 时,控制温度200 C,投加K2S2O8250 mg/L,并按照S2O82-与Fe2+或Fe(0)的摩尔比为1∶1 投加Fe2+或Fe(0),反应2 h 后,PVA 完全被氧化。用GC-MS 检测并证明PVA 被转化为C4H6O2。
利用硫酸铵盐或钠盐,将聚乙烯醇氧化成水不溶性的树脂加以去除。当COD 为800 mg/L 的含聚乙烯醇废水,与2000 mg/L的过硫酸铵在80~100 ℃下加热1 h 后,除去海绵状棕色树脂,COD 去除率>99 %[9]。
2.6 微波辐射法
自可以工业化生产并使用的微波源出现以后,微波能在工业生产中的应用技术得到广泛的研究,微波化学污水处理技术便应运而生。该技术是一项具有突破性、创新性、广谱性的水处理技术,就是利用微波对化学反应的诱导催化作用,通过物理及化学作用对水中的污染物进行降解、转化,从而实现污水净化的目的[29]。
夏立新等人[30]采用微波辐射技术对PVA 降解反应进行了实验研究。在试验中考察了微波功率、pH、H2O2 用量和反应时间对聚乙烯醇降解反应的影响。结果表明,在微波辐射条件下,废水初始pH 为3,微波功率为800 W,辐射时间为l min,H2O2 用量为22 g H2O2/100 g PVA 时,5 mL 聚乙烯醇(7 %)的平均聚合度能够在1 min 内由1750±50 降至67。与常规油浴加热相比,反应速度提高10~20 倍。
Shu-Juan Zhang 等人[31]采用γ射线对PVA 废水进行辐射降解实验。实验结果表明,PVA 的降解率受PVA 初始浓度、辐射剂量、pH、H2O2 投加量的影响。当PVA 初始浓度为200 mg/L,辐射剂量12.1 Gy/min,辐射时间90 min,废水pH 介于1~5 或在10~12 范围内变化时,PVA 降解率均在85 %以上,甚至有时可以达到完全矿化。
2.7 电化学法
电化学水处理技术是高级氧化技术的一种,通过外加电场作用,使废水中的污染物在特定的电化学反应器内发生电化学反应或物理反应,使废水中的污染物得到有效去除或回收,该反应过程主要包括电沉积、电吸附、电凝聚、电化学还原和电化学氧化等。其具有适应性广、操作简便、无需添加氧化还原剂、对环境友好等优点[32]。
根据污染物氧化还原产物,可将电化学水处理技术分为电化学燃烧和电化学转换两类。电化学燃烧即直接将有机物深度氧化为CO2 和H2O 等;电化学转换即把有毒物质转变为无毒物质,或把大分子有机物转化为小分子有机物。根据有机物氧化还原过程中电子转移方式不同,电化学水处理技术又可以分为直接电解和间接电解。直接电解是指污染物在电极上发生直接的电子转移过程而被氧化(阳极过程)或被还原(阴极过程)而从废水中去除。间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性更小的物质。
Wei-Lung Chou 等人[33]采用铁电凝法对PVA 溶液进行氧化处理实验。结果表明,Fe/Al 电极组和比Fe/Fe、Al/Fe、Al/Al 电极组和处理效果好。当溶液pH 为6.5,PVA 初始浓度为100 mg/L,槽电压为10 V,板间距离为2 cm,反应温度20 ℃,搅拌转速300r/min,控制反应120 min,PVA 去除率可以达到77.1 %。
徐金兰等人[34]以含PVA 的印染废水为处理对象,采用管式电凝聚器对其先进行预处理。试验结果表明,管式电凝聚器在pH=5,I=0.748 A/dm2,t=5 min。的操作条件下,COD 的去除率大约为50 %左右,电解后出水可生化性明显改善;并将电解出水经生物曝气、生物接触氧化处理,结果最终出水COD 达到100 mg/L 左右。
Sang yong Kim 等人[35]采用RuO2/Ti 作为阳极对PVA 溶液进行电化学氧化实验研究。结果表明,初始PVA 浓度为410 mg/L,板间距离为20 mm,电流密度为1.34 mA/cm2,Cl-浓度为17.1 mM,控制反应时间300 min,PVA 及COD 去除率分别为70.18 %,27.47%。
3 生化法
生化法是利用微生物的新陈代谢作用,使废水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定地无害物质,其分为好氧法和厌氧法。由于PVA 构成的有机污染物浓度高且难被生物降解,在采用生化法之前,对废水进行预处理,以提高废水的可生化性。
福建纺织化纤集团有限公司[36]在对PVA 废水的处理时,采用了采用水解酸化+活性污泥法+接触氧化法工艺进行处理,可以将废水中的COD 值由500~600 mg/L 降到20~60 mg/L,COD、BOD的去除率在85 %以上,出水优于《污水综合排放标准》中的其他排污单位一级标准。
裴义山等采用一体式好氧膜生物反应器(MBR)对难降解聚乙烯醇有机废水进行实验研究。结果表明,当进水COD为100~600mg/L 时,控制pH 为7~8,温度为15~29 ℃,HRT 为10~20 h,SRT 为100 d,可使系统出水COD 在40 mg/L 以下,平均为15.5mg/L,COD 的平均去除率为90.7 %。
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Ⅲ 印染废水处理中有哪些预处理方法
(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性能。
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,可直接排放或循环回用。
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)印花废水主要是皂洗、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性能,但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附性能很差。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)。 [1]
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。
膜分离技术是一种新型高效、环保的分离技术,随着膜分离技术在国内的不断发展和进步,使得现代高科技的膜分离技术(主要有超滤、纳滤和反渗透技术)已在印染工业中得到了广泛成功应用,并产生了良好的经济和社会效益,为印染行业的技术革新带来新机遇。
(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,运行费用略高,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,基建费和运行费略高。
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,运行简单,耗电省。关键在转盘材质和转盘前调节池的设置。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%。
Ⅳ 碱减量废水氨氮高吗
碱减量废水氨氮高据资料介绍,目前处理碱减量废水的成熟技术在国内仍是空白。在研究该项废水的处理时通常采用化学法, 化学法去除对苯二甲酸有较好的作用,但仍存在不少问题。化学法处理碱减量废水的理论依据是:碱减量废水用酸中和使pH值达到4~6后,对苯二甲酸析出, 去除对苯二甲酸的碱减量废水再与涤纶仿真丝印染废水中精练、印染等其他工艺的废水混合, 综合废水的pH值一般小于11,CODCr不超过1400mg/L,在此情况下采用生化法进行治理,再经物化处理, 出水即可达到国家排放标准。通常碱减量废水处理的流程为:碱减量废水调节池 中和池 聚乙烯(PE)过滤器 出水与其他废水混合进一步生化处理。采用化学法析出对苯二甲酸作为碱减量废水预处理技术,然后用生物技术处理综合废水的方法是治理高浓度涤纶仿真丝 印染废水的有效方法,是目前治理该类废水的主要途径。汕头经济特区新昌纺织印染厂有限公司实际应用表明:在原水水质浓度高、波动范围大的情况下,排放水可达到国家规定的水质排放标准。该厂废水采用此法治理投资为5500元/立方
废水;占地面积0.61平米/立方
废水;电费为0.44元/立方
废水;药费为0.9元/立方
废水。采用化学法处理碱减量
废水虽然处理效果较好,但仍存在一些问题:
①预处理工艺的较佳pH值在4~6的范围内, 而碱减量废水pH值为12~14, 降低pH值需耗用一定数量的酸, 从而使运行费用提高,这是亟待解决的问题。
②预处理产生的对苯二甲酸白色粉状物在工业上有回收利用价值,但市场销路有待开拓。
Ⅳ 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。
Ⅵ 求帮助 印染厂废水 都使用哪些污水处理剂产品
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性能。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,可直接排放或循环回用。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)印花废水主要是皂洗、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性能,但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附性能很差。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,运行费用略高,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,基建费和运行费略高。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,运行简单,耗电省。关键在转盘材质和转盘前调节池的设置。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%。
Ⅶ 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。
Ⅷ 重庆印染废水处理的基本方法有哪些
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,辅以物理法与化学法。由于近年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占印染废水总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。
1、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。
2、印染废水处理单元的选择系列
(1)调节:对水质水量变化大的废水,调节池应考虑停留时间长些。一般情况下后续处理单元为水解酸化或厌氧处理时,调节时不应采用曝气方式搅拌混合。
(2)混凝反应:废水中含疏水性染料较多时,混凝反应工艺放在生化前面,以去除不溶性染料物质,减轻后续生物处理的负荷。混凝药剂可根据染料性质选用碱式氯化铝(PAC)、硫酸亚铁(FeSO4)等,混凝反应方式采用机械搅拌易于调整水力条件,保证反应充分,反应时间应在25~30min之间。考虑脱色效应时,应把反应时间再适当延长。
(3)中和:原水pH值高时通常用H2S04或HCl中和,为节省药剂用量,可在调节以后。如采用烟道气中和,应考虑脱硫及除灰。
(4)沉淀(气浮):分离物化投药反应由于污泥量大,应优先考虑沉淀〔斜管沉淀易堵不宜采用),通常的辐流沉淀池适用于大水量、竖流沉淀池适用于小水量,当有地皮可利用时,平流沉淀池采用吸泥方式时也可采用。投药量大时泥量也大,辐流池可能会引起异重流,新颖的周边进出水沉淀池可克服这一缺点。如废水中表面活性剂含量高,应选择气浮法,气浮法中压力溶气气浮技术成熟,可考虑选用。
(5)过滤:当出水要求澄清或回用时,应采用砂滤或煤砂两层过滤。
(6)电解法:钛镀钌惰性电极电解法处理酸性染料印染废水脱色效果好,去除COD时,对硫化染料、还原染料、酸性染料、活性染料等均有很高的去除率。金属阳极电解法因泥量较多采用较少。
(7)厌氧水解:印染废水有机物含量COD高,且B/C低,应考虑水解酸化,并增加填料挂膜,池底应设水力搅拌机,保证悬浮活性污泥与水中有机物广泛接触。池体较大时,应设串联系统,以免短路。印染废水较少采用纯厌氧技术,只有当退浆废水等高浓度废水单独分出时可考虑纯厌氧处理。
(8)好氧生物降解:对水量大、浓度高的印染废水优先采用活性污泥法,如氧化沟、间歇式活性污泥法(SBR)、循环式活性污泥法(CSTR)等。对水量小、浓度低的废水可考虑生物接触氧化法,但填料应保证密集度和体积率,并以多级串联方法为宜。曝气方式如采用鼓风曝气,应选用膜片式微孔曝气头或微孔曝气管等,保证充氧效率。
(9)脱色:采用Cl2需保证脱色氧化时间不少于1h,Cl2脱色兼有回调pH值的功能。小规模可选用ClO2、NaClO漂白粉【Ca(ClO)2】、紫外线等。脱色反应池可采用回转隔板或折板,不宜采用机械搅拌或压缩空气反应。
(10)活性炭吸附:活性炭对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的废水具有良好的吸附性能(对硫化染料、还原染料等不溶性染料的废水效果较差)。生物活性炭(BAC)法是活性炭吸附的衍生技术,利用加入的微生物所分泌的外酶渗入到炭的微孔结构,使活性炭所吸附的有机物不断分解成CO2、H2O或合成新的细胞,最后渗出炭的结构而被去除。BAC技术需保证进水有一定溶解氧,炭床微生物需接种培育,BAC运行周期远高于活性炭吸附。
(11)硅藻土吸附:硅藻土在印染废水中既有混凝作用,又有吸附作用,起到良好的脱色效果。通常,活化硅藻土对亲水性染料脱色效果不一,对疏水性染料效果较好。当废水中表面活性剂和匀染剂较多时,效果将显著下降。
(12)氧化:臭氧氧化对直接染料、酸性染料、碱性染料、活性染料等亲水性染料脱色速度快,效果好;对于还原染料、冰染染料(纳夫妥)、氧化染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料,则脱色效果较差,臭氧用量也大。臭氧脱色不会产生“三致物”,可保证废水出水的安全指标。Fenton催化氧化法在去除残余COD方面效率显著,可用于较小水量。TiO2催化氧化法可去除出水的残余色度,是有前景的光催化氧化技术。
(13)膜分离技术
①超滤法:由于超滤膜具有精密的精细孔,可截留水中的大分子等微粒,且操作压力低,设备简单,可用于染料的回收或出水的深度处理。采用醋酸纤维半透膜超滤法回收染料已有成果。
②纳滤法:是用纳滤膜截留污染物的一种新技术,分离压力一般为0.5~2.0MPa,处理水溶性(亲水性)染料废水,可回收有用染料。采用纳滤膜回收直接黑、活性艳红、酸性橙Ⅱ和酸性大红染料废水,已取得成果。
厦门威士邦一直以来专注于印染废水冶理与回用的相关技术研发及应用。2008年4月,基于“Flow Split?SMFTM+HAP ROTM”双膜法技术的盛虹集团印染废水万吨回用系统率先在环太湖流域建成并通过相关部分验收。该工程的建成一举改变了印染企业以往耗水大户、排水大户、污染大户的负面名声,为环太湖流域及至全国其他印染企业起到至关重要的示范作用,并正式宣告印染行业全面进入节水减排、资源回用的新时代。
3、印染废水处理工艺流程
总结印染废水的处理工艺,充分的调节时间是必要的,物化、生化相结合的处理工艺是目前采用的合理工艺。物化法主要用于去除悬浮物、色度及部分COD,投药混凝反应是物化处理的重要环节,分离工艺气浮法具有突出的优点,生化法主要采用厌氧水解-好氧氧化串联工艺,厌氧水解工艺是解决印染废水COD值高、可生化性差及色度高的难题的有效前置技术,经厌氧水解后大部分难降解有机物已被分解为易生物降解小分子有机物,可以提高废水可生化性,保障废水好氧生物处理的效率和出水水质。好氧氧化工艺有多种方式,如氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化等,后者由于易于管理、产泥量少、污泥不易发生膨胀现象及运行成本低等特点,是目前小型印染废水常用的好氧生物处理方法之一,但各个印染企业选用好氧方法时应根据本身废水的特点做出优选,必要时尽可能采取综合治理技术。下面列举几种典型流程。
3.1 水解酸化-生物接触氧化-生物炭印染废水处理工艺
处理印染废水通常采用水解酸化-生物接触氧化-生物炭为主的处理工艺,见图3-1。该处理工艺是近几年来在印染废水处理中采用较多、较成熟的工艺流程。水解酸化的目的是对印染废水中可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质通过水解酸化,降解为小分子物质和可溶性物质,提高可生化性和B/C。值,为后续好氧生化处理创造条件。同时好氧生化处理产生的剩余污泥经沉淀池全部回流到厌氧生化段,进行厌氧消化,减少整个系统剩余污泥排放,即达到自身的污泥平衡。厌氧水解酸化池和生物接触氧化池中均安装填料,属生物膜法处理;生物炭池装活性炭并供氧,兼有悬浮生长和附着生长法特点;脉冲进水的作用是对厌氧水解酸化池进行搅拌。
各部分的水力停留时间一般如下。调节池:8~12h;厌氧水解酸化池:8~10h;生物接触氧化池:6~8h;生物炭池:1~2h;脉冲发生器间隔时间:5~10min。
该处理工艺系统,对于CODcr≤1000mg/L的印染废水,处理后的出水可达到国家排放标准,如进一步深度处理则可回用。
3.2 缺氧水解-生物好氧-混凝组合工艺处理印染污水
废水水量26000m3/d。废水水质为:BOD 200~250mg/L,COD 750~850mg/L,pH值9~11,色度850倍。废水水质要求为:BOD≤30mg/L,COD≤100mg/L,pH值为6~9,色度≤100倍。
组合工艺处理节染废水工艺流程见图3-2。
该组合工艺流程的特点是;①好氧生物处理构筑物前采用缺氧水解池以提高废水的可生化性(如以机织混纺织物或化纤织物为主的降解性较差的印染污水);②沉淀池后设置混凝沉淀池和氧化池,作为三级处理,可获得较好的出水水质,达到处理要求;③废水SS较低,不设置初沉池;④缺氧水解池内设置填料。
该组合工艺的运行数据见表3-6。
3.3 电化学+气浮+水解酸化+两级接触氧化+二级生物炭塔+过滤处理印染废水
该工艺以生化、物化、深度处理相结合,工艺流程见图3-3。
该工艺设计水量5000m3/d。主要水质指标为:COD 1000~1500mg/L,BOD 300~500mg/L,S2-≤35mg/L,色度≤1000倍。要求处理后出水为:COD≤100mg/L,BOD≤30mg/L,色度≤50倍,S2-≤0.5mg/L。
其主要参数为:加酸中和至pH=6~9;水解酸化池水力停留时间4.3h,表面负荷率1m3/(m2.h),设YDT弹性立体填料;—、二级生物接触氧化池水力停留时间分别为4.8h和2.3h,气水比分别为20:1和15:1,中间沉淀池上清液按1:1回流到一级生物接触氧化池始端;中间沉淀池表面负荷率4m3/(m2.h),二沉池表面负荷率3m3/(m2.h);普通化滤池(清水池设在滤池下面,有效容积95m3),流速10m/h,反冲洗强度15L、(m2.s),冲洗时间5min;生物炭池为二级串联,前级为升流式,后级为降流式,过滤速度为3m/h,气水比为5:1,反冲洗强度9L/(m2.s),反冲洗时间5min,3~5d冲洗一次;总调节池水力停留时间11.5h,底部设7条排泥沟,每条沟内设1根DN300mm的穿孔排泥管’污泥排入集泥井后用潜污泵抽至污泥浓缩池。
Ⅸ 印染废水处理工艺的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性能。
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,可直接排放或循环回用。
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)印花废水主要是皂洗、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性能,但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附性能很差。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,运行费用略高,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,基建费和运行费略高。
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,运行简单,耗电省。关键在转盘材质和转盘前调节池的设置。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%。