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[印染废水] 印染废水处理3种方法的应用详解

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扬州一怪姚大鹏 发表于 2017-12-22 15:32:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
关于印染废水治理,技术政策的治理工艺申明确提出:以生物治理为主、化学治理为辅、生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路线,不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。因为生物治理需连续运行,否则不能满足达标要求。而对时开时停的单一化学治理路线不予采用和推荐。
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生物法的应用
由于印染废水的多变性,生物法处理效果有时还不能达到十分满意的效果。因此,开发适应能力强的菌种,提高生物法的处理效果,并使废水经过处理后达到回用的要求,将是今后生物法研究的主要目标。新型的生物制剂有以下几种:

(1)酶制剂:利用生物酶制剂处理废水、净化环境比其他生物法效率高、速度快、出水好,不产生二次污染。用于处理印染废水的酶有漆酶、木质素过氧化物酶、嗜碱酶等。在木质素等过氧化物酶存在的条件下,漆酶的色度去除率可提高到75%。

(2)废水脱色微生物制剂:将污水处理厂活性污泥中的微生物进行分离纯化,来提取对染料脱色效果好的微生物,并进行培养。活性污泥中微生物种类较丰富,包含有细菌、真菌、微型动物等不同门类的生物物种,活性污泥中的微生物形成一个生态系统,在这个系统中以自养型微生物为主。细菌吸食环境十的有机物,而细菌又会成为某些原士动物或后儿动物的食饵,原生动物之叫还有互相捕食,不同的后生动物也可能处在不同的营养层次上多种类的微牛物形成一个复杂的食物网。

中同科学院微生物研究所分离出的5种高效细菌对酸性红B2GL、酸性媒介棕RH、酸性媒介蓝B和酸性媒介黄GG等染料具有脱色降解能力,在细菌隔膜接种厌氧菌或好氧菌种系统中,处理模拟染色废水,脱色率能达到85%以匕。中国科学院微生物所和中国纺织工业设计院等单位分离出数百株脱色菌,将脱色卤和PVA降解菌投加到废水处理池中,脱色率岗达80%,PVA去除率达75%一90%,远高于普通。

(3)士物絮凝剂:与无机和有机合成高分子絮凝剂相比,生物絮凝剂具有许多独特的性质和优点:
①易于固液分离,形成沉淀物少;
②易被土物降解,无毒无害,安全性高;
③无二次污染;
④适应范围广;
⑤具有除浊和脱色性能等;
⑥有的生物絮凝剂还具有不受pH值条件影响,热稳定性强,用量少等特点。

人们预见生物絮凝剂絮凝活性的广性将使彻底消除污染成为现实,它大部分或全部取代合成高分子絮凝剂址大势所趋。现在用于处理印染废水的生物絮凝剂有PFIOI(用于处理含羧甲基纤维素的退浆废水)、MF一3和NA7(用于染液脱色)和NOC一1(可消除污泥膨胀。恢复活性污泥的沉降性能)。
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氧化法的应用
(1)湿式空气氧化法:

湿式空气氧化法(WAO)是在高温(175—350~C)、高压(2.0—20.67MPa)下通人空气,使溶解或悬浮于废水中的有机和无机还原物质,在液相中被直接氧化成二氧化碳和水的废水处理法。
它不产生生物法中的污泥和高浓度的废物,加入催化剂后能有效地提高湿式空气法的氧化效率。目前国际上已成功地将该方法应用于印染等工业废水的处理。  

(2)光化学氧化法:
①利用太阳能资源,是全球现在和将来发展循环经济的重要出路之一。光化学水处理方法概括起来主要分为以下几类:直接光解、紫外光/氧化剂(UV/H,0,、UV/Ol、UV/HzOz/O,、UV/TiO2,等)、均相光催化氧化[光/Fenton、UV/Fe(m)一H,O,络合物体系]和多相光催化氧化(半导体光催化)。它们的共同特点是通过生成活性自由基,如羟基自由基而氧化、降解葚至矿化有机物。此类方法又被称深度氧化法(AdvanceOxidation丁echnologies,AOTs)。
在光氧化技术中,具有光化学活性的催化剂、氧化剂或敏化剂等是至关重要的成分。采用的双氧水/草酸铁(Ⅲ)络合物作为脱色剂,利用光催化原理净化染色废水,不用动力,只以太阳光为条件,对太阳能的利用率非常高,对环境无害,染色废水脱色后可循环再利用。
由于光化学氧化法效率较高、无二次污染;反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强和速度快、低能耗、操作灵活、设备简单,适用于有机废水的深度处理,利用该技术处理印染等难降解废水已成为废水处理领域中的热点之一。

②光催化氧化法,是近年来比较活跃的研究领域,它是在可见光或紫外光作用下使有机污染物氧化降解。7iO,光催化分解作为一项新的环境污染治理技术,在有机污染物的氧化分解或空气净化等方面取得了迅速发展,也越来越受到人们的重视。
TiO2,具有分解水中的污染物、空气中的氮氧化合物、硫化合物、还原水中部分重金属有害离子、杀菌以及除臭等作用。能有效地破坏许多结构稳定、生物难降解的污染物,与传统的处理方法相比,具有明显的高效、污染物降解更彻底的优点。大量的研究工作表明,纳米/TiO2,可将水体中的烃类、卤代烃、羧酸、表面活性剂、染料、含氮有机物和有机磷杀虫剂等迅速地氧化成CO,利H20等无机物质,从而达到去除水中有机物污染的目的。对常用的活性染料、酸性染料和分散染料,印染废水进行光催化脱色降解反应和光助还原反应中,一些金属离子,如适量二价铁离子,再加上H20,、TiO2,与Cu2o,O,它们的共同作用可有效催化某些染料的分解。处理废水的丁iO,光催化反应器有悬浮体系和固定体系两种,它们都可用于处理工业废水、生活废水。悬浮体系是直接将yiO,与废液混合,通过搅拌或鼓空气使其均匀分散,光分解效率高。
光催化技术是一种含有高技术含量的新的末端治理技术,目前已在国內20余家印染企业得到推广和应用,已列入国家环境保护总局重点实用技术。如水资源的净化、固体废弃物处理与处置等。而且,随着高效率的光催化剂、光电催化法、太阳能利用和其相关技术的进步,使光催化分解法在水质净化方面展示出良好的市场前景和社会效益。但是在实际应用时,纳米Tio2,粒子的回收与分离和再利用相对困难,固定体系主要用于连续性处理污染物,效率还有待提高。
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膜分离法
膜分离技术是利用天然或人工合成膜,以压力差、浓度差、电位差和温度差为推动力,对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级提纯和富集。

由于不使用药剂、无二次污染、占地面积小,在水质波动较大时仍可自动连续运行。膜分离法处理活性染料废水在清洁生产计划中是一种经济上合算、技术上可行的技术。使用聚合物膜能有效地将废水中的Cr6+、除去,废水经过膜过滤后清浊分流,清水能达到回用的要求,如果技术应用成功的话,水的消耗量和废水排放量可减少80%。应用膜分离新技术,通过超滤膜、微滤膜、纳米膜等分离功能对工业污水展开多级化处理以达到水质净化目的。同时还将研究膜技术与其他技术融合的方法,如催化技术、生物工程技术等,使其成为清洁生产和保证工业可持续发展的重要手段。  

此外,有些染色废水中的染料不能用一般的生物降解方法去除,可考虑用超滤和膜分离处理技术给予回收利用。如果将生化处理与膜技术结合,可以增进废水脱色及回用的效率。

作为污水处理技术,今后重点是在物理吸附、生物法、膜技术法、污泥处理及化学法包括光催化等方面进行研究,在污染过程、机理、形态结构变化、污染体系中的多种污染物交叉作用及协同效应、污染水体的化学与生物学再生等领域内探讨新技术方法,以寻求环境友好型的污水处理新方法,达到水质净化与再生的目标。







 楼主| 扬州一怪姚大鹏 发表于 2017-12-22 15:33:31 | 显示全部楼层
印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大,每印染加工1吨纺织品耗水100~200吨,其中80~90%成为废水。
印染废水概况
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。

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我国印染废水现状
纺织工业发展主要阻碍之一是环保节能(低碳)问题,环保的主要问题是废水,而约80%纺织废水来自于印染行业。统计数据显示,2008年纺织工业废水排放量23亿吨,居各工业行业第3位,占全国工业废水排放量的10.60%。纺织工业排放废水中化学需氧量(CODCr)排放量31.4万吨,居各工业行业第4位,占全国工业废水CODCr的7.76%。该数据是对规模以上企业的统计数据,实际数据可能要大很多。实际上印染行业是以中小企业为主的竞争性行业,中小企业比重占99.6%,非公有制企业占95%,大量小企业数据并未统计在内。若以纤维加工量的70%需进行印染加工计,则年排放废水约在30亿吨左右。
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印染废水处理问题分析
印染厂废水处理成功的实例较多,但是成效不佳的也不少,其原因大致有以下几种情况:
1)印染厂未分析自身废水特质(水质、水量),照搬他厂经验,结果往往不理想。
2)将城市污水处理的设计规范,用于印染废水处理,仅仅改变一些参数,造成很大的损失。特别是在早期,大型印染厂废水集中处理,都由大型设计院负责,而其对印染废水性质不够深入了解,造成很大损失。
3)新技术、新工艺、新药剂未经中试,直接用于工程,造成很多失败。新技术多应经过小试、中试,才能用于工程,一般试规模是工程水量的3%~5%,即最多放大20倍左右。实验室研究成果直接用于工程,难有成功案例。工程应该采用最成熟、最稳妥的技术。
4)生产工艺相近的废水,可采用相似的处理工艺,但也要根据水质、水量适当调整技术参数,保证处理水平。
5)实际运行技术和管理技术不当,未根据废水变化作适当调整,也是运行不稳定的原因。
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印染废水分类
1)退浆废水:水量较小,污染物浓度高,主要含有浆料及其分解物、纤维屑、酸、淀粉碱和酶类污染物,浊度大。废水呈碱性,pH值为12左右。用淀粉浆料时BOD、COD均高,可生化性较好;用合成浆料时COD很高,BOD小于5mg/L,水可生化性较差;
2)煮炼废水:水量大,污染物浓度高,主要含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等。废水碱性很强,水温高,呈褐色,COD与BOD很高,达每升数千毫克。化学纤维煮炼废水的污染较轻;
3)漂白废水:水量大,污染较轻,主要含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等;
4)丝光废水:含碱量高,NaOH含量在3%-5%,多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH,所以丝光废水一般很少排出,经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性,BOD、COD、SS均较高;
5)染色废水:水质多变,有时含有使用各种染料时的有毒物质(硫化碱、吐酒石、苯胺、硫酸铜、酚等),碱性,PH有时达10以上(采用硫化、还原染料时),含有有机染料、表面活性剂等。色度很高,而SS少,COD较BOD高,可生化性较差;
6)印花废水:含浆料,BOD、COD高;
7)整理工序废水:主要含有纤维屑、树脂、甲醛、油剂和浆料,水量少;
8)碱减量废水:是涤纶仿真丝碱减量工序产生的,主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等,其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般>12),而且有机物浓度高,碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L,高分子有机物及部分染料很难被生物降解,此种废水属高浓度难降解有机废水。
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印染废水主要成分
印染废水的主要成分与加工纤维的种类,所用染料助剂、机器设备及操作方法的不同,而有所差异。各类不同纤维(纤维素纤维、蛋白质纤维、合成纤维)所用染料及助剂造成污染的成分如下表:

除此以外还包括印花上的大量废弃物。由此可见印染废水的成分是非常复杂且难以处理的。
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印染废水处理方法概况
根据纺织印染行业自身的特点,印染废水的处理,应尽量采用重复回用和综合利用措施,与纺织印染生产工艺改革相结合,尽量减少水、碱以及其它印染助剂的用量,对废水中的染料,桨料进行回收。
例如,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,可以消除生产过程中的印花废水;在使用酸性媒染染料过程中,如果用硝酸钠或双氧水代替重铬酸钾全长为氧化剂,就可以消除废水中的铬的污染。
目前,许多印染企业普遍将丝光工艺排放的碱液用于煮炼工序作为煮炼液,煮炼工序排放的废碱液用于退桨工序,多次重复使用可以大大减少整个过程中排放的总碱量。对于含有硫化染料的污水,可以首先在反应锅内加酸,使废水中的硫化氢释放,然后经过沉淀过滤后回收再用。对含有还原染料和分散染料污水,可采用超滤技术将非水溶性染料颗粒回收使用。
通过以上这些生产技术的革新,可以有效减少纺织印染行业的污染物排放量。同时也为生产企业节约了许多原料,增加企业的经济效益。
棉纺织工业废水的主要处理对象是碱度,不易生物降解或生产降解速度极为缓慢的有机质,染料色素以及有毒物质。在我国,处理印染废水也主要采用物化处理与二级特殊化处理工艺结合,其中物化处理以混凝沉淀和混凝气浮为主,而在已经投入运行的生化处理设施中,大部分采用了活性污泥法,近年接触氧化,SBR工艺的应用也在逐步增加。

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