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印染废水处理技术盘点
 

印染废水处理技术盘点
一、印染废水的水质根据采用的纤维种类和加工技术的不同,污染物的成分也大不相同。印染各工序的排水状况一般如下:
1.退浆废水:水量小,但污染物浓度高,包括各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和助剂。废水呈碱性,pH值在12左右。上浆以淀粉为主的(棉布等)上浆废水,其COD、BOD值高,生化性好的上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(聚酯棉经纱)上浆废水,COD高,BOD低,废水生化性差。
2.煮废水:水量大,污染物浓度高,含纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、氮化合物等,废水强碱,水温高,呈褐色。


3.漂白废水:水量大,但污染轻,其中含有残留的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。
4.丝网废水:碱含量高,NaOH含量为3%~5%,很多印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH,丝网废水一般很少排出,经过技术多次重复使用最终排出的废水仍然是强碱性,BOD、COD、SS都很高。
5.染色废水:水量大,水质根据使用料而异,其中含有浆料、染料、助剂、表面活性剂等,一般呈强碱性,色度高,COD远高于BOD,生化性差。
6.印刷废水:水量大,除印刷过程废水外,还包括印刷肥皂洗、水洗废水,污染物浓度高,其中包括浆料、染料、助剂等,BOD、COD高。


7.整理废水:水量小,包括纤维屑、树脂、油剂、浆料等。
8.碱减量废水:聚酯模拟碱减量工序,主要含聚酯水解物对苯二甲酸、乙二醇等,其中苯二甲酸含量达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般>12),而且有机物浓度高,从碱减量工序排出的废水中CODCr高达9万mg/L,高分子有机物和部分染料难以分解为生物,该废水高浓度难以分解为有机废水。
以下从物理法、化学法和生物法三个方面的评论开始,介绍目前印染废水处理的方法和研究情况。
二、物理法-吸附法。
物理处理法中应用最多的是吸附法,该方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末和粒子与废水混合,使废水通过粒子状物构成的过滤床,将废水中的污染物吸附在多孔物质的表面或过滤。
目前国外主要采用活性炭吸附法(多用于三级处理),这种法对于去除水中溶解性有机物非常有效,但不能去除水中的胶体和疏水性染料,只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。
根据SaitoT.等人的研究,活性炭的吸附率、BOD除去率、COD除去率分别达到93%、92%和63%,活性炭的吸附能力达到500mgCOD/g炭,污水先暴露的话,吸附速度会加快。但是,废水BOD5>200mg/L采用这种方法是不经济的。
吸附处理使用的吸附剂多种多样,工程中应考虑吸附剂对染料的选择性,应根据废水水质选择吸附剂。研究表明,在pH=12的印染废水中,硅聚物(甲基氧)作为吸附剂,阴离子染料的去除率达到95%~100%。
高岭土也是吸附剂,研究表明经过长链有机阳离子处理,高岭土能有效吸附废水中的黄色直接染料。
此外,国内还应用活性硅藻泥和煤渣处理传统印染技术废水,费用低,脱色效果好,其缺点是淤泥产生量大,进一步处理困难。
三、化学处理法。
1.混凝法
主要有凝聚沉淀法和凝聚气浮法,采用的凝聚剂多以铝盐和铁盐为主,其中碱式氯化铝(PAC)的桥梁吸附性能好,硫酸亚铁的价格最低。
近年来,国外采用高分子凝集剂的人越来越多,有取代无机凝集剂的倾向,但国内因价格原因使用高分子凝集剂的人很少。据报道,弱阴离子性高分子凝集剂的使用范围最广,与硫酸铝合作可以发挥更好的效果。
混凝法的主要优点是工艺流程简单,操作管理方便,设备投资节约,占地面积少,疏水性染料脱色效率高,缺点是运行费用高,淤泥量多,脱水困难,亲水性染料处理效果差
2.氧化法
臭氧氧化法在国外应用较多,ZimaS.V.等人总结了印染废水臭氧脱色的数学模式。研究表明,臭氧用量为0.886gO3/g染料时,淡褐色染料废水的脱色率达到80%
研究表明,连续运转所需的臭氧量比间歇运转所需的臭氧量高,在反应器内设置隔板可以减少臭氧的使用量16.7%。因此,利用臭氧氧化脱色,设计成间歇运转的反应器,可以考虑在其中设置隔板。
臭氧氧化法对大多数染料都能起到很好的脱色效果,但是对于硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果还是比较差的。从国内外运行经验和结果来看,这种方法虽然脱色效果好,但是耗电量大,大规模推广应用有一定难度。
光氧化法处理印染废水脱色效率高,但设备投资和消耗电力需要进一步降低。
三、生物处理法
1.厌氧好氧生物炭接触氧化技术
主要设计参数如下:调节池:HRT8~10h厌氧池:HRT3~5h好氧池:HRT6~8h生物炭池:HRT1~2h。
试验和实际应用表明,厌氧好氧生物炭流程在上述运行参数下,CODCr为800~1000mg/L的印染废水,处理效果完全符合国家排放标准,稍微处理也可以再利用,系统污泥倾向于自身平衡。
目前,许多制造商采用该过程,运行时间最长达5年以上,处理效果稳定,而且从未排出污泥,厌氧池内污泥过度增加。
2.厌氧好氧生物转盘
连接厌氧生物转盘和好氧生物转盘,用于印染废水处理,也取得了良好的效果。该技术中厌氧、好氧各有污泥分离和回流装置,系统整体的剩馀污泥全部回流到厌氧生物转盘。一是提高生物量,缩短总水力停留时间,二是将多馀的活性污泥消化到系统内部。
该工艺流程也兼具固定生长和悬浮生长的特点。通过向转盘投入絮凝剂,COD的去除率和脱色率也可以进一步提高。该工艺对COD、色度等的去除率均达到70%以上。
适当投入微量凝集剂,CODCr、色度的去除率可以提高15%~20%。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度,也能提高脱色率和COD去除率。但是,该技术中转盘的金属部件有腐蚀现象,需要进一步研究解决。
3.碱减量废水处理方法
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pH值达到4~6后,对苯二甲酸进行分析,去除苯二甲酸的碱减量废水,与聚酯模拟丝印染废水中的精炼、印染等其他技术的废水混合,综合废水的pH值一般在11以下,CODCr在1400mg/L以下
通常,碱减量废水处理的过程是:碱减量废水→调节池→中和池→PE过滤器→出水与其他废水混合进一步生化处理。
用化学法分析苯二甲酸作为碱减量废水的预处理技术,用生物技术处理综合废水的方法是高浓度聚酯模拟丝印染废水的有效方法,是目前管理这种废水的主要方法。


采用化学法处理碱减量废水处理效果好,但仍存在问题
(1)预处理工艺的最佳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。
四、结论及存在问题
印染废水是一种水量大、色度高、组份复杂的废水,水质变动范围大。在城市下水道和污水处理厂建设较完善的城市,废水首先在工厂作预处理,达到城市下水道排放标准后进行集中处理。
废水经过预处理再排放可改善污水水质,降低城市污水厂处理负荷,同时便于根据不同的废水水质采取不同的预处理手段。
在对印染废水进行最终处理时,有机物的去除一般以生物法为主,对难于生物降解的印染废水,采用厌氧(水解)好氧联合处理较为合适,对易于生物降解的印染废水,可采用一段生物处理。
色度的去除,一般以物理化学方法为主,对于规模大、处理水平高的工厂,可采用电解、化学絮凝、臭氧氧化等工艺,对于小规模的工厂,可采用炉渣过滤。
从我国染料行业废水治理技术的现状来看,尽管经过多年努力,已取得一批实用技术,解决了不少问题,但总体上没有实质性的突破,特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在,加重了废水的治理难度。
因此,认为解决废水问题的根本出路在于工艺改革,通过采用先进的生产工艺来减排或不排废水。这方面国内已有许多成功的例子,如苯胺和邻甲苯胺的生产将铁粉还原改为氢化还原,彻底消除了铁泥水的污染;又如以氢化还原代替硫化碱还原用于氨基苯甲醚的生产,彻底消除了含硫废水等。
预防和治理印染废水的污染是相辅相成的两个方面,如果既采用预防措施,又采用各种方法积极治理,并做到处理后的水循环使用,这不仅能降低水的消耗,而且能有效地减轻印染废水对环境的污染。

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