染料废水处理工艺剖析（共4篇）
染料废水处理工艺剖析 篇1
0 引言
在实际生产中, 锦纶大多采用酸性染料、尤以弱酸性染料为主来染色, 弱酸性染料除了借助于离子键结合方式外, 还可通过较强的范德华力和氢键上染锦纶。与活性染料染色相比, 其皂洗牢度和湿处理牢度较低。为提高酸性染料染色后锦纶织物的皂洗牢度和湿处理牢度, 需对其进行固色处理, 使被染的染料不易再掉落而提高染色牢度, 这对中、深色产品尤为重要。然而, 在众多的固色剂中由于其结构、性能不同而直接影响固色效果, 有些甚至影响织物的风格。提高染色牢度最直接的办法是使用色谱齐全、结构合理、工艺简便能达到色牢度要求的染料, 但这类染料由于价格偏高未能在工厂广泛应用, 所以面向市场需求的固色剂的研究开发在目前仍是一个热点[1]。
一般固色剂都应具备的要求有如下几点:
经固色剂固色后, 色变要小, 不影响染物的色光, 便于生产控制;
经固色剂固色后, 应能全面提高各项染色牢度, 包括洗水牢度, 水渍牢度等;
固色剂本身要具有安全性, 不含毒性。在贮存和使用过程中不产生有毒或有害物质;
要环保, 对环境无污染[2]。
本试验采用3种不同的固色剂做试验, 通过测试各项色牢度和固色前后色差进行对比和分析, 并探讨了固色剂的适宜使用条件。
1 试验部分
1.1 材料及染化剂
材料:锦纶含拉架织物 (80%NYLON, 20%SPANOEX) 。
染料:酸性黄NHF-S (Dystar公司) 、酸性红NHF-S (Dystar公司) 、酸性蓝NHF-S (Dystar公司) 。
试剂:酸性匀染剂Y (Clariant公司) 、有机释酸剂VS (Clariant公司) 、醋酸 (江苏索普) 、固色剂P (Jointex公司) 、固色剂R (Jointex公司) 、固色剂N (Texfit公司) 。
设备:p H计 (上海精密科学仪器公司) 、Datacolor计算器测色配色系统 (DCZ公司) 、THEN气流染色机 (立信染整机械有限公司) 。
1.2 染色处方和工艺
染料份量:酸性黄0.6% (owf) , 酸性红0.25% (owf) , 酸性蓝0.7% (owf) , 匀染剂1.0g/L, 有机释酸剂VS 1.0g/L。
染色工艺流程图如图1[3]。
注:浅色用1℃/min升温, 中深色用1.5℃/min升温, 本试验染中色, 用1.5℃/min升温。
1.3 后处理工艺
后处理工艺如图2。
1.4 测试
1.4.1 色牢度测试标准
耐皂洗色牢度参照AATCC Test Method 61-2004测定;
耐汗酸色牢度参照AATCC Test Method 15-2009测定;
耐水渍色牢度参照AATCC Test Method 107-2009测定;
耐光照色牢度参照AATCC 16E (10h) -2008测定。
1.4.2 固色前后色差
采用Datacolor测色配色系统在D65光源下, 以固色前染样为标准色, 测定固色前后色差△E, △E越小表示固色效果越好, 织物的固色色变越小。
2 试验结果及分析
2.1 不同固色剂效果比较
将固色浴p H值调节至4.0左右, 在固色温度70℃、固色时间25min、固色剂用量为5% (owf) 情况下, 分别使用三种固色剂P、R、N进行后处理, 测试织物的各项牢度和固色前后色差△E, 并以P为标准对成本进行了比较, 具体见表1。
由表1可以看出, 经固色剂P和R处理后, 织物的各项色牢度基本能达到4.5级, 相较之下固色剂N的牢度效果较差, 再对比固色前后色差△E和固色剂成本, 综合比较下, 采用固色剂P效果最好。
2.2 固色工艺的探讨
在确定使用固色剂P之后, 再对其固色工艺进行探讨, 并分别对固色前洗水温度、固色剂P的用量、固色温度、固色时间和固色浴的p H值进行对比试验。
2.2.1 固色前洗水的影响
将固色液p H值调节至4.0左右, 在固色剂P用量5% (owf) 、固色温度70℃、固色时间25min的条件下, 固色前洗水温度对各项色牢度的影响见表2。
由于在染色之后, 有一部分染料未进入到纤维内部而附着在织物表层, 在后处理时有必要除去对固色率有影响的这层浮色, 为此一般都在固色前加做一次洗水工艺。从表2可以看出, 在60℃之前, 随着洗水温度的提高, 织物的各项色牢度有所提高, 固色前后色差△E也会增大, 在60℃时各项色牢度达到了满意的4.5级并且△E较小;再继续提升洗水温度牢度没有再提升反而固色前后色差△E显着增大, 表明较高的温度使得固色色变增大, 不利于颜色控制。因此选用60℃的固色前洗水工艺。
2.2.2 固色剂用量的影响
将固色液p H值调节至4.0左右, 在固色温度70℃固色时间25min的条件下进行固色处理, 固色剂P不同份量对各项色牢度的影响见表3。
由表3可以看出, 随着固色剂P用量增加到2% (owf) 以上, 织物各项色牢度都提升到至少4.0级以上。原因是当固色剂P用量较低时吸附到织物上的分子较少, 固色效果不明显, 随着用量增大, 固色效果明显增加。固色剂P用量增加到5% (owf) 时, 织物各项色牢度均达到了4.5级。但是当固色剂用量继续增加时牢度并没有更大的提升甚至有所下降, 因为当固色剂用量过高时固色剂分子之间易发生自交联反应, 形成胶体状态, 难以吸附到织物上, 并导致色牢度的下降;过高的固色剂用量甚至可能对织物产生胶污影响品质。因此, 应根据客户要求及染料浓度的不同选择适宜的固色剂用量为2%~5% (owf) 。
2.2.3 固色温度的影响
将固色液p H值调节至4.0左右, 在固色时间25min, 固色剂P用量5% (owf) 条件下进行固色处理, 不同固色温度对色牢度的影响见表4。
由表4可看出, 在65~75℃时, 固色效果较好, 温度过低, 固色效果不理想。固色效果的优劣与固色剂被织物所吸附的量有关。固色剂分子要被织物吸附, 需经历几个阶段:第一是通过动力边界层靠近纤维表面;第二是靠自身的扩散, 通过扩散边界层而被纤维表面所吸附[4]。固色温度升高, 固色剂分子链的扩散速率增加, 能更快地被吸附, 在相同的时间条件下, 吸附量更高, 固色效果更好。当然, 温度过高后, 固色剂分子可能会进入到纤维内部, 使得固色剂对纤维表面的包覆作用降低, 不能很好地阻隔染料分子与水的接触, 导致色牢度不佳;并且固色前后色差也会增大。再结合能源方面考虑, 适宜的固色温度应选用70℃。
2.2.4 固色时间的影响
将固色液p H值调节至4.0左右, 在固色剂P用量为5% (owf) , 固色温度70℃条件下, 固色时间对色牢度的影响见表5。
从表5可以看出, 在起初的10~25min, 随着固色时间的延长, 织物各项色牢度逐渐提升;但固色时间延长到了25min以上, 随着固色时间的延长, 织物的各项色牢度变化则不大了。在固色时间少于20min的情况下, 由于接触时间不充分, 固色剂分子未完全附着在织物表面, 固色作用较小, 色牢度差;当固色时间达到25min的时候, 织物各项色牢度达到最佳效果。但是继续延长时间, 色牢度也没有更大的提升, 并且固色前后色差△E增大。因此, 适宜的固色时间选用25min。
2.2.5 固色浴对p H值的影响
在确定了固色剂P的适宜用量、固色温度和时间后, 还需要确定固色浴适合的p H值。在固色剂P用量5% (owf) , 固色温度70℃、固色时间为25min的条件下, 本试验通过比较染色深度降低率分析不同p H值的影响, 结果见表6。
由表6可以看出, 当固色浴p H值在3.0~4.5时, 固色效果最好, p H值的变化对色牢度的影响较小, 当p H值继续升高, 固色效果受到一定影响。当溶液p H值较低时, 锦纶分子链上未被染料占据的氨基能够吸附更多的氢离子而使其表面正电荷数较高, 而固色剂P分子链带负电, 二者通过库仑引力发生较为强烈的吸附作用, 固色剂逐渐沉积在锦纶织物表层, 堵塞酸性染料再溶出的孔隙, 从而减小褪色的可能性。若提高溶液p H值, 会使这种吸引力降低, 影响固色剂在纤维上的吸附率, 固色效果下降。但是溶液酸性过强, 锦纶分子链可能受到水解损伤, 再考虑到生产成本以及实际操作, p H值在4.0~4.5的条件下使用最为合适。
3 批量生产测试
将实验结果应用于大批量生产, 使用固色剂P分别对浅色 (染料份量0.5% (owf) 、中色 (染料份量2.0% (owf) 、深色 (染料份量6.0% (owf) 进行固色处理并跟踪牢度结果。批量生产跟踪结果见表7。
注:固色条件:固色前洗热水60℃×10min、固色剂P用量为5% (owf) 、p H调节到4.0~4.5、固色温度70℃, 固色时间25min
从表7可以看出, 用此工艺固色可以满足中浅色的牢度要求, 并且有较好的颜色稳定性;但是应用在深色上则出现问题, 主要是特深色水渍牢度差。针对这一情况加强深色的后处理水洗固色, 可提高深色的皂洗沾色牢度;另一方面可在定型时加入适当阳离子固色剂, 也可提高水渍牢度。本公司针对深色生产, 在后整理定型时加入阳离子固色剂E, 可大大改善深色的水渍牢度问题, 达到客户要求。
4 结语
4.1 通过对比3种不同固色剂的固色效果, 得知采用固色剂P对染色后的锦纶织物进行固色处理, 可以获得较好的牢度效果, 并且织物的颜色无明显变化。
4.2 通过试验结果表明:对于中浅色, 在固色前洗热水60℃×10min、固色剂P用量为2%~5% (owf) 、p H=4.0~4.5、固色温度70℃, 固色时间25min的条件下进行固色处理, 能获得较好的牢度效果和颜色稳定性。
4.3 针对特深色水渍牢度差的问题, 在染后固色的基础上, 在后整理定型时加入固色剂, 可以改善其牢度。
参考文献
[1]刘国良.染整助剂应用测试[M].北京:中国纺织出版社, 2005, 180-190.
[2]王祥荣.纺织印染助剂生产与应用[M].南京:江苏科学技术出版社, 2004.
[3]王思捷.尼龙三角丝纬编弹力织物的染整加工[J].印染, 2009, (16) .
[4]赵涛.染整工艺学教程第二册[M].北京:中国纺织出版社, 2005.
染料废水处理工艺剖析 篇2
生物-微电解组合工艺处理染料废水研究
摘要：采用上流式污泥床过滤器(upflow blanket filter,UBF)+曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF)+微电解的组合工艺,对盐度接近2%、色度和COD分别约为8 000倍和600.5 mg/L的`染料废水进行处理.经过连续120 d的稳定运行后,组合系统处理效果良好,脱色率和COD去除率分别达到99%和75%以上.UBF和微电解单元均可以大幅度提高废水的可生化性,有利于进一步的生物处理.UV-Vis扫描和GC-MS分析表明,该组合工艺能破坏染料的发色基团和共轭双键,并能高效降解原水中的酚类、氯代有机物和复杂的杂环类化合物.实验结果表明,UBF+BAF+微电解的组合工艺是处理染料废水的一种有效方法.作 者：徐丽娜 赵华章 叶正芳 倪晋仁 作者单位：北京大学环境工程系,水沙科学教育部重点实验室,北京,100871期 刊：环境工程学报 ISTICPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)：,1(12)分类号：X703.1关键词：生物处理 微电解 组合工艺 染料废水
毛皮加工废水处理工艺剖析 篇3
本废水处理工艺已在某工厂建成并投入使用。该厂年加工澳大利亚盐制生羊皮20万张,每吨盐制生羊皮含有400 kg水、5 kg血/粪便、200 kg盐、55 kg毛发、60 kg肉渣和280 kg真皮胶原,呈酸腥味。其中毛发、肉渣和真皮胶原出售给羊毛制品、油脂制品和化妆品行业作为生产原料,其余污物进入水体一并处理。
2 工艺剖析
2.1 废水来源及水质情况
盐制毛皮加工分为人工去肉、浸泡、脱脂、甩干、剪毛、机械去肉、酶软化、浸酸、控水、鞣制、浸酸、清洗、晾干、加工、检验、入库等工序。废水主要来自毛皮的浸泡、脱脂、甩干、控水和清洗工序。废水的产生量为100吨/日。废水的污染物成分较为复杂,含有较多的悬浮物(羊毛)和有机物(油脂),呈乳黄色,是典型的高浓度有机废水。废水的主要污染因子有化学需氧量(CODCr)、生化需氧量(BOD5)、悬浮物、pH值、阴离子洗涤剂、动植物油等。这些废水均排入污水处理站,处理达标后排放。处理前水质情况和排放标准见表1。
2.2 废水处理工艺原理
毛皮加工排放的废水由排水沟经粗、细格栅将羊毛、较大的颗粒等拦截下来,减少对后续处理工序的影响。然后进入隔油池去除悬浮动物油,流至调节池,废水由污水提升泵提升至气浮装置,并通过管道混合器投加絮凝剂进行破乳,去除废水中的乳化油。气浮出水流至集水池,通过污水自吸泵将废水提升至一、二级VTBR塔进行生化处理,进一步降解CODCr、BOD5等污染因子,出水通过管道混合器投加絮凝剂,流入沉淀池进行泥水分离,沉淀出水流至监测水池,消毒后达标排放。沉淀池沉淀下的污泥依靠静压排至污泥浓缩池,通过隔膜泵将污泥送至板框压滤机压成泥饼外运。污水处理工艺流程详见图1,污水处理厂处理能力为100吨/日。
2.3 主要处理单元技术说明
集水池:用于收集生产车间排放的污水,停留时间10小时,池内设置预曝气管,防止悬浮物的沉淀,同时搅拌反应。
气浮装置:气浮法净水是当前国际较新的水处理技术。其原理是在污水中引入大量的微小气泡,气泡通过表面张力作用粘附于细小悬浮物上,形成整体比重小于1的状况,根据浮力原理浮至水面,实现固液分离,污水得以净化。未处理的污水首先进入装有气浮机的小型充气段。污水在上升的过程中通过充气段,在那里与气浮机产生的微气泡充分混合,气浮机将水面上的空气通过抽风机管道底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区,液面上的空气通过气浮机输入水中去填空,微气泡随之产生,并螺旋地上升到水面,空气中的氧气也随着进入了水中。由于气、水混合物和液体之间的不平衡,产生了一个垂直向上的浮力,将固体悬浮物带到水面。浮在水面上的固体悬浮物及油脂连续被刮渣机去除。
VTBR生化塔:该工艺利用生物载体上生物膜内的微生物的新陈代谢作用,将废水中的有机物进行吸附并氧化分解,使废水得到净化。该工艺分为二级,即兼氧-接触氧化工艺(即A/O法),废水中大分子有机物首先经过兼氧厌氧菌分解为小分子有机物,然后这些小分子有机物再通过好氧菌进一步降解,从而大大提高了系统的处理效率。
3 效果分析
本废水处理装置总投资人民币50万元,总装机容量15.3 kW,运行费用1.7元/吨废水。本废水处理装置验收监测各项出水指标见表2。
从表2排放口的各项污染物浓度平均值和去除率可见,监测的各项污染物浓度均达到DB21-60-89辽宁省污水综合排放标准一级标准要求,各项污染物达到了很高的去除率。
从表2中的单元工艺去除效果看:
⑴处理工艺采用二步化学混凝,气浮处理器和混凝沉淀池,聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,具有药剂费用低、混凝过程pH值范围广、处理效果好等优点,因设泵前加药系统,使混凝剂与废水混合反应充分,从而有效地提高了浮选效率,大大提高了气浮处理的效果。
⑵生化处理采用二级VTBR生化塔兼氧-接触氧化工艺(即A/O法),废水中大分子有机物首先经过兼氧厌氧菌分解为小分子有机物,然后这些小分子有机物再通过好氧菌进一步降解,从而大大提高了系统的处理效率。这种工艺将兼氧置于接触氧化之前,成分利用较高的生化需氧量作为反硝化的碳源,在高效去除生化需氧量的同时,实现了硝酸盐和亚硝酸盐还原为N2从而脱氮的目的。A/O出水氨氮去除率达到71.6%,满足了氨氮达标的要求。同时,该装置还有污泥产生量低、抗水质水量的骤变冲击力、运行管理简单等优点。
4 结束语
采用二级VTBR生化塔接触氧化工艺解决了多年制革废水处理难的问题,采用该工艺处理制革废水,投资少,运行费用低,占地面积小,处理效果好,抗水质变化冲击能力强,操作简便,对操作人员技术要求不高,废水经处理后均达到DB21-60-89辽宁省污水综合排放标准一级标准要求。现场监测验收,这套废水处理设施,对制革废水处理效果明显,具有一定的推广应用价值。
参考文献
[1]董宏宇.酸化凝聚-生物接触氧化法处理制革工业污水试验研究[J].环境污染与防治,1997,3.
[2]席淑琪,陈敏.光合细菌处理高浓度制革废水的研究[J].南京理工大学学报,1997,5.
[3]罗浩.CAF空穴气浮-生物接触氧化工艺在制革废水处理中的应用[J].环境工程,1997,5.
[4]王乾扬,方士,陈国喜,詹伯君,陈学群.膜法SBR工艺处理皮革废水研究[J].中国给水排水,1999,3.
[5]徐泠,王军,李康魁,胡海萍.制革厂铬鞣废液直接循环利用技术[J].工业水处理,1999,6.
[6]魏家泰.制革废水生物处理前的预处理工艺及相关参数[J].江苏环境科技,2001,1.
[7]郑永东,白端超.物化-生化工艺处理皮革废水[J].工业用水与废水,2001,5.
染料废水处理工艺剖析 篇4
高级芬顿反应处理染料废水的影响因素及工艺条件优化
通过实验分析高级芬顿体系处理染料废水的影响因素,并获得优化的工艺条件.结果表明各种因素对评价指标的影响顺序不同,但过氧化氢的影响始终是最大的.对COD去除的`优化工艺为:H2O2浓度为300 mg/L,Fe2+浓度20 mg/L,H2C2O4浓度为15 mg/L,pH为3.0,时间为40 min.对TOC去除的优化工艺为:H2O2浓度为300 mg/L,Fe2+浓度20 mg/L,H2C2O4浓度为20 mg/L,pH为3.0,时间为60 min.在优化的工艺条件下能有效的降解3种染料,降解速率顺序为GR>X3-B>KN-R.处理后的废水COD去除率可达到80%,TOC去除率达到70%.
作 者：丁巍 董晓丽 张秀芳 张新欣 陈E DING Wei DONG Xiao-li ZHANG Xiu-fang ZHANG Xin-xin CHEN Di 作者单位：大连轻工业学院,化工与材料学院,辽宁,大连,116034刊 名：大连轻工业学院学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF DALIAN INSTITUTE OF LIGHT INDUSTRY年，卷(期)：24(3)分类号：X788关键词：高级芬顿体系 染料废水处理 化学需氧量(COD) 总有机碳(TOC)