印染企业污水处理

印染企业污水处理（共7篇）

印染企业污水处理 篇1

目前, 随着印染企业的不断增多, 印染废水的排放量也日益增多。印染废水具有毒性大、可生化性差、难降解等特性, 若印染废水不能得到有效处理而排入水体, 将对地表水环境造成严重影响。因此, 应结合印染废水特点, 从厂内治理和末端治理两个方面并综合技术经济可行性进行考虑, 确保外排的印染废水可达标排放。

1 印染企业废水的特点

印染企业废水的形成主要来源于漂白、煮炼和染色等过程, 不同的印染企业, 由于产品和原材料的不同, 产生的印染废水水质变化大且水质复杂。印染废水主要具有以下几个方面的特征。

1.1 有机物含量高、色度大

印染企业产生的污水一般为含有机物废水, 污染物主要由天然有机物及人工合成的有机物组成。印染加工中大量使用的各种染化料部分残留于水中, 使得废水颜色加深;由于染料的不同、上染率不同、残留形态不同, 所以废水颜色不同。

1.2 可生化性差

印染企业产生的印染废水有的仅为生产废水, 有的为生产废水和生活污水的综合废水, 这些废水的水质变化较大, COD值高时可以达到2000~3000mg/L, 且生化需氧量 (BOD) 与COD之比小于0.2, 可生化性差。

1.3 p H值变化大

由于不同产品在印染加工中使用的生产工艺不同, 在染色中为使染色溶液更好地上染到不同织物上, 需要在不同的p H值下进行染色, 因此排放废水的p H值不同。一般情况下, 棉极其混纺织物印染加工中需加入碱, 从而造成废水中p H值较高。

1.4 水温水量变化大

在印染企业生产过程中, 由于各种生产工艺流程对温度和水量的需求都不同, 从而引起了污水排放中水温水量出现较大的变化, 同时也给废水中的有机物结构的破坏带来了一定的难度。

2 印染企业污水治理措施

2.1 厂内治理措施

厂内治理是清洁生产中的组成部分, 是按照清洁生产的思路所采取的治理措施。在印染企业废水的厂内治理中, 通常采取以下几方面的措施:

2.1.1 环保工艺的应用。

通过采用先进的超声波技术、非水染色技术和无甲醛处理工艺等环保工艺, 既提高了染料的利用率, 同时减少了废水产生量, 可以减少对环境的污染。

2.1.2 循环用水。

生产漂洗过程中, 采用逆流漂洗方式, 或者对漂洗水进行清浊分流、清水回用等措施, 提高循环用水量, 减少废水产生量。

2.2 末端治理措施

印染废水末端治理主要采用化学处理法、生物处理法等工艺对废水进行处理, 以达到排放要求。比较常用的处理方法为化学处理法, 而化学处理法主要包括化学氧化法、化学混凝法和膜分离法等。

2.2.1 化学氧化法。

化学氧化法在近几年废水处理方面得到了广泛的应用, 主要分为臭氧氧化法、光化学氧化法和电化学氧化法等。此方法主要为了去除印染废水的色度和有机物, 具有处理操作简单、占地少等优点, 但也存在处理成本高, 处理大流量废水难度大等缺陷。而电化学氧化主要是通过氧化基团破坏有机物的稳定结构, 以降解印染废水的污染物。

2.2.2 化学混凝法。

化学混凝法有混凝气浮法和混凝沉淀法, 对化学混凝法的选择以混凝剂的沉降性能为标准。而混凝剂主要分为有机混凝剂和无机混凝剂。有机混凝剂溶于水后拥有很强的吸附能力, 其脱色能力远远强于无机混凝剂。

2.2.3 膜分离法。

膜分离法是目前应用较为广泛的一种新型分离技术, 具有操作方便、工艺简单和无污染等优势, 但同时也存在着投资成本高, 对设备要求高、容易使膜发生堵塞等问题。目前膜分离法主要采用超滤、纳滤和反渗透等方式。

3 印染企业的生产废水处理实例分析

根据以上分析得知, 印染废水具有不同的特征和处理方法, 因此, 如何针对印染废水的特征采取合理、有效的处理工艺成为了印染企业首要解决的任务。因此, 下面以某印染企业为例, 对印染废水处理措施进行分析。

3.1 印染废水的特征

某印染企业生产针织棉及棉混纺织物, 产生的印染废水水质情况如表1所示。

3.2 项目废水治理措施

该印染企业采用厂内治理与末端治理相结合的方式, 即从源头减少污染, 又确保产生废水能够达标排放。

3.2.1 厂内治理措施

该企业引进国际先进的低浴比织物染色机-高效气流染色机, 处理、染色以及后处理的加工均在织物染色机内进行, 处理液、染液、后处理液均循环使用。气流染色机区别于传统的溢流染色机, 织物的水洗接受的都是净水, 边水洗边排放。被洗除的碱剂、杂质、各种助剂及浮色, 不会再沾污到织物上, 水洗效率高, 用水量少, 平均染色浴比在 (1∶4~7) 左右, 因此废水产生量远远低于传统溢流染色机。

企业采用“砂滤+活性炭吸附+离子交换+超滤”系统深度处理部分印染废水, 深度处理后的废水回用于染整车间, 提高了项目生产废水的循环利用率, 减少废水排放量。

3.2.2 末端治理措施

该企业采用“混凝+酸化+生物接触氧化”工艺, 即提高水质的可生化性, 又可降低造价。全厂污水处理工艺如图1所示。

3.3 处理工艺流程分析

首先经格栅井去除印染废水的大悬浮物, 并进入调节池, 调节废水流量及浓度;然后进入混凝沉淀池, 再流入水解池, 使废水中的大分子有机物降解为小分子有机物利于好氧生化处理;水解后的废水进入生物接触氧化池, 通过培养好氧微生物和空气将有机物分解为无机物, 完成大部分有机污染物质的降解去除;接触氧化池出水自流进入二沉池进行固液分离后, 在进入二次混凝沉淀池, 使水中难以沉淀的胶体颗粒形成大颗粒絮体进行分离后, 部分废水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》 (GB4287-2012) 排放标准外排。

3.4 处理效果分析

该印染企业运营至今, 获得了良好的处理效果。印染废水的BOD5/CODcr值从0.2提升到0.4左右, 从中达到了提高废水可生化性的目的。废水处理效果见表2。

4 结论

综上所述, 在印染企业治理污水处理当中, 需从清洁生产角度出发, 以提高生产用水和染料的利用率, 降低污水排放量为目的, 最大程度地减轻末端治理的难度。在印染废水末端治理中, 目前广泛使用的是组合处理工艺, 可确保印染废水达标排放。

参考文献

[1]陈志德.印染行业污水处理工艺探析[J].环境与发展, 2014 (Z1) .

[2]王树东.双膜系统在化工废水深度处理中的应用[J].水处理技术, 2012, (11) .

印染废水处理方法简析 篇2

纺织印染废水是最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。印染废水的水质复杂, 污染物按来源可分为两类:一类来自纤维原料本身的夹带物;另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。印染工业用水量大, 通常每印染加工1吨纺织品耗水100~200吨, 其中80%~90%以印染废水排出。而排放1吨印染废水, 可污染20吨水体。因此, 研究和处理印染废水非常重要。

印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异, 污染物组分差异很大。一般印染废水p H值为6~10, CODCr为400~1000mg/L, BOD5为100~400mg/L, SS为100~200mg/L, 色度为100~400倍。但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后, 废水水质将有较大变化。如, 当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时, 废水的CODCr, 将增大到2000~3000mg/L以上, BOD5增大到800mg/L以上, p H值达11.5~12, 并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中CODCr的量超过废水中CODCr的量20%时, 生化处理将很难适应。纺织工业中常见的几种废水是:退浆废水;煮炼废水;漂白废水;丝光废水;染色废水;印花废水;整理废水;碱减量废水。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。

回收利用:废水可按水质特点分别回收利用, 如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流, 前者可以对流洗涤, 一水多用, 减少排放量;碱液回收利用, 通常采用蒸发法回收, 如碱液量大, 可用三效蒸发回收, 碱液量小, 可用薄膜蒸发回收;染料回收, 如士林染料可酸化成为隐巴酸, 呈胶体微粒, 悬浮于残液中, 经沉淀过滤后回收利用。

无害化处理可分:物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色;化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度, 还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原性物质, 使硫化染料和还原染料沉淀下来;生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质, 达到排放标准或回收要求, 往往需要采用几种方法联合处理。

2 印染废水处理方法种类简述

2.1 印染废水处理的物理法——吸附法。

在物理处理法中应用最多的是吸附法, 这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合, 或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床, 使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。该法对去除水中溶解性有机物非常有效, 但它不能去除水中的胶体和疏水性染料, 并且它只对阳离子染料、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。

2.2 印染废水的化学处理法

2.2.1 混凝法。

主要有混凝沉淀法和混凝气浮法, 所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主, 混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。

2.2.2 氧化法。

臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果, 但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。

2.3 印染废水的生物处理法。

我国对印染废水的处理方法以生物处理为主, 其中好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看, 我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外, 鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用, 生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于微生物对色度去除率不高, 一般在50%左右, 所以当出水色度要求较高时, 需辅以物理或化学处理。

好氧生物处理对BOD5去除效果明显, 一般可达80%左右, 但色度和COD去除率不高, 而且好氧法的运行费用高并且剩余污泥的处理或处置不好解决。

厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐, 染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及单氮基因聚合物, 都能通过厌氧分解, 通常在中温条件下进行, 水力停留时间6小时, 主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。

厌氧—好氧组合法是近几年处理高浓度有机废水的主要方法, 这种方法可以高效去除废水中的BOD5, 还可达到脱氨除磷的深度处理目的, 同时解决了活性污泥膨胀的问题。采用这一方法, 目前主要开发了两种工艺:厌氧—好氧—生物炭接触工艺;厌氧—好氧生物转盘工艺。

3 常见处理工艺流程

该处理工艺是我国印染废水处理中采用较多、较成熟的工艺流程。其中厌氧处理可以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BOD5/CODCr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, 因污泥在厌氧生化段有足够的停留时间 (8~10h) , 能进行彻底的厌氧消化, 使整个系统没有剩余污泥排放, 即达到自身的污泥平衡。

该处理工艺为我国天津某针织厂处理该厂洗染车间的染色废水所用到的工艺。废水所含染料种类为:直接染料, 硫化染料, 分散染料, 活性染料, 阳离子染料等。废水颜色为黑, 黄, 绿, 蓝, 红等色。废水p H值变化范围为8~11。原水COD含量为400~800mg/L, 色度为200~500, BOD5为100。通过投药量为聚铝200~500mg/L, 聚丙烯酰氨30~40mg/L, 出水水质达到COD去除率70%~80%, BOD5去除率89.6%, 脱色率达90%以上。

4 降低印染废水处理成本的有关方法

随着印染行业使用的原材料品种日益增多, 有的以化学原料代替天然原料, 使废水处理的难度大大增加, 因此处理费用也相对增加。基于此, 不少节省成本的处理方法应运而生。

例如, 深圳某印染厂使用燃油锅炉, 排出的锅炉烟道气中含有一定量的SO2等酸性物质, 而印染生产废水的p H值较高, 碱性大。因而在设计中, 部分印染废水先用于锅炉烟道气脱硫除尘处理, 使烟道气中的酸性物质与废水中的碱性物质反应, 解决了烟道气的脱硫除尘问题, 同时也降低了印染废水的碱性, 减少印染废水处理的运行成本。

再例如, 瓦斯灰是炼钢炉废物, 含有铁及其氧化物和活性碳粒, 处理印染废水可形成腐蚀电池, 有去除COD及脱色效果。未处理印染废水的COD为300~800mg/l, 色度300~600倍, p H6~10。处理时将p H调正在5~6, 在瓦斯灰柱中停留25分钟, 混凝搅拌10分钟, 结果COD去除率87%~91%, 脱色率95%以上, 处理后出水的COD<100mg/l, 水质清彻透明, 各指标均达排放标准, 由于以废治废, 每吨废水处理成本仅0.5元。

结语:到目前为止, 各种印染废水处理方法从经济性、技术性、对环境影响和实用性考虑都各有特点。有机物的去除以生物法为主, 色度的去除以物理化学方法为主, 对难生物降解的印染废水, 主要采用厌氧、好氧联合处理, 对易于生物降解的印染废水, 可采用一段生物处理。但总的来看, 在我国处理印染废水中, 生化法处理占主导地位, 物理、化学法居辅助地位。

摘要：简述了印染废水的污染特征和物理、化学、生物降解等各种处理方法, 分析了相应方法的处理机理, 并介绍了印染废水的组合处理方法。

关键词：印染废水,处理方法

参考文献

[1]戴日成.印染废水水质特征及处理技术综述[Z].[1]戴日成.印染废水水质特征及处理技术综述[Z].

[2]张林生.染料废水综合混凝—电气浮脱色处理[Z].[2]张林生.染料废水综合混凝—电气浮脱色处理[Z].

印染废水生物吸附处理法综述 篇3

传统的吸附法的工作原理主要是将活性炭、粘土等多孔物质的颗粒或粉末与废水混合, 或让废水通过由其颗粒组成的滤床, 使废水中的污染物质吸附在吸附剂表面上后被过滤除去[2]。传统的吸附法对除去废水中的溶解性有机物十分有效, 但它对于胶体和疏水性染料等物质却无能为力。活性炭具有较高的比表面积, 具有较强的脱色吸附性能, 可吸附废水中的多种有机物和金属离子, 吸附后活性炭还可以通过热空气再生循环利用, 但再生后脱色率下降, 需不断补充新炭, 运行费用较高, 所以常用作在废水处理的预处理或深度处理工段。

而与传统吸附法相比较, 生物吸附法是将活性污泥对有机物的降解的吸附和代谢降解两个过程分别在各自的反应器内进行, 这样将活性污泥充分的利用, 不仅能够通过传统的吸附作用吸收降低废水中的有机物含量, 而且能够分解吸收的有机物作为自身微生物的养料, 维持细菌的生长。由于细胞结构的复杂性使得对于生物吸附的机理研究处于争议状态, 现在普遍认为生物吸附中微生物吸收金属离子的过程主要分为有两种方式, 第一种是金属离子在细菌表面的被动吸附, 生物体细胞壁上的官能基团被动的与金属离子发生结合;第二种是活体细胞的主动吸附, 细胞表面的某些酶与细胞表面吸附的金属离子主动结合, 通过细胞壁转移至细胞内[3]。

生物吸附法始于50年代的美国, 其突出的优点是污泥负荷高, 约为常规活性污泥法的10-20倍, 抗冲击负荷能力强, 对pH和有毒物质具有很大的缓冲作用, 同时由于吸附池停留时间短, 处理费用大为降低, 运行费用不足普通活性污泥法的50%, 具有极高的经济适用性。

生物吸附的过程可以大致由上图表示, 这种方法不仅在低浓度下, 对重金属等有害物质可以被选择性地吸附去除, 还可以有效地回收一些贵重金属, 利用生物吸附法处理废水效率高, 投资小, 菌种的来源广泛, 运行费用低, 具有较强的经济价值。但是对于工业化处理废水来讲, 生物吸附法仍然具有一定的困难, 主要是由于自然状态下的微生物菌的成长能力较弱, 耐冲击性能较差, 不利于工业上生物吸附的连续性操作, 所以要想生物吸附像活性炭吸附一样应用于废水的工业化处理, 必须将微生物菌种制备成固定的颗粒。相对于工业而言, 生物吸附剂应符合以下几方面的要求, 首先是要具有较理想的物理、化学和机械性能, 适用于如全混、柱式或流化床等连续流动系统, 其次是要具备快速有效的吸附和解吸操作的能力, 同时对金属具有较好的的选择性, 以便重金属的回收利用, 最后要有较好的循环利用能力和较低的运行成本和死亡率, 以提高经济性[4]。

与传统的活性炭吸附法相比, 生物吸附法具有以下方面的优点: (1) 生物吸附法处理能力更强。生物吸附不仅能够处理可降解有机物, 对与重金属等物质也有较强的吸附作用, 处理废水的能力更强, 效率更高 (2) 生物吸附法具有较强的自我调节能力。生物吸附中存在的细菌能够自己通过不断地进行繁殖、适应、淘汰、优选产生更强的微生物菌种, 这样产生的微生物菌种不仅具有更强的适应性, 繁殖能力和处理能力更强, 同时还具有较强的抗冲击能力, 这样使得生物吸附法具有更强的自我调节能力。 (3) 生物吸附法适应性更好。由于生物吸附法中物理化学作用占主导作用, 因此对毒物、pH值、负荷以及温度的变化都有较强的适应性。 (4) 生物吸附法效果更好。生物吸附法对于可生化性的提高, 具有更好的效果, 也可以根据生产要求对吸附补充一定量的混凝药剂进行强化, 这样对于后续处理单元的工作更加方便灵活多变。

虽然生物吸附具有很多优点, 但是目前利用生物吸附技术大规模处理废水的系统却很少, 因为各方面的影响因素限制了它的大规模使用, 例如缺乏金属和生物吸附剂之间作用的动力学数据, 不能进行过程设计和放大以及经济衡算等, 因此有必要对生物吸附现象进行进一步的研究[5]。随着社会经济的发展和人们对环境问题的重视, 印染废水生物吸附处理技术一定会得到快速长久的发展, 生物吸附法一定将绽放属于自己的光彩。

参考文献

[1]刘东莲.染料废水处理方法的研究进展.河南化工. (2004) 12-0005–03

[2]朱建平等.吸附气浮法脱除染料离子的研究.环境工程, 1993, 11 (1) :10～12.

[3]杨书铭, 黄长盾.纺织印染工业废水治理技术.北京:化学工业出版社, 2002

[4]胡厚堂, 王海宁.生物吸附法处理水体中的重金属的现状与展望.新疆环境保护, 2003

印染废水的分类处理及思考 篇4

关键词：印染,印染废水,废水处理

0 引言

我国纺织工业量大面广, 产生的废水数量多、有害物质含量高, 这些都对环境和水资源的安全构成了严重威胁。在纺织工业废水中, 以印染废水污染最为严重。对于印染废水的整治一直是我国乃至世界各国研究的重点课题之一。随着市场需求的不断提高、纺织面料的推陈出新, 染料的品种日益增多, 染料的成分日趋复杂, 并且近年来随着人们环保意识的增强, 强调和谐发展, 这些都对印染废水的治理工艺提出了新的要求。在这样的背景下, 如何将先进工程技术应用到印染废水的处理中, 成为环境工作者研究的重点。

1 什么是印染废水

染整工艺的废水叫染整废水, 俗称印染废水。这种废水的一般特点为水量大, 浓度高, 大部分废水呈碱性, 色泽深。印染废水的水质与印染厂的生产工艺和所用染料有关, 随纺织品种类不同而有所差异, 因而水质波动较大。具体到某个工厂, 废水的污染物成分及其浓度会随着产品的变化而发生波动。印染废水的成分一般以有机污染物为主, 排除酸以及碱之外, 废水当中的大多数污染物都是天然或者是合成有机物, 其处理难度系数非常高。现阶段, 随着染料品种的变化以及化学浆料的大量使用, 使废水含难生物降解的有机物, 部分废水还含有毒有害物质, 因此印染废水是较难处理的工业废水之一。关于其处理方法的研究也进展不断。印染废水分类方法多样, 按纺织材料可分为分毛, 棉, 丝绸和化学纤维印染废水等;按染料成分可分为直接染料, 活性染料, 还原染料, 硫化染料废水等。附着材料和染料不同, 产生的废水性质不同, 自然需要不同的处理方法。

2 印染废水的一般处理方法

2.1 印染废水的物理处理法

在印染废水的物理处理方法中使用最多的是吸附法, 就是将活性碳、高岭土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合, 使废水当中的相关污染物质吸附到存在多孔的物质表面, 最终达到去除杂质的目的。从某种程度上讲, 活性碳吸附法在去除废水有机物方面具体非常强的效果, 然而它不会去除水中的相关胶体以及疏水性染料, 仅仅是对活性染料、直接染料以及酸性染料等染料存在较好吸附功能。此外, 为了在一定程度上达到最好的吸附效果, 在工程应用中可以综合考虑吸附剂对于染料所具有的选择性, 然后按照废水的实际水质情况合理选择吸附剂。但是, 对于成分复杂的印染废水来讲, 仅仅使用物理吸附的方法来处理效果并不理想。物理类印染废水处理方法比较适合作为多种处理方法合并使用中一个处理过程来使用。

2.2 印染废水化学处理方法分析

目前, 印染废水在化学处理方法上具体较为丰富的种类, 目前应用较多的是混凝法、化学氧化法和电解法。混凝法主要是指在相应废水当中投入一定量的混凝剂, 从而使其在废水中形成相应胶团, 并与废水胶体物质中和, 最终形成凝团。具体来说, 混凝法不仅能够去除废水当中相对细小的悬浮颗粒, 还可以去除色度以及微生物物质, 其主要包括混凝沉淀法以及混凝气浮法。近来采用高分子混凝剂者日益增加, 比较常见的高分子混凝剂是聚丙烯酰胺, 具体划分为非离子型、阴离子型以及阳离子型。在化学氧化法应用过程中, 主要是借助强氧化剂针对废水当中的相关有机物、色度以及细菌微生物等实施氧化处理。当对印染废水实施化学处理的过程中, 因运行费用以及环境接纳情况的限制, 一般情况下不会应用化学性质的固态氧化药剂。而臭氧氧化法对于大部分染料都存在相对较好的脱色效果, 然而在硫化、还原以及涂料方面的脱色效果相对较差, 究其原因在于其不溶于水。光氧化法在处理印染废水上具体相对较高的脱色效率, 然而设备投资以及电耗较高。

2.3 印染废水生物处理方法分析

从目前情况来看, 好氧生物处理方法以及厌氧生物处理方法对于去除某些有机质有效, 但对于色度的实际去除率却相对较低, 因此, 当色度要求相对较高的时候, 需要和其他处理方法联合使用, 才能达到理想的废水处理效果。特别是随着溶剂、化学浆料以及表面活性剂等的大力推广应用, 其印染废液成分复杂, 单纯的生物处理难度逐渐增大, 难以达到预期要求。所以近年来, 在这方面又开发了新的处理工艺:厌氧-好氧-生物炭接触工艺和厌氧-好氧生物转盘工艺。厌氧-好氧-生物炭接触处理工艺, 处理效果完全可以达到国家排放标准, 再稍加进一步处理还可回用, 系统的污泥趋于自身平衡。而且处理效果稳定, 不外排污泥, 也没发现厌氧池内污泥过度增长。厌氧-好氧生物转盘工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置, 整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。

3 总结及思考

伴随纺织相关工业的发展及环境保护的需要, 印染废水的有效处理成为实现行业可持续发展所必须解决的一个重要课题。印染废水的处理方法随着工业印染技术的不断发展, 也正在不断更新, 对于印染废液处理方法的环保性和处理过程的高效率方面的要求也在逐步提高。无论是物理处理方法、化学处理方法, 还是生物技术处理法, 每种处理方法都各有其长处和短处, 也没有哪种方法能解决印染废液处理中的所有问题, 在某些情况下, 各种处理方法联合应用才能实现处理结果的最优化。可以预见, 低能耗、环保和易操作的印染废液处理方法将是未来最有潜力的发展方向。

参考文献

[1]耿云波, 刘永红, 赵鹏飞.印染废水生物处理技术的应用现状及研究进展[J].工业用水与废水, 2010, 41 (04) :1-4.

[2]奚旦立, 马春燕.印染废水的分类、组成及性质印染废水处理[J].印染, 2010 (14) :51-53.

印染废水处理技术探讨 篇5

关键词：印染废水,废水处理,微生物絮凝剂

在近几十年,印染废水逐渐成为水环境的重点污染源之一,且排放量也连年增加,对环境构成了严重的威胁。因此,其处理技术一直是国内外环保界研究的重点课题。在这几十年内,通过广大环保工作者的努力,开发了许多处理印染废水的技术。从最初的传统方法到现在的新型处理技术,都得到了实践,也得到了比较好的效果。传统的处理方法包括:物理吸附法、混凝、化学氧化法、生物处理等;新型的处理方法包括:光化学氧化法、膜分离技术法、超声波技术法、高能物理法等。下面我们将对这些传统和新型的处理方法进行阐述。

1 传统处理方法

1.1 物理吸附法

物理吸附法[1]是在物化法中应用较早的一种,是利用多孔性的固体物质(吸附剂) 吸附水中的污染物,以去除废水中的色度、悬浮物、胶体以及水溶性有机污染物。目前所用吸附剂主要有活性炭、焦炭、硅聚合物、 硅藻土、高岭土和工业炉渣等。吸附法有很多优点,包括:吸附剂来源广泛,种类较多,价格便宜,能够满足不同种类染料的需求;吸附效率较高,常与其他方法联合使用作为前处理;吸附过程不破坏染料分子的结构,染料可以回收利用。

吸附法特别适合低浓度印染废水的深度处理,投资小,特别适合中小型印染厂废水的处理。传统的吸附剂主要是活性碳,活性碳只对阳离子染料、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,但是不能去除水中的胶体疏水性染料,并且再生费用高,使活性碳的应用受到限制[2]。近几年研究的重点主要在开发新的新的吸附剂以及对传统的吸附剂进行改良方面。

1.2 混凝(絮凝)法

混凝法[3]通常是用来除去废水中的胶体污染物和细微悬浮物,是利用混凝剂的凝聚作用,与废水中的有机质形成具有明显沉降性能的絮凝体,然后再用重力沉降,过滤,气浮等方法予以分离的单元过程。这一过程包括凝聚和絮凝两个步骤,二者统称为混凝。详细一点地说,凝聚是指在化学药剂作用下使胶体和细微悬浮物脱稳,并在布朗运动作用下,聚集为微絮粒的过程,而絮凝则是指为絮粒在水流紊动作用下,成为絮凝体的过程。该处理方法操作简便、占地面积小、对疏水性染料脱色效率很高,但运行费用较高、泥渣量大且脱水困难。混凝剂主要包括:无机分子混凝剂、有机高分子混凝剂、天然高分子混凝剂。

1.2.1 无机分子混凝剂

在印染废水脱色处理中应用比较广泛的无机混凝剂主要包括金属盐类和无机高分子聚合电解质,其中以铁盐、镁盐、铝盐以及硅、钙元素的化合物为主。根据应用情况来看,碱式氯化铝、硫酸铝、三价铁盐等单纯铝盐都对一些水溶性染料废水的脱色率不高,且使用的pH范围较窄。FeSO4对于大部分水溶性染料均具有较好的脱色效果,例如处理硫化染色废水,色度去除率为95%,硫化物和BOD去除率为96%和59%。但由于FeSO4脱色的机理是将生色基团还原,还原产物为有机小分子不能有效混凝去除,因此CODCr的去除率不高,且对溶液中碱度的消耗较大,混凝剂的用量也较大[4,5]。

MgO、MgSO4等镁盐,利用其在水溶液中生成的Mg(OH)2 的强烈吸附作用,对含磺酸基团的水溶性染料具有良好的处理效果,脱色率、CODCr去除率分别可达98%和70% 以上[6]。采用MgCl2和Ca(OH)2处理活性染料和分散性染料废水,其效果要好于Al2(SO4)3、FeSO4/Ca(OH)2[7]。其机理是Mg2+与羟基、羧基或SO${}_4^{2-}$反应生成稳定的螯合物,这些螯合物可通过絮凝作用从废水中去除。但镁盐也存在pH范围窄的缺点。

大量的研究和应用实践表明,采用无机混凝剂包括铁盐、铝盐、镁盐及无机絮剂对 以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料具有良好的脱色效果,如分散染料、硫化染料、 氧化后的还原染料、偶合后的冰染染料、颜料以及分子量较大的直接染料和中性染料; 而对不易形成胶体微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料废水则混凝脱色效果不理想。

1.2.2 有机高分子絮凝剂

最近几年的研究表明,有机高分子絮凝剂特别是人工合成的高分子絮凝剂对印染废水显示更好的脱色效果。目前用于印染废水中的有机高分子絮凝剂主要分为:表面活性剂、天然高分子及其改性剂、人工合成有机高分子絮凝剂。

天然有机高分子絮凝剂无毒、可降解处理效果好如淀粉、壳聚糖等,越来越引起人们的关注。以壳聚糖丙烯酰胺和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵为原料合成的壳聚糖改性脱色絮凝剂,用在印染废水处理中具有很高的脱色率和COD去除率。以阳离子淀粉、双氰胺、甲醛为主原料制备的阳离子絮凝剂,具有价廉反应温和的特点,将其用在印染废水处理中,CODCr去除率大于91%,脱色率大于99%[8]。

目前应用最好的高分子絮凝剂 PAN-DCD,通过静电作用和分子间氢键将水中的染料絮凝、聚沉和沉降,其对中性染料、活性染料、酸性染料脱色效果良好,脱色率达90%以上,另外余颖等[9]也对 PAN-DCD的效果进行了研究,在酸性条件下,该絮凝剂对活性染料的脱色率接近100%。

1.3 生物处理法

生物处理法是利用微生物酶来氧化或还原有机物分子,通过一系列氧化、还原、 水解、化合等生命活动,来破坏其不饱和键和发色基团,最终将废水中有机物降解成简单无机物或转化为各种营养物及原生质。生物法具有运行成本低、处理效果稳定等优点,在印染废水处理中得到了较为广泛的应用。常用的印染废水生物处理方法有厌氧法、好氧法、厌氧-好氧组合法[10]。

1.3.1 好氧生物处理法

好氧生物处理是一种在有氧条件下,以好氧微生物为主,使有机物降解的处理方法。好氧处理法分为活性污泥法和生物膜法。印染废水含有大量可溶性能被生物降解的物质,采用好氧处理法能获得较好的BOD处理效果,但COD、色度去除率不理想。活性污泥既能分解大量的有机物质,又能去除部分色度,还可以微调pH值,运转效率高且费用低,出水水质较好,适合处理有机物含量较高的印染废水;生物膜法对印染废水的脱色作用较活性污泥法高[11]。

1.3.2 厌氧生物处理法

厌氧处理不仅可用于处理高浓度有机废水,也可用于处理中、低浓度有机废水,对染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基均可降解,但还不能完全分解一些活性染料的中间体,如致癌的芳香胺等。由于厌氧处理的出水水质往往达不到排放标准,因而单纯使用厌氧处理法的处理工艺较少,通常与好氧生物法串联使用[12]。

1.3.3 厌氧-好氧组合法

厌氧-好氧组合处理工艺,能在一定程度上弥补好氧生物处理工艺的不足。难降解染料分子在厌氧菌的作用下水解、酸化而分解成小分子机物,接着被好氧菌分解成无机小分子。通常厌氧段采用UASB反应器,好氧段目前大多采用生物接触氧化法。间歇曝气活性污泥 SBR工艺,采用间运行方式,废水间歇地进入处理系统并间歇地排出,充分利用兼性菌的作用,在同一反应器内程序地行缺氧-厌氧-好氧过程,抗负荷与毒物冲击能显著增强,可实现高进水浓度、高容积负荷和高有物去除率,在处理高浓度印染废水方面独具特色,且对氮、磷、硫的脱除效果亦十分显著[13]。

1.4 化学氧化法

化学氧化法主要是借助化学氧化剂的氧化作用破坏染料的发色基团结构,而达到脱色的目的。主要方法有氯氧化法、臭氧氧化、过氧化氢氧化和二氧化氯氧化。该法一般对含水溶性染料的废水如活性、直接、酸性等阴离子染料有较高的脱色率。但对以分散悬浮状态存在于废水中的分散、还原、硫化染料和涂料的脱色效果较差[14]。

1.4.1 氯氧化法

氯氧化法是利用存在于废水中的显色有机物具有比较容易氧化的特性,用氯或其化合物作为氧化剂,氧化显色有机物并破坏其结构,达到脱色的目的。常用的氯氧化剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠和二氧化氯等。氯氧化剂对于易氧化的染料如阳离子染料、偶氮染料和硫化染料有良好的脱色效果;而对于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料等,脱色效果较差。

1.4.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法[15]在最近近几年被广泛用于去除染料和印染废水的色度和难降解有机物。它主要是通过活泼的羟基自由基OH·与有机物反应,使发色基团中的不饱和键断裂,达到脱色和降解有机物的目的。臭氧氧化的主要优点是臭氧发生器简单紧凑、占地少, 容易实现自动化控制。主要缺点是处理成本高,不适合大流量废水的处理。

1.4.3 Fenton试剂氧化法

Fenton试剂氧化法[16]是H2O2与Fe2+ 反应产生强氧化性游离基·HO,·HO可与废水中的有机物作用,使染料分子断键而脱色。Fenton试剂中用到的FeSO4和H2O2 都是常见的廉价原料,而且Fe2+ 又有混凝作用。因此Fenton法处理废水具有巨大的应用和研究价值。Fenton试剂氧化法的缺点是Fe2+会促使 H2O2分解,H2O2的氧化效率不高,而且反应需在pH为3的条件下进行,因此用该法需消耗大量酸,造成新的污染源,还会造成设备腐蚀。

1.5 电化学法

印染废水的电化学处理始于20世纪80年代中期,电化学法处理印染废水的机理[17]是利用电解氧化、电解还原、电解絮凝或电解上浮等作用破坏分子的结构或存在状态而脱色。电化学法具有:絮凝、气浮、氧化和微电解作用。在废水处理中电絮凝、电气浮和电氧化过程往往同时进行。可溶性阳极铁或铝不断地失去电子,以Fe2+ 或Al3+进入溶液中形成具有较高吸附絮凝活性的Fe(OH)2或 Al(OH)3 等,能有效地去除染色废水中的染料胶体微粒和杂质。在电流的作用下,废水中的部分有机物可能分解为低分子有机物,还有可能直接氧化成CO2和H2O。同时阳极产生的新生态氧可氧化破坏染料分子结构而脱色。同时,阴极上产生的新生态的H2,还原能力很强,可与废水中的污染物起还原反应,或生成氢气。未被彻底氧化的有机物部分还可和悬浮颗粒被 Al(OH)3吸附凝聚并在氮气和氧气带动下上浮分离,从而提高水处理效率,处理后的印染废水能达到一级标准。

电化学法脱色速率快,应用比较广泛,操作管理也比较方便,而且处理过程中污泥和浮渣较少,成本比较大 。

2 新型处理方法

2.1 膜分离法

分离膜[18]是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质,它能使流体内的一种或几种物质透过,而其它物质不透过,从而起到浓缩和分离纯化的作用。按滤膜孔径大小的不同分四种类型,即微滤、超滤、纳滤和反渗透。微滤能够将胶体粒子与溶解聚合物分离开,可有效地脱除沉淀不能除去的包括细菌病毒和寄生物在内的悬浮物;超滤可将聚合物和胶体粒子与可溶低分子物质分开;纳滤能将二价离子与单价离子分离;反渗透只允许水通过。

膜分离法的特点主要有:膜分离法能耗低,因此又称节能技术,在膜的分离过程中不发生相变;膜分离法的装置比较简单,操作容易且易控制。作为一种新型的水处理方法,与常规水处理方法比,具有占地面积小,处理效率高等特点;膜分离技术不仅适用于有机物和无机物、病毒、细菌等微粒的分离,还适用于溶液中大分子与无机盐的分离以及一些共沸物或近沸点物系的分离。

2.2 光化学氧化法

光化学氧化法包括光激发氧化法和光催化氧化法。其氧化作用强烈,且无污泥产生,无二次污染,有很好的应用前景,其有效光是紫外线[19]。光激发氧化法是利用光和氧化剂的联合作用,氧化分解废水中有机污染物的方法。可对印染废水有效脱色是对化学氧化法的进一步发展。光催化氧化法具有明显的节能高效、污染物降解彻底等特点,常用的催化剂有二氧化钛、过氧化氢、草酸铁等无机试剂。

2.3 超声波技术

超声波技术[20]作为一种新的废水处理技术兴起于20世纪90年代初,该处理技术主要是利用废水中有机物在超声波空化作用下得到降解。超声空化是液体中的一种极其复杂的物理现象,是指液体中微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩和崩溃等一系列动力学过程。在空化作用产生的高温、高压下,水分子裂解产生强氧化性的自由基·OH和H2O2,进而引发各种化学反应,使废水中有机物得以降解。

2.4 高能物理法技术

高能物理法[21]是一种新的水处理技术,当高能粒子束轰击水溶液时,水分子发生激发和电离,生成离子、激发分子、次级电子,这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO自由基和H原子,与有机物质发生作用而使其分解。高能物理法处理印染废水的特点是设备占地小、有机物去除率高、操作简便。但是用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大。若要真正投入实际运行,还需进行大量的研究工作。

2.5 放电等离子体技术

等离子体是在特定条件下使气体部分电离而产生的非凝聚体系。体系中离子、自由基、中性原子或分子等重粒子的温度接近或略高于室温,所以称这些等离子体为低温等离子体。低温等离子体是具有足够高能量的活性物质,可以使反应物分子激发、电离或断键。研究表明,等离子源在湿润的空气中放电产生强氧化性的·OH和NO·,它们能够破坏染料分子结构而使其脱色降解。

2.6 微生物絮凝剂技术

微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效,且能自然降解的新型水处理剂。与普通的絮凝剂相比,有固液易于分离,沉淀少,适用性广等优点,因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题。

3 发展前景

上面我们依次对现在主要的传统处理方法和新型的处理方法分别做了阐述,我们现在就传统方法和新型方法的优缺点做对比。

随着人们对环境质量要求不断提高和改善,废水排放标准要求也越来越严格。对印染废水而言,由于成分复杂, 单独的化学法或生物法等都难以达到排放要求。因此,在选择废水处理技术时,应对废水的污染物组成、性质等充分调查,掌握生产工艺和水质水量的变化情况,来选择不同的组合工艺。

印染废水处理方法及发展趋势 篇6

1.1 印染废水排放的现状

纺织印染工业是我国传统的支柱行业之一,已有一个多世纪的发展历史。20世纪90年代以来,随着我国经济高速发展,其用水量和排水量也大幅度增长。据不完全统计,我国日排放印染废水量为3000-4000kt,印染厂每加工100m织物,会产生3~5t废水,故由此而造成的生态破坏及经济损失是不可估量的,因而要实现印染行业的可持续发展,必须首先解决印染行业的污染问题。

1.2 印染废水的特点

印染企业生产的产品多种多样,除了织造方法不同外,纤维成分也发生了较大变化,特别是近年来化学纤维的快速发展,各类天然纤维与化学纤维混纺产品不断增加,即使同一企业其产品成分变化也比较大,因而其生产过程中排放的废水水质也经常处于变化之中。一般而言,天然纤维产品印染过程中排放的废水水质可生物降解性较好,天然纤维与化学纤维混纺产品排放的废水水质可生物降解性稍差,而纯化学纤维产品排放的废水水质可生物降解性则较差。主要是生产加工过程中使用的浆料和染料不同以及对纤维的不同前处理工艺所致。总的来说,印染废水具有色度大、有机物含量高,水质变化大,p H值变化大,水温水量变化大等特点。

2 印染废水处理方法在国内外的研究现状及发展状况

正是由于印染企业生产品种的多样性及生产工艺的多样性,而且其废水具有上述的特点,因而处理含染料的废水是一件困难的事,需要特别的工艺技术[1]。目前,含有机染料废水的处理方法较多,物理法、化学法、生物法及其联用方法等都在印染废水处理过程中使用。

2.1 物理法

在物理处理方法中应用最多的是吸附法,吸附法适用低浓度印染废水的深度处理,具有费用低、脱色效果较好的特点,适合中小型印染厂废水的处理。但应对吸附染料后的吸附剂再生及废吸附剂的后处理要引起重视,以减少二次污染。阮晨等[2]对活性炭吸附法去除印染工业废水色度进行了试验与研究,提出这种方法可以大幅度改善出水水质。近年来国内外关于改性膨润土在废水处理中的研究报道也很多[3,4,5,6,7,8,9,10]。马凤国等[11]合成CMC-g-CPAM吸附剂。Soma等[12]采用氧化铝微滤膜,对不溶性染料废水,膜的截留率高达98%。但是膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价格交贵,更换频率较快,使处理成本较高,从而严重阻碍了膜分离技术的更大规模工业应用。萃取技术则是利用不溶或难溶于水的溶剂将染料分子从水中萃取出来[13]。如:近年来发展较快的液膜技术,正是利用萃取技术萃取含染料废水中的染料物质。

2.2 化学法

化学法是处理染料废水的主要方法,也是常用的方法,化学法主要有:混凝法、Fenton法、氧化法,及目前发展起来的氧化联用技术等。

2.2.1 混凝法

化学法中混凝法工艺流程简单,操作管理方便,设备投资少,占地面积小,对疏水性染料脱色效率高;但运行费用较高,泥渣量多且脱水困难,对亲水性染料处理效果差,需要开发新型高效混凝剂。祝社民等[14]自行研发出一种新型混凝剂,它能广泛应用于印染废水等废水处理中,经过一步强化混凝处理后,各种废水的COD、色度和浊度等均有良好的去除效果。边凌飞等[15]采用新型复合混凝剂PAC-PDMDAAC对印染废水进行处理。通过探索药剂投加量、原水的p H、沉淀时间和搅拌时间对脱色率和COD去除率的影响,得出PAC-PDMDAAC处理印染废水,对降低废水中的化学需氧量、色度具有显著效果,COD去除率为67.4%,脱色率为50.4%。方旭等[16]在分析混凝机理和各种混凝剂特性的基础上,用新型复合型混凝剂Ⅰ型和Ⅱ型对印染废水处理进行了实验研究。实验结果表明:Ⅰ型和Ⅱ型对COD去除率分别为70.1%、80.8%,色度去除率分别为84.0%、99.2%。

2.2.2 Fenton法

Fenton法以其设备简单和操作方便等优点得到广泛的研究与应用,国内在其反应机理方面也进行了相关的研究[17]。Fenton试剂能有效分解有机污染物,甚至彻底地将有机污染物氧化分解为二氧化碳、水和矿物盐等无害无机物,不会产生新的污染。史红香等[18]对Fenton试剂氧化处理印染废水进行了研究。考察了反应时间、双氧水投加量、硫酸亚铁投加量及p H值对印染废水的色度及COD去除率的影响。徐桦等[19]建立了一个用电Fenton法处理污水的装置,寻找到了最佳处理条件。

2.2.3 氧化法

臭氧氧化法是目前研究较为成熟的方法,同时也是化学氧化法中最常用的方法。臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差,且耗电多,不适合大流量废水的处理,而且CODcr去除率低。通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水,而是将它与其它方法相结合,彼此互补达到最佳的废水处理效果。

臭氧氧化法虽然具有以上不足,但随着技术的全面发展这些缺点将日益被弥补。目前国内外在臭氧氧化及联用技术的研究与应用中有两种趋势:一种是基于臭氧的高级氧化过程,与其它方法联用将臭氧催化转化为氧化性更强的羟基自由基,如:O3/UV氧化组合、O3/超声波组合、O3/重金属离子的方法,都能使O3转化为OH等强氧化性物质,与有机物反应[20],降低臭氧的消耗及处理成本,提高臭氧的利用率。另一种是采用固体颗粒,如:活性炭[21]、金属氧化物为催化剂来加强臭氧氧化,这些方法不另需氧化剂或能源。

(1)O3/UV联合氧化技术

近年来,光催化氧化技术[22]在染料废水处理领域的应用具有良好的市场前景和经济效益,但该领域的研究还存在诸多问题,如寻求更高效的催化剂,催化剂分离与回收等。O3/UV联合氧化技术是一种在可见光或紫外光作用下进行的光化学氧化过程,因其反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强而迅速发展。O3/UV法是20世纪70年代发展起来的,主要用于处理废水中有毒有害且无法生物降解的物质。自80年代以来,O3/UV法研究范围扩展到饮用水的深度处理,并已成功地应用于处理印染工业废水。李兵宇等[23]进行了关于O3/UV联合氧化技术处理印染纺织行业废水的实验。实验证明,O3/UV联合氧化法比单独臭氧处理更有效,而且能氧化臭氧难以降解的有机物。

(2)O3/超声波组合技术

超声可以强化臭氧氧化,产生强氧化性的自由基,该技术已经应用于印染废水的处理。印染废水大多含有芳香族偶氮化合物,性质稳定,用传统方法很难处理。胡文容[24]用超声强化臭氧氧化技术对偶氮染料偶氮胂I的脱色效能进行了研究。结果表明:单独超声处理并不能降解偶氮胂I,但超声对臭氧氧化偶氮胂I有明显的强化作用。臭氧气体浓度控制为7.07mg/L,外加80W的超声,是超声协同臭氧强化处理偶氮胂I的最佳组合,既可以满足在11min内脱色率达到90%,又可以节省48%的臭氧投加量。超声空化效应产生的高能条件促使臭氧快速分解,产生大量氧化性能强的自由基,偶氮胂I受到这种自由基氧化而降解,溶液的颜色迅速消失。同时,超声可使臭氧的气泡粉碎成微气泡,使臭氧与水的接触面积大大增加,提高臭氧利用率[25]。王晓宇等[26]采用超声波与紫外光协同氧化法处理酸性红B染料废水60min后,脱色率可达99.1%。

(3)活性炭催化臭氧氧化技术

活性炭在反应中,如同碱性溶液中的OH-作用一样,能引发臭氧基型链反应,加速臭氧分解生成·OH等自由基。作为催化剂,活性碳与臭氧共同作用降解微量有机污染物的反应同其他涉及臭氧生成·OH的反应一样,属于高级氧化技术。张彭义等[27]研究表明,与单独的臭氧作用相比,臭氧/活性炭技术对3种有机物的降解速率更快,但活性炭对有机物臭氧化影响作用与有机物种类有关。刘时松等[28]利用臭氧脱色和活性炭吸附联用技术在线连续处理印染加工中的低浓度废水。结果表明,用该工艺处理大多数水溶性染料废水都有较好的效果。出水接近无色,CODcr去除率在80%以上。

(4)金属氧化物催化臭氧氧化技术

金属氧化物[29,30]—臭氧体系中一般有三种可能的催化臭氧化机理:①臭氧被化学吸附在催化剂表面上,形成容易与未被吸附的有机分子反应的活性组分;②有机分子被化学吸附在催化剂表面上,然后同气相或水相中的臭氧反应;③臭氧和有机分子都被化学吸附,然后是这些被吸附物质之间相互反应[31]。其中TiO2一般用作光催化反应,但是它对水中有机物的催化臭氧化也有很好的效果,既可以单独作为臭氧化反应的催化剂,又可以和活性炭一起共同催化臭氧化[32]。

2.3 生物处理法

生物处理法主要包括好氧法和厌氧法,好氧法又分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥既能分解大量的有机物质,又能去除部分色度,还可以微调p H值,运转效率高且费用低,出水水质较好,适合处理有机物含量较高的印染废水;生物膜法对印染废水的脱色作用较活性污泥法高。但是生物法存在着自身无法解决的问题:剩余污泥的处里费用较高。目前人们对厌氧-好氧、深层曝气、纯氧曝气、生物氧化沟、UASB(Upflow Anaerobic Sludge Bed)上流式厌氧污泥床反应器等生化处理方式进行了广泛的研究,并将技术应用于工程中[33]。

3 印染废水处理方法的联用技术

不同的印染废水处理技术对不同类型的污染物有着不同的处理效果,即使对于相同的污染物类型的废水,其污染物含量不同也要求使用不同的水处理技术,因此单一的一种水处理技术难以将印染废水处理彻底,往往需要采用不同的水处理技术进行联合处理才能达到经济、高效、达标的目的。目前,人们已经致力于研究印染废水处理方法的联用技术。其中二级技术有:符德学等[34]采用超声波协同—钛铁双极电解,使电极、电生氢氧自由基氧化、超声空化、电絮凝等组合在同一反应器内,达到了令人满意的降解效果。张艮林等[35]采用均相Fenton氧化—混凝法对印染废水进行了强化处理。结果表明,该法特别适用于处理同时含有亲水性和疏水性染料的印染废水,处理后废水的色度降到35,COD降到103mg/L,去除率分别高达95%和94.3%,脱色效果显著;三级技术有:张彦等[36]介绍混凝—ABR—活性污泥法组合工艺处理印染废水的效果及主要设计参数。运行结果表明CODcr、BOD5及色度的去除率分别达90%、93.4%和97.4%。何松等[37]进行了混凝—微电解—生物法处理印染废水的实验,研究表明,该联合工艺处理印染废水效果好、运行稳定、投资少,可达到国家排放一级标准。

4 结束语

综上所述,物理法的后处理较复杂,易产生二次污染;化学法是提高污水处理效率的有效途径,但是,它存在着成本高的缺点;生物法的处理成本低,但对染料分子的降解效果较差,需要用絮凝法沉淀处理,污泥产生二次污染。这些方法单一使用很难达到印染废水的处理要求,特别是臭氧氧化技术,因为耗电大,成本高,限制了其推广应用,目前该技术主要是联合技术的重要组成步骤,不过随着技术的进步该方法将成为主流技术。因此,各种方法的多级联合运用降解各种难处理废水成为目前引起关注的热点研究课题,多种方法联合使用(尤其是三级降解,如本课题组目前研究的微电解—臭氧—生物联合法)是目前的发展趋势。特别是在印染行业,多级联合降解方法的应用,能保证在不增加成本的前提下,保证有效降低色度,保证出水达到排放标准。

摘要：基于印染废水排放的现状与特点,提出了印染废水处理方法,并介绍其在国内外的研究现状及发展状况。着重分析了处理印染废水的化学法工艺,并根据臭氧氧化法的优缺点,提出该方法将是今后主要研究的化学方法。研究了单一处理印染废水方法的优缺点,提出多种方法联合作用,尤其是三级降解印染废水方法是目前的发展趋势。

印染废水处理工艺及回用技术研究 篇7

1 印染废水水质特点及传统处理工艺

1.1 印染废水水质特点

1.1.1 水质、水量不均匀。

由于每一批原料布的用途不同, 其加工工艺及辅料也有所差异, 这导致不同的生产周期内排水量及废水水质变化很大, 增加了处理难度。

1.1.2 有机物含量高, 碱度高, 色度深, 可生化性差。

特别对于纺织过程中, 织物如采用聚乙烯醇 (PVA) 类的化学浆料, 其印染过程的退浆水COD浓度将达到上万左右, 并且p H大都在10以上, 色度大于500, 可生化性非常差, 常规的处理方法很难处理。

1.1.3 温度和盐分。

由于煮练等工序的影响, 印染废水的出水温度很高, 通常在40℃以上, 夏季通常达到50℃~60℃, 加之较高的盐分, 使得生化的效率大大下降, 处理效果不理想。

1.2 传统处理工艺

传统的印染废水一般采用“物化+生化+物化”的处理工艺, 具体流程为:废水调节→混凝沉淀→厌氧/好氧→气浮。印染废水的高温度及低效率的混凝处理设施很大程度上影响了生化处理效果, 由于混凝沉淀不彻底, 大部分悬浮的有机物被带入生化处理设施, 对生化产生不利影响, 生化处理效率有时甚至低于50%, 而生化末端使用气浮设备无疑增加了处理成本, 出水亦很难完全达到排放要求, 高额的处理成本却没有达到预期的处理效果。

2 印染废水工艺改造及回用

针对传统处理工艺运行费用高、处理效果不理想的特点, 提出了印染废水处理的改造方案:废水调节→冷却降温→铁碳微电解→混凝沉淀→多介质催化氧化→水解酸化→接触氧化→MBR→反渗透→中水回用 (或达标排放) 。

印染废水进行预曝气以达到废水调节与匀质的作用, 其后处理工艺说明如下。

2.1 降温冷却

废水调节池的末端增加高效冷却塔, 在特定季节 (夏季) 对废水进行预降温, 消除高温对混凝沉淀反应的影响, 增强混凝效果, 同时可降低高温对生化反应的影响, 使生化能够正常、稳定的运行。

2.2 铁碳微电解

通过对印染废水的实验, p H10左右的印染废水, 在经过铁碳微电解反应后, p H略有下降, 色度去除率近60%, 结合后续的混凝沉淀, 废水的B/C由原来的0.1上升至0.2~0.3, 废水的可生化性提高。

2.3 高效混凝

与传统的混凝反应不同, 将混凝加药、反应过程集成在设备内, 在不同时间、不同阶段、不同位置依次加入混凝药剂, 不仅充分发挥了药剂的性能与作用, 减小药剂的浪费, 而且提高了混凝反应的效率, 同时也减小了混凝设施的占地面积。。

2.4 多介质催化氧化

对于印染废水进行适度的氧化处理, 不仅可改善废水的可生化性, 而且增加了回用水的活性, 更适合于印染废水的中水回用。

采用无二次污染的臭氧氧化, 配合Ti O2/UV催化的方法, 使得废水中游离的胶体性有机质由难生物降解的大分子转化为小分子, 进一步提高废水的可生化性, 同时氧化处理的尾气 (富氧空气) 导入好氧生化处理中, 增强了后续生化处理的效率。

2.5 水解酸化+接触氧化

经过充分预处理的废水进入生化处理系统, 在常规的水解酸化池中增加了更适应微生物生长的新型组合填料, 其废水的水力停留时间更长, 污泥浓度为常规水解酸化的2~3倍, 处理效果明显增强。

2.6 MBR

以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池, 在生物反应器中保持高活性污泥浓度, 提高生物处理有机负荷, 从而减少污水处理设施占地面积, 并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。利用沉浸于好氧生物池内的膜分离设备截留池内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥 (MLSS) 浓度可提升至6000 mg/L~10000mg/L, 污泥龄可延长至30天以上。膜生物反应器因其有效的截留作用, 保留世代周期较长的微生物, 可实现对污水深度净化, MBR出水达到一级标准排放。

2.7 反渗透处理

随着近几年水处理行业的不断发展, 反渗透膜的性能及寿命日渐成熟, 加之水价的进一步上涨, 使得反渗透膜的应用得到大力发展, 经过膜处理后的废水可回用于煮练、漂洗等工段, 至于对水质要求更严格的染色工段, 回用技术还需进一步探索和发现。

3 结语

印染废水的处理一直是我国废水治理的难点, 仅靠单一的处理工艺很难实现废水的达标排放, 在传统工艺的基础上, 集成催化氧化、膜处理等处理工艺对实现废水回用的目标具有重要的意义, 而优化各工段的运行参数, 降低处理成本是实现印染废水深度处理及回用目标的研究发展方向。

参考文献

[1]魏先旭.环境工程设计手册.

[2]马春燕.印染废水深度处理及回用技术研究[D].东华大学, 2008.

[3]俞海桥, 王俊川, 江良涌, 任以伟.双膜技术在印染废水回用工程的应用[J].中国环保产业, 2011 (08) .