印染废水处理工程应用

印染废水处理工程应用（精选9篇）

印染废水处理工程应用 篇1

我国是纺织印染第一大国,而纺织印染行业又是工业废水排放大户,约占整个工业废水排放量的35% ,印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点[1]。印染废水是指以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水,其特点主要为: 水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性和p H值变化大、水质变化剧烈。由于染料、助剂、织物染整要求的不同,印染废水的p H值、CODCr、BOD5浓度、颜色等也各不相同,但其共同的特点是可生化性差、色度高等[2]。目前用于印染废水二级处理的工艺主要以物理化学法和生物法为主。当前,印染废水二级处理出水水质仍不能达到排放及回用标准的要求,主要问题是二级处理出水中残留的CODCr都是难生化降解有机物; 而一般的混凝沉淀、吸附、气浮等方法也难以将色度完全去除,所以深度处理的对象就是难生化降解有机物和色度。目前,用于印染废水深度处理的主要技术工艺有物理法、高级氧化法、生物法、膜技术等。

膜技术主要是通过对废水中污染物的分离而达到废水处理的目的,此方法的工艺过程简单,处理过程无二次污染,并且出水水质优良,可以回收再利用[3]。曾杭成等[4]研究了超滤- 反渗透双膜技术深度处理印染废水的情况。超滤对浊度的去除率达90% ,但对CODCr和UV254 的去除率较低,对盐分几乎没有去除效果,超滤出水经过反渗透处理后,出水各项指标均接近或优于自来水水质指标,完全达到城市污水再生利用工业用水水质标准,能回用于大部分印染过程的高级工序,该工艺运行费用约为1. 88 元/m3。钟毓[5]在工程实践上验证了膜技术在印染废水深度处理回用中应用的可行性。本文以江苏某印染公司废水为处理对象,详细介绍其废水处理及回用工艺的设计参数和工程运行经济分析等。

1 工程概况

江苏某印染有限公司是一个年生产15000 t各类筒子纱及3000 t针织布染色布的大型染整企业,在生产过程中产生一定量的印染废水。公司本着 “节能减排”的原则,拟将达标废水进行处理和深度回用,实现节能减排废水回用率大于50% 。本文根据厂方提供的数据和对整厂水平衡规划后得出一期工程的中水回用量为1200 m3/ d。

车间各生产工艺段排放水汇集到污水处理场进行处理,污水分为煮炼等工艺排放的高浓度污水和漂洗等工艺排放的低浓度污水两个处理系统,车间各段排放水水质见表1。低浓度废水处理系统的生化出水经浸没式超滤( MBR) 和反渗透( RO) 双膜法回收后产水回用于生产过程,浓水达到市政污水接管标准后外排到如污水处理厂处理,中水回用水质要求见表2。经处理后的外排水质要达到 《纺织染整工业水污染物排放标准》( GB4287 - 2012) 中表2 标准和污水处理厂接管标准后排入开发区污水管网,外排水的水质要求见表3。

2 工艺流程及设计参数

2. 1 工艺流程

本工程为将1800 m3/ d的低浓度印染废水深度处理后达到筒子纱染色工艺水标准的项目。低浓度印染废水的处理回用工艺流程如图1,废水处理工程采用水解+ 接触氧化为核心的组合工艺,中水回用工程采用浸没式超滤系统和反渗透系统; 其中超滤系统为反渗透系统的预处理系统,采用浸没式超滤取代传统的机械过滤系统+ 超滤的工艺。印染废水经物化+ 生化处理系统处理后,二沉池出水还会含有一定量的悬浮物、胶体、COD等; 设置浸没式超滤系统作反渗透的预处理系统,不仅可以去除水中的微小颗粒( SS) 和胶体物质,在确保颗粒物和胶体去除率的同时可以进一步降低原水的COD指标; 确保后续膜回收系统免于经常堵塞,提高后段膜回收系统的处理效率。反渗透膜系统为脱盐系统,去除污水中含有的盐分和有机污染物等,是该项目的核心。反渗透系统确保脱盐率在95% 以上,确保回用水的水质达到设计要求。

2. 2 主要系统设计

2.2.1废水处理系统设计

(1)水解酸化池

印染废水中所含的染料和助剂,大多数是高分子化合物,不易生物降解或难于降解的有机化合物,可生化性差,直接好氧生物处理对色度和难生物降解的有机物去除率不高。采用厌氧水解酸化工艺流程,是利用厌氧工艺流程容易进行的前两段,即水解和酸化作用,使难降解的有机物及其发色基团解体,被取代或裂解,从而降低废水的色度,改善废水可生化性。即使不能直接降低废水的色度,由于分子结构或发色基团已发生变化,也可使其在后续处理的好氧条件下容易被降解、脱色,降低生物处理的负荷,提高后续生化处理的稳定性和效果。同时,水解产生的有机酸可以有效地中和部分碱度,将p H值降至9. 5 以下,减少了加酸调p H值的用量,节约了运行费用。

构筑物设计参数: 水解酸化池,地上式、钢砼、1 座、31. 7 m × 15. 7 m × 7 m ( 分8 格,预留2 期4 格) 、有效水深6. 5 m、一期有效容积1586 m3、水力停留时间15. 8 h、容积负荷0. 76 kg CODCr/ ( m3·d) 。

主要设备参数: 原水提升泵,型号G - 310 - 100、2 台( 1用1 备) 、功率7. 5 k W、Q = 108 m3/ h,H = 18 m; 潜水搅拌机,4 套、功率2. 2 k W、单位池容搅拌功率7. 5 W/m3污水;弹性填料,规格 Φ160 mm × 3500 mm、数量1600 m3。

( 2) 接触氧化池

在接触氧化池中,利用附在生物填料上的生物膜及鼓风机送来的氧来培养水中的微生物,通过这些微生物来降解水中的有机物。接触氧化池具有容积负荷高、停留时间短、占地面积小、有机物去除效果好、运行管理方便、出水水质易控制等特点。在有氧条件下,有机物通过微生物的代谢活动,得以转化及稳定,达到无害化。好氧菌生长待老化后从填料表面剥离进入水中。生物膜填料采用新型生物填料,该填料除具有比表面积大,使用寿命长优点外,且挂膜容易,耐腐蚀,不结团堵塞。安装方便,支架固定简易。

构筑物设计参数: 接触氧化池、地上式、钢砼、两组、单组尺寸( 净空) 28. 4 m × 7. 7 m × 7 m( 两格) 、有效水深6. 5m、总有效容积2842 m3、水力停留时间14 h、设计污泥浓度4 g MLSS / L、设计污泥负荷0. 056 kg BOD5/ ( kg MLSS·d) 。

主要设备参数: 管式微孔曝气器,规格DN65 × 1000、服务面积1 ~ 2 m2、空气通量4. 85 m3/ ( h · 只) 、氧转移效率12. 5% 、数量240 只; 弹性填料,规格 Φ160 mm × 3500 mm、数量840 m3; 罗茨鼓风机,型号FSR200BMG、流量Q = 32. 6 m3/min、风压73. 5 k Pa、功率73. 5 k W、数量3 台。

( 3) 沉淀池

接触氧化池出水自流至沉淀池,实行泥水分离,上清液排至综合排放池,污泥回流至曝气池,剩余污泥排至水解酸化池。二沉池采用平流式沉淀池,配备平流式行车刮吸泥机。

构筑物设计参数: 二沉池,地上式、钢砼、1 座、17. 7 m× 5. 85 m × 7 m、有效水池6. 5 m、沉淀区面积95 m2、表面负荷0. 62 m3/ m2·h。

主要设备参数: 行车式刮吸泥机,1 套、9 k W、水下部件不锈钢、代表性参数W = 6. 0 m,L = 17 m,H = 7 m; 污泥回流泵,ISWH65 - 125、2 台( 一用一备) 、3 k W、过流部件不锈钢、代表性参数Q = 25 m3/ h,H = 20 m。

( 4) 污泥浓缩脱水系统

各生化沉淀池和物化沉淀池排出的污泥含水率很高,一般在98% 以上,流动性好,运输极不方便,需送至污泥浓缩池进行浓缩,去除一部分污泥颗粒间隙水( 游离水) ,从而降低了后续脱水处理过程中污泥的体积。浓缩后含固率的提高会使污泥的体积大幅度地减少,从而可以大大降低脱水过程的投资和运行费用。

构筑物设计参数: 污泥浓缩池,地上式、钢砼、1 座、4. 0 m × 4. 0 m × 5 m、有效水池4. 0 m、有效容积64 m3。

主要设备参数: 中心传动污泥浓缩机,Φ 4 m、1 套、1. 5 k W、防腐水下部件不锈钢; 污泥进料泵,VA - 50、2 台、代表性参数气动; 厢式压滤机,150 m2、2 套、3 k W、代表性参数自动保压。

( 5) 废水处理系统处理效果预测

废水进水总量为1800 m3/ d,废水经过水解酸化和接触氧化处理后,预测出水水质如表4。

2.2.2中水回用系统设计

(1)MBR系统设计

主要工艺参数: 流量2400 m3/ d、日运行时间22 h、设计膜产水能力109 m3/ h、膜通量取值17 L / ( m2·h) 、膜总过滤面积6412 m2、装置膜面积800 m2、所需膜装置总数8 套、单套膜装置所需曝气量2. 5 m3/ min、一期工程膜装置总需气量20 m3/ min、膜运行最大压差≤0. 06 MPa、膜反洗最大压力≤0. 10 MPa。

构筑物设计参数: MBR池、地上式、钢砼、1 座、8. 0 m ×8. 0m × 7 m、有效水池6. 4 m、有效容积410 m3、水力停留时间4 h;MBR产水池,地上式、钢砼、1 座、8. 0 m × 5. 5 m × 7 m、有效水池6. 0 m、有效容积264 m3、水力停留时间2. 6 h; 膜清洗池,地上式、钢砼、2 座、4. 0 m ×2 m ×7 m、有效水池4. 5 m。

主要设备参数: 膜装置,8 套、不锈钢、单组规格W 1. 42× L 2. 1 × H 2. 4 m、 代表性参数膜面积800 m2; 抽吸泵,ISWH65 - 125、2 台、5. 5 k W、不锈钢、代表性参数Q = 60 m3/h,H = 17 m; 反洗泵,ISWH65 - 125A、2 台( 一用一备) 、2. 2k W、不锈钢、代表性参数Q = 22. 3 m3/ h,H = 16 m; 污泥回流泵,ISWH80 - 100、1 台、3 k W、不锈钢、代表性参数Q = 50m3/ h,H = 12. 5 m; 鼓风机,FSR150、3 台( 二期配置,二用一备,变频控制) 、37 k W、代表性参数Q = 21. 18 m3/ min,P= 53. 9 k Pa; 膜反洗加药计量泵,AHA41、2 台( 一用一备) 、0. 2 W、代表性参数Q = 2. 3L / min,P = 5 kg / cm2; 管式微孔曝气器,DN65 ×1000、服务面积1 ~2 m2、空气通量4. 85 m3/ ( h·只) 、氧转移效率12. 5% 、数量72 只。

( 2) RO系统设计

主要工艺参数: 设计进水流量1200 m3/ d、 日运行时间22 h、设计膜产水能力55 m3/ h、 单只8040RO膜产水能力0. 585 m3/ h、所需RO膜芯数96 只、RO膜芯布置方式4 列、6 层、4 芯装布设( HAPRO - 2 - 96 /4 ) 、 RO设计运行压力1. 35 MPa、错流过滤、单膜壳设计进水总量12 m3/ h。

构筑物设计参数: RO产水池、地上式、砖混结构、1 座、L 8. 0 m × W 5. 0 m × H 7. 0 m、有效水深6. 0 m、有效容积240 m3、水力停留时间4. 3 h。

主要设备参数: RO膜组件,1 套、不锈钢、代表性参数产水能力55 m3/ h; 原水泵,ISWH100 - 200B、1 台、15 k W、不锈钢、代表性参数Q = 87 m3/ h,H = 38 m; 高压泵、DLF120 -70、1 台、75 k W、不锈钢、变频控制、代表性参数Q = 90 m3/ h,H = 155 m; 循环泵、IHG150 - 400A、1 台、37 k W、不锈钢、变频控制、代表性参数Q = 187 m3/ h,H = 44 m; 药洗泵,IHF100 - 80 - 160 ( A) 、1 台、18. 5 k W、不锈钢、代表性参数Q = 100 m3/ h,H = 32 m; 加药计量泵,BX10、1 台、40 W、代表性参数Q = 13 L/h,F = 10 kg/cm2; 加药计量泵,NFH10、1 台、30 W、代表性参数Q = 6 L / h,F = 7 kg / cm2。

2. 2. 3 水厂辅助系统

污水处理站辅助设施主要有风机房、污泥压滤间、反渗透脱水车间及河水软化过滤车间等工艺必须的配套设施,而仓库房、值班室和化验室等附属设施由工厂统一规划。

构筑物清单: 风机房,1 座、7. 5 m × 8. 0 m × 5. 0 m; 配电及中控间,1 座、8. 0 m × 8. 0 m × 3. 5 m; 反渗透设备间、1 座、29. 0 m × 8. 0 m × 5. 0 m; 污泥脱水房,污泥堆放间、1 座、12. 0 m× 8. 0 m × 5. 5 m; 过滤软化间,1 座、13. 0 m × 7. 0 m × 5. 5 m。

3 工程运行经济分析

3. 1 电费

注:对采用变频控制的电机以节省用电20%计。

其中废水处理系统每天耗电量约为3975. 6 度,每度电按0. 60 元计,以整个污水处理量1800 吨计则每m3污水处理耗电成本: 3975. 6 × 0. 60 /1800 = 1. 33 元/吨;

中水处理系统每天耗电量约为3880. 1 度,每度电按0. 60 元计,以整个中水回用量1200 吨计,则每m3中水处理耗电成本: ( 3880. 1 × 0. 60 /1200) × 0. 8 = 1. 55 元/吨。

3. 2 药剂费

3. 3 人工费

废水处理站的劳动组织与劳动定员应以精干、高效、有利生产、提高经济效益为原则,做到分工合理、职责分明、工作效率高。定编工作必须按照质量管理的原则,实行岗位责任制,责任到人,责任到岗,以提高工作质量,发挥劳动潜力。

根据建设部 《污水处理工程项目建设标准》 ( 修订) 的有关规定,结合本工程高自控的具体情况,制订人员编制见表7。

月工资预估为2000 元/人·月。

则其中废水处理段人工费为: 2. 5 人 × 2000 元/人·月 ÷ 30天 ÷ 1800 吨= 0. 09 元/吨水; 则中水处理段人工费为: 2. 5 人× 2000 元/ 人·月 ÷ 30 天 ÷ 1200 吨= 0. 14 元/ 吨水。

3. 4 污泥处理费用

厢式压滤机每天约产生1吨含水率不大于75%的污泥。

污泥处置费:1.0T×150元/T=150元

以整个污水处理量1800 吨计则吨水污泥处理成本为0. 08 元。

3. 5 膜损耗成本

中水回收系统需浸没式超滤膜640 片,需反渗透膜96 支,超滤膜以1500 元/片的单价,使用寿命以4 年来计算,反渗透膜以5000 元/支的单价,使用寿命以4 年来计算。

浸没式超滤成本:

640 片 × 1500 元/ 片 ÷ 360 天/ 年 ÷ 4 年 ÷ 1800 吨= 0. 37 元/ 吨

反渗透膜成本:

96 支 × 5000 元/ 支 ÷ 360 天/ 年 ÷ 4 年 ÷ 1200 吨= 0. 27 元/ 吨

则回收系统膜组件损耗成本:

0.37元/天+0.27元/天=0.64元/天

3. 6 单位运行费用

单位运行费用分两部分: 其一废水处理处理系统,第二是中水回收处理系统。运行成本结果如表8。

3. 7 工程效益分析

本工程的工程效益主要由通过利用中水回用节省了自来水,以及中水回用节省了污水处理费等。以自来水2. 8 元/吨和污水处理费为3. 0 元/吨计算,见表9。

4 结语

本设计采用水解酸化+ 接触氧化+ MBR + RO的废水处理及回用工艺处理漂洗等低浓度印染废水,回用水量为1200m3/ d,回用率为66. 7% 。回用水质满足生产的需求,外排水量满足 《纺织染整工业水污染物排放标准》( GB4287 - 2012) 中表2 标准。本工程的处理费用约为每吨4. 05 元,年回收效益为117 万元。

摘要：采用水解酸化+接触氧化+MBR+RO废水处理及回用工艺处理某印染厂的废水,并介绍了各处理构筑物的工艺参数、设计参数、设备参数等,同时对废水处理及回用工艺中的电费、药剂费、人工费、污泥处理费用、膜损耗成本等进行了详细分析。本文设计回用水量为1200 m3/d,回用率为66.7%。回用水质满足生产的需求,外排水量满足《纺织染整工业水污染物排放标准》中表2标准。本工艺的处理费用约为每吨4.05元,年回收效益为117万元。

关键词：印染废水,废水处理,中水回用

参考文献

[1]阮慧敏,褚红,阮水晶,等.膜集成技术在印染废水回用中的应用研究[J].现代化工,2009,29(10):73-75.

[2]宋梦琪,周春江,马鲁铭.水解酸化工艺处理印染废水的机理[J].环境工程学报,2015,9(1):102-106.

[3]马玉萍.印染废水深度处理工艺现状及发展方向[J].工业用水与废水,2013,44(4):1-5.

[4]曾杭成,张国亮,孟琴,等.超滤/反渗透双模技术深度处理印染废水[J].环境工程学报,2008,2(8):1021-1025.

[5]钟毓.膜技术在印染废水深度处理回用中的应用[J].工业用水与废水,2011,42(3):76-77.

印染废水处理工程应用 篇2

微电解+物化+生化处理印染废水工程实例

印染废水具有污染物含量高、浓度波动幅度大、偏碱性、色度高、难生化等特点.文章结合工程实例,介绍了微电解+物化+生化工艺在处理印染废水工程中的`实际应用,详细介绍了工艺原理、主要工艺参数及运行成本分析.工程运行表明,该工艺运行稳定、投资少、处理成本低,COD、BOD、SS和色度的去除率分别在94%、96%、89%、96%以上,出水水质各项指标均达到<纺织染整工业水污染物排放标准>(GB4287-92)中一级排放标准.

作 者：邓喜红 王超 Deng Xihong Wang Chao  作者单位：邓喜红,Deng Xihong(长沙环境保护职业技术学院,湖南,长沙,410004)

王超,Wang Chao(湖南群山水处理设备有限公司,湖南,长沙,410001)

刊 名：环境科学与管理 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)：2008 33(3) 分类号：X703.1 关键词：微电解   物化   生化   印染废水  

电化学技术在印染废水处理中应用 篇3

关键词：电化学技术,印染废水,电流密度,进水流量

印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水。主要包括:预处理阶段(如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光)排放的退浆、煮练、漂白、丝光废水;染色阶段排放的染色废水;印花阶段排放的印花废水和皂洗废水;整理阶段排放的整理废水。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。对印染废水的有效处理,是当前环保治理工作的一大难题[1]。特别是随着近年来化纤织物和印染后整理技术的迅速发展,PVC浆料、新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水,给废水处理增加了难度,使原有的生物处理系统COD去除率由70%下降到50%左右,甚至更低[2]。

印染行业是耗水大户,废水排放量和污染物总量分别位居全国工业部门的第二位和第四位,是我国重点污染行业之一。随着我国经济的飞速发展,水资源紧缺已成为制约我国印染行业进一步发展的限制因素。同时随着排放标准和节能减排的要求愈来愈高,印染行业的废水处理已引起高度重视,达标排放对社会和环境具有良好的经济效益和社会效益[3]。因此,研究开发新的印染废水处理技术势在必行。

目前, 印染废水处理一般采用混凝-生化工艺,但处理效果并不理想[4]。电化学技术作为最近发展起来的新技术,因其可以实现出水脱色效果好,可生化性显著提高,而且投资少, 占地面积少,操作简单等优点引起研究者的广泛关注,目前已广泛应用于污水澄清、脱色、杀菌、去除有机物和贵金属离子[5]。

1 实 验

1.1 实验原理

电化学方法处理印染废水,实验机理主要为:

1.1.1 氧化作用

电化学氧化基本原理是在电极表面电催化作用下或在电场下产生自由基使有机污染物氧化,它主要用于有毒难生物降解有机废水处理。

阳极:Fe-2e-→ Fe2+

阴极: 2H++2e-→ 2[H]

2[H]→H2(酸性条件下)

反应生成的Fe2+和[H]具有很高的活性,会使有机物断链、开环,是有机物结构发生变化,破坏生色基团和助色基团等。另外,电化学过程中产生的溶剂化电子、·OH、O2·、HO2·等活性物质可以与废水中的有机污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和简单的有机物,从而达到去除杂质的目的[6,7,8]。

1.1.2 还原作用

电化学还原法基本原理是通过阴极还原去除环境污染物,微电解产生的新生态氢使某些染料的显色基团脱色。

1.1.3 络合、混凝作用

停留中生成的OH-是出水pH升高的主要原因,而有Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂,可有效吸附、凝聚水中的污染物,从而达到降低浊度净化水体的效果[9]。

O2+4H++4e-→2H2O

O2+2H2O+4e-→4OH-

2Fe2++O2+4H+→2H2O+2Fe3+

1.2 原水及出水水质指标

本实验以印染废水污水处理站(兼氧+好氧)二沉池出水为原水,具体水质指标见表1。

对原水进行处理后,要求达到一定指标,具体出水水质指标见表2。

1.3 工艺流程

废水由集水池经水泵提升后分成两部分,第一部分进入电化学反应器,其流量通过流量计控制;第二部分直接进入混合池,与电解出水混合后再沉淀,其流量也通过流量计控制。两部分流量比约为3:1。第一部分废水在进入电解反应器前, 先加酸调节适宜的pH值。电解反应器的出水在与第二部分废水混合时, 需根据废水的pH 值情况加入碱,调节出水的pH 值为10左右,在此pH值范围的沉淀状况较好。电解反应器中使用机械搅动式,一方面可以破坏电极表面的惰性层, 避免电极表面污染。另外,强烈的搅动加快了反应速度,可以加速产生Fe2+量。

工艺流程如图1所示。

1.4 实验方法

1.4.1 pH值影响

取9份500 mL废水,用酸调节pH值分别为2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6,电解30 min,取溶液约2~3 cm处上清液测COD和色度,根据COD去除率和色度去除率选择合适的pH值。

1.4.2 电流密度影响

取9份500 mL废水,根据选择出的合适pH值,调节电流密度分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 A/dm2,电解30 min,取溶液约2~3 cm处上清液测COD和色度,根据COD去除率和色度去除率选择合适的电流密度值。

1.4.3 流量影响

反应时间是工艺设计的一个主要影响因素,本实验通过调节进水流量控制电解反应时间。实验中使用恒流泵控制进水流量分别为0.2、0.5、0.8、1.1、1.4、1.7、2.0 L/h,考察进水流量与废水COD去除率和色度去除率之间的关系。

1.5 测试方法

COD采用重铬酸钾回流法(GB 11914-89),SS 采用重量法(GB 13200-91),色度采用比色法测试(GB 11903-89),pH值采用酸度计(DELTA 320 上海梅特勒托利多公司)。

2 结果与分析

2.1 pH值影响

不同pH值条件下,COD去除率和色度去除率效果不同。实验结果见图2。

由图2可知,随着pH值不断增大,COD去除率和色度去除率减小不明显。当pH值为4时,pH值再增大,COD去除率和色度去除率显著降低。此种现象可有以下三种因素解释:

(1)反应的pH越低,氧的电极电位越高,会促进电极反应的进行,且由于铁不断溶出变成Fe2+,有效地克服了阳极的极化作用,促进了铁的电化学腐蚀,从而使大量具有高化学还原活性的Fe2+进入溶液,这样可以使某些氧化基团组分被还原为还原态的物质,使废水的可生化性提高[10]。

(2)在酸性溶液中,电极反应所产生的新生态[H],能和废水中多种组分发生氧化还原反应,断裂大分子物质的长链,破坏发色和助色基团[11],达到脱色的目的,所以随着反应的进行,色度去除率也随之升高。

(3)溶液pH 过低,铁和酸发生反应, 在溶液中生成大量氢气,在一定程度上降低了原电池效应,而且溶液pH过低, 会破坏絮凝体, 使溶液因Fe2+和Fe3+浓度增大而色度增加[12]。

综合色度与COD的去除效果,进水pH值取4较适宜。

2.2 电流密度影响

电流密度大小决定了余氯和活性物质浓度的产量, 从而决定了去除印染废水悬浮物、杀菌、COD和色度效果[13]。

在pH值为4,电解时间为30 min条件下进行电流密度对处理效果的影响试验, 电流密度变化范围为0.2~1.0 A/dm2,实验结果见图3。

由图3可知,随着电流密度的增大,COD去除率和色度去除率显著增大,当电流密度为0.8 A/dm2时,COD去除率和色度去除率分别达到70%和85%。但是当电流密度为大于0.8 A/dm2时,COD去除率和色度去除率随着电流密度增加增长缓慢,原因在于随着电流密度增加,槽电压不断增大,溶液中产生的余氯和溶剂化电子、·OH、O2·、HO2·等活性物质浓度不断增大,此类活性物质会使有机物断链、开环,是有机物结构发生变化,破坏生色基团和助色基团,还可以与废水中的有机污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和简单的有机物,从而达到去除COD和色度的目的[14]。但是当电流密度增大到一定值时,COD和色度浓度是一定的,故COD去除率和色度去除率增加缓慢。因此,电流密度选择0.8 A/dm2较为适宜。

2.3 进水流量影响

实验模拟流动水体,使用恒流泵控制进水流量,进而控制电解反应时间,研究进水流量与废水COD去除率和色度去除率之间的关系。

由图4可知,随着进水流量的增加,COD去除率和色度去除率下降。当进水流量在0.2~0.8 L/h时,电极反应的余氯和活性物质与废水中污染物能进行充分的电化学氧化、还原、吸附及絮凝等作用,COD去除率和色度去除率可分别达到74%和83%,色度去除率略微下降原因在于氧化产生的Fe3+量过多生成Fe(OH)3而增加出水色度[15]。随着进水流量的不断增加,减少了电解反应时间,COD去除率和色度去除率下降显著。

综上所述,本实验综合考虑处理效果和经济效益,选择进水pH值4、电流密度0.8 A/dm2、进水流量0.8 L/h条件下进行电化学方法处理印染废水实验。

2.4 出水效果

本实验连续运行36 h,每隔3 h取一次出水水样,测试出水COD、色度和悬浮物。实验中共取得12组数据,实验结果见图5。

由图5可知,出水中COD小于90 mg/L,SS小于35 mg/L,色度小于56,出水稳定,很好满足出水水质要求。第一和第七测试数据明显偏高,原因可能是刚运行时铁电极表面有杂物质和氧化层,阻碍了铁电极的氧化。

3 结 论

(1)电化学方法处理印染废水受到许多因素的影响,掌握这些因素对处理效果影响,有助于合理选取最佳参数,既节能又可以高效地处理废水[16]。本实验通过实验结果,选择进水pH值4、电流密度0.8 A/dm2、进水流量0.8 L/h条件下进行电化学方法处理印染废水实验,出水COD小于90 mg/L,SS小于35 mg/L,色度小于56,出水稳定,很好满足出水水质要求。

(2)反应中絮凝物以及被吸附的物质覆盖了铁电极的表面,使处理效率下降。本实验采用电磁搅拌器,可以很好的解决此问题。

印染废水处理技术应用与研究进展 篇4

针时印染废水的.特点,本文系统地分析了物理法、化学法、生物法处理印染废水的优缺点,总结和介绍了近年来印染度水处理新技术方面取得的一些进展.

作 者：高世江 顾志恒  作者单位：中国海洋大学后勤集团,山东青岛,266100 刊 名：科技资讯 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(26) 分类号：X52 关键词：印染废水   物理法   化学法   生物法  

印染废水处理工程应用 篇5

印染废水在处理工艺技术上难点主要是两个方面:一是COD浓度难以降解,二是高色度废水难以脱色。目前国内比较常用的印染废水处理工艺,主要分为两大类:物化法:加入絮凝剂进行沉淀或气浮,去除废水中的污染物。由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并难以进一步处理,会产生一定的二次污染,一般不单独使用;生化法:利用微生物的作用,使污水中有机物降解、吸附而去除。由于近年来,大量难生化降解有机物进入印染废水,传统的生物处理工艺已受到严重挑战。根据《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-1992),除Ⅲ类废水排放指标变化不大外,国家增加了I类和Ⅱ类印染废水BOD、COD、色度、悬浮物、氨氮、苯胺类、二氧化氯等指标的排放限定。印染废水达标排放是印染行业急需解决的问题。因此开发经济有效的印染废水处理技术成为当今环保行业关注的课题。

1 酶催化技术

由于传统的生物方法对印染废水中污染物的去除往往不够理想,面对日益严峻的全球化环境污染问题,探求高效、低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。国内外许多学者致力于将环境工程技术与生物技术结合发展,产生了生物强化技术,所以以环境生物技术为新技术体系解决环境污染成为当今乃至未来发展的方向。酶与酶技术的开发与应用是环境生物技术中重要的部分,为环境污染治理提供了新的技术手段。

1.1 酶催化技术的研究与发展现状

生物酶是一种对环境友好的生物催化剂,具有较大优越性。如反应速度快、处理条件(如温度、p H值等)较温和、操作安全易控制和可取代强碱等化学品。生物酶仅对特定的底物起作用,对基质损伤小,处理产生的废水可生物降解,降低水及能源的消耗。

酶作为生物催化剂是生物技术产业化的重要一环,它广泛应用于轻工、化工、医药卫生、食品、环保等行业,酶制剂生产已成为21世纪的新兴产业之一,即利用酶的催化特性对对象进行有用物质的生产或有害废物的分解。几年来,环保用酶制剂与酶技术已经开始引起学术界的关注。我国从20世纪60年代开始注意酶工程研究和酶制剂的开发,与国外在这方面的研究相比,国内环保用酶的研究工作刚刚起步,在实现工业化、商品化应用方面基本处于空白。国内酶制剂工业的现状是投入少、缺乏核心技术、产品结构不合理、品种单一,重复建设现象严重,酶制剂应用领域仅局限于淀粉加工、洗涤剂工业等,影响了酶制剂行业的发展及应用领域的开拓。环保用酶受此影响,处理成本高,使用推广慢。

1.2 环保用酶催化技术应用历史

采用酶制剂进行废水处理已经有相当长的研究历史,近几年得到较快的应用。酶与酶技术的应用对解决生活污水、工业废水、垃圾渗滤液的无害化处理带来崭新的突破,对环保领域带来新的技术革命具有积极的意义。第一,在产品加工过程中用酶来替代化学品(生物过程代替化学过程反应温和)可以降低生产活动中的污染水平,有利于实现工艺过程生态化或无废生产,真正实现清洁生产;第二,酶作为生物催化剂,只对产品内容起作用,使产品在过程中产生的污染大大减少,利于环境保护;第三,酶的反应条件温和,专一性强,催化效率高等自身的特点,决定了对污染物处理和环境监测具有高效、快速、可靠的优点。因此,酶工程技术在环境治理领域具有广阔的前景。随着高效酶制剂的大量生产、酶固定化技术、酶反应器等技术研究的不断成熟,环保用酶与酶技术在废水处理工程实践方面得到了长足的发展。早在20世纪80年代,固定化酶已被用于水和空气的净化。国外利用固定化酶处理工业废水的研究与应用已经相当成熟,将能处理废水的酶制成固定化酶,根据所处理物质的不同,选用不同的固定化酶。也可以装成多酶酶柱,以弥补单一酶的局限性。如果某些酶不能并存,就各自单独装柱。

1.3 生物酶催化技术去除污染物的机理

将生物酶催化技术应用于污染物的去除,是采用不同于普通微生物菌的系列生物酶、菌结合技术,通过酶打开污染物质中更复杂的化学链,将其迅速降解为小分子,从高分子有机物降解为低分子有机物或CO2、H2O等无机物,降低COD值,从而达到去除污染物的目的,大大降低污水处理费用。

生物酶处理有机物的机理是先通过酶反应形成游离基,然后游离基发生化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物处理相比,酶处理法具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低,反应速度快,对温度、浓度和有毒物质适应范围广,可以重复使用等优点。

2 酶催化技术在印染废水处理中的应用

针对目前印染废水的处理现状,福州晨翔环保工程有限公司应用生化工程技术与环境科学技术相结合,通过应用系统方法,对高效酶类的选用与开发、酶固定化载体的选择、酶生物反应器的研究与制造,以成本低、速度快、效率高、安全简便的操作解决环境污染中的废水处理问题。开发出新一代的环保用酶制剂和酶生物反应器系列产品,并且使该技术得到应用。即应用生物酶催化技术处理高难度印染废水,取得了一定的效果。印染废水中主要难降解物质是表面活性剂以及活性染料、阳离子染料等,采用针对性生物酶和微生物可直接分解上述污染物。在印染废水处理工艺中,投加专性生物酶,通过特殊生物酶的催化作用,增加废水的可生化性,出水可达到相应标准,并且在运行过程中,降低运行成本和工作强度,减少对环境的污染。

2.1 酶催化技术应用实例

福建长乐华生织染有限公司目前主要从事化纤染织生产,随着生产的发展、规模的扩大,日排放印染废水2000m3,为了保护环境,长乐市环保部门加大力度督促现有印染厂的污染治理。同时随着环保意识的提高,生产企业决定在厂内建设废水处理设施,处理能力为2000m3/d。

废水的主要污染成分为:活性染料、分散性染料、酸性染料、浆料、助剂等。因此确定设计进水水质(见表1)。

参照《污水综合排放标准》GB8978-1996及《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-1992中的一级排放标准,确定处理后的水质目标如下(见表2)。

由于印染废水中COD浓度高,BOD/COD=0.2左右,可生化性差,同时废水中含有苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物以及各种助剂污染物,增加了废水的处理难度,采用传统处理工艺不仅处理流程复杂,处理时间长,投资及运行费用增加,而且难以去除污染物。针对以上问题,本公司决定采用生物酶催化技术处理印染废水,特定的生物酶可以高效迅速降解COD,提高废水的可生化性,同时可大大降解染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物及废水中的各种助剂污染物,将其转化为小分子易生物降解的污染物,为后续生化处理创造有利条件,不仅工艺流程简捷、工程造价低、运行经济、便于管理,而且可以达标排放。即采用物化法+酶催化+厌氧+好氧的处理系统,废水处理效果好。

生物酶催化处理设施经过半个月的运行,可以看出,生物酶催化技术应用于难降解印染废水处理中,可以迅速高效去除污染物,酶催化进水中COD=1200~1250mg/L、BOD=400mg/L、SS=150~170mg/L,运行稳定后酶催化出水中COD=340mg/L、SS=66mg/L,其中BOD/COD=0.58,COD去除率可以达到72%以上,大大提高废水的可生化性,整个处理系统最终出水中COD=68mg/L,大大优于排放标准,同时特定的生物酶可将印染废水中苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物及废水中的各种助剂污染物,降解为小分子的有机物,很好的解决了印染废水中难降解有机物的降解问题,为后续生化处理创造有利条件,不仅可以减小构筑物的结构,同时可降低投资和运行成本。

2.2 酶催化技术优点

应用酶催化技术处理印染废水,可以高效迅速的降解废水中的污染物浓度,包括COD、BOD、染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物以及废水中的各种助剂污染物,并可提高废水的可生化性,为后续处理创造条件。

2.2.1 污水处理效率高,出水水质好。与传统方法比较,酶促污水处理效率高出几十倍。BOD5的容积负荷为BOD525kg/m3·d,氨氮负荷为1.5kg/m3·d,一级处理COD去除率达90%以上,氨氮去除率达98%以上,SS去除率达90%以上。出水水质可达到相关标准。

2.2.2 有效处理高浓度难降解废水,尤其是高浓度难降解印染废水。

2.2.3 技术适应性强。生物酶可在常温常压、温和的反应条件下进行高效的催化反应,污染物中难降解物质在酶的催化下能得以处理,降解速度快,反应时间短,并且生物酶稳定性较高,有利于底物、产物的分离,可以在较长时间内连续装柱反应,其反应过程可以严格控制,可实现连续化、自动化的废水处理,提高了酶的利用效率,降低处理成本,大大提高处理效果;应用酶法处理废水,较之细菌法处理,生物催化直接,不产生因菌团生化过程产生的臭味和生物渣体,与目前的印染废水处理工艺相比,本工艺反应速度快、高效、直接。

2.2.4 生物酶反应器需氧量小,不需要搅拌,可在常温下进行,在创造高效的同时实现了低能耗,是一种节能型的废水处理设备;其副产物少,载体只要简单的正压与负压反冲洗即可清除附着物;反应器的容积负荷可以根据进水水量与水质进行任意调节和控制,大大提高效率,降低工程投资成本;多级生物酶反应器可根据废水处理量,设并联或者串联,连接用管阀自动开启或闭合。

2.2.5 酶生物反应器较之传统的生物滤池等菌群处理方法,基本无污泥产生,运行方便,操作简单,大大降低运行成本。在酶的参与下,提供同化作用和异化作用,得到最终的产物CO2和H2O,较之固定化细胞作用更直接,减少菌群处理过程需要碳源与营养才能进行转化的过程,可在20℃~50℃条件下运行。载体结构设计科学,使得好氧、兼氧、厌氧菌种能共存于一体,许多难以用好氧微生物直接处理的难降解有机物可先经厌氧水解成小分子化合物,再经好氧代谢成无机物。

2.2.6 运行中无不良气味,不产生池蝇。

2.2.7 建设投资和运营成本显著下降。项目建设投资少,运行成本低。占地面积仅为传统方法的2/5~2/10,池容量仅为普通曝气池20%左右。项目建设投资为传统方法的65%左右,运行成本为传统方法的50%。

结语

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。随着人们对环境质量要求越来越高,印染废水排放标准也越来越严,对于高、中难度处理的印染废水,现有的生化或物化处理都难以达到排放要求,尤其对于染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物,现有处理方法无法去除。我公司结合多年治理印染废水的工程经验,提出并总结了应用生物酶催化技术处理印染废水的工艺。此工艺可以高效迅速的去除印染废水中高浓度的COD和BOD,大大提高废水的可生化性,同时对于染料中的苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类污染物,有一定的降解作用,使之从复杂的大分子有机物状态降解为小分子有机物,为后续处理创造有利条件,并缩短了处理时间,减少了建设投资及处理费用,具有广阔的市场前景,必将产生具大的经济效益和社会效益。

摘要：针对目前印染废水处理工艺的问题,提出应用生物酶催化技术处理印染废水的工艺,可以高效迅速降解污染物浓度,提高废水的可生化性,减少处理投资及费用,改善环境污染状况。

关键词：印染废水,生物酶催化,效益

参考文献

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[8]沈耀良.固定化微生物污水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

印染废水脱色剂的合成及应用 篇6

印染废水是一种有机物含量高、色度高、难生化降解的废水, 其成分复杂, 国内外进行了大量的研究[1]。自20世纪70年代以来, 美、日、英、法等国在印染废水处理中都大量使用了阳离子型絮凝剂, 阳离子絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头[2,3]。近年来, 我国对这类絮凝剂的研究开发也已取得了一定进展, 对活性、酸性等多种染料废水具有广泛的效果[4,5,6]。本文采取加入相对较便宜的多胺代替部分双氰双胺, 合成了新型高效脱色絮凝剂。多胺的加入, 一方面可以降低成本;另一方面, 与三聚氰胺反应提高了交联度, 使正电荷集中, 脱色效果提高。此外, 将合成的脱色剂与改性双酸铝铁的共聚物DA配合使用, 减少了脱色剂的用量, 提高了性价比, 使其更具有市场竞争力。

1 实验部分

1.1 原料及试剂

多胺B (化学纯, 98%) 上海化学试剂公司;甲醛溶液 (化学纯, 38%) , 烟台三和化学试剂有限公司;三聚氰胺 (工业级, 99%) , 山东宁阳飞达化工有限公司;双氰双胺 (化学纯, 98%) , 上海化学试剂公司;双酸铝铁的共聚物DA, 自制。

1.2 仪器设备

DK-98-1型电热恒温水浴锅;TU-1810紫外可见分光光度计;QHJ756B型强力电动搅拌机;FA1004型电子天平;其它为实验室常用仪器。

1.3 实验原理

多胺与甲醛在催化剂作用下发生亲核加成反应[7], 胺基羟甲基化, 然后缩去水分子聚合形成线型大分子。三聚氰胺与甲醛反应中, 分别得到三羟甲基三聚氰胺、四羟甲基三聚氰胺、五羟甲基三聚氰胺和六羟甲基三聚氰胺。低级三聚氰胺甲醛树脂生成后, 酸性催化下, 与其它氨基之间可进一步发生缩聚反应, 形成网状结构的体型大分子。在向废水中加入高分子缩聚物时, 所使用的聚合物带正电荷, 由于静电引力的作用, 通过压缩带负电荷的悬浮颗粒双电层的扩散层, 降低ξ电位, 降低或消除其排斥势能峰, 从而使之脱稳, 实现絮凝作用。

1.4 实验步骤

依次将一定量的水、三聚氰胺、多胺B、氯化铵和甲醛加入装有电动搅拌器、冷凝管、温度计的四口烧瓶中。升温并搅拌使之溶解为无色透明溶液后保温30分钟。然后, 再升温至缩聚温度, 保温一定时间后, 得到无色有一定黏性流动性良好的液体脱色剂。

量取一定量的印染废水, 调pH值, 加入一定量的改性双酸铝铁的共聚物DA, 快速搅拌后, 立即加入一定量的脱色剂并开始计时;搅拌一定时间;观察矾花大小;静止沉淀后, 取上清液, 用紫外可见分光光度计测定吸光度, 并测定CODCr值。

2 结果与讨论

2.1 多胺B与甲醛的配比对产品性能的影响

在其他相同条件下, 考察了多胺B与HCHO摩尔比对产品性能影响, 见图1。

从图1知:当n (B) :n (HCHO) 从1:1.0提高到1:2.0时, 脱色率提高。但当n (B) :n (HCHO) 超过1:2.0时, 多胺-甲醛树脂在水中的溶解速度变慢, 导致处理后废水的脱色效果降低, 从实验观察知, 随着甲醛用量的提高, 产品的粘度不断增加, 产品稳定性降低, 而且游离醛含量也会增加。由此所知, 当B与HCHO摩尔比为1:2.0时, 沉降速度、污泥体积、脱色率都达到最佳。

2.2 多胺B与三聚氰胺的配比对产品性能的影响

在其他相同条件下, 考察了多胺B与三聚氰胺的投料比对产品性能的影响, 见图2:

由图2知:当n (B) :n (三聚氰胺) 在1:0.15时效果最好, 若多胺浓度过低, 则对缩聚物的改性作用不能充分发挥;若多胺浓度过高, 反而使产品脱稳甚至生成不溶胶使产品脱色效果大大降低。

2.3 多胺B与双氰双胺的配比对产品性能的影响

在其他相同条件下, 考察了多胺B与双氰双胺摩尔比对产品性能影响, 见图3。

从图3知:当n (B) :n (双氰双胺) 从1:0.4提高到1:0.6时, 脱色率提高。但当n (B) :n (双氰双胺超过1:0.6时, 脱色率下降, 这说明多胺能代替部分双氰双胺, 但若多胺含量过多, 可能对分子内部交联会产生影响。由此所知, 当多胺B与双氰双胺摩尔比为1:0.6时最佳。

2.4 反应温度对产品性能的影响

在其他相同条件下, 考察了反应温度与产品性能的关系。见图4。

从图4可知:当反应温度为84℃时, 产品脱色率小于90%, 可能是反应不充分所致。当高于88℃时, 有少许絮状物, 可能是由于聚合过度使产品分子量过大而析出, 脱色率下降, 这可能是由于发生过度交联, 使分子链伸展受阻, 从而影响“架桥”作用的发挥。综合考虑反应温度最好控制在为84℃～88℃。

2.5 改性双酸铝铁的共聚物DA投加量对脱色率的影响

改性双酸铝铁的共聚物DA的投加量与脱色率的关系如图5所示。

从图5知:随着改性双酸铝铁的共聚物DA的加入, 脱色率不断增加, 但当共聚物DA浓度超过580mg/L后脱色率呈现下降趋势。而且共聚物DA与脱色剂产生了协同增效作用, 当废水中胶粒较少时, 高分子脱色剂伸展的链节就较难碰到另一个微粒上合适的吸附位, 就可能折回而吸附到所在微粒表面的另一个吸附位上, 成为稳定状态, 这就可能使微粒的吸附位全部被占满。而共聚物DA在水解过程中可以增加废水中的胶粒, 利于脱色剂的吸附架桥性能的发挥, 使染料絮凝下来。当共聚物DA质量浓度为580mg/L时, 脱色率高达92.1%, 高于单独投加质量浓度为150mg/L的脱色剂时的脱色率。

2.6 多胺改性前后产品脱色性能比较

分别加入改性后的脱色剂1#和改性前的脱色剂2#, 静置24小时后, 取上清液, 用紫外光谱扫描。结果于表1和图6。其中Ⅰ为废水的紫外图谱;Ⅱ为调pH=7后废水的紫外图谱;Ⅲ为2#的处理废水的紫外图谱;Ⅳ为1#处理废水的紫外图谱。

由表1知:利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色剂可以使使废水的COD值降低幅度比改性前大。从图6知:改性前后的脱色剂分别对废水进行脱色处理, 吸光度从280～1100nm均降低, 说明两者都有优异的脱色效果。但对于相同药剂用量而言, 利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色效果要好于改性前, 此外还降低了成本。

3 结论

利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色剂具有良好的脱色性能, COD去除率高。改性后的产品成本大幅降低, 具有市场竞争力。而且通过与无机絮凝剂双酸铝铁共聚物DA配合使用, 进一步降低了废水处理成本, 因此利用多胺代替部分双氰双胺进行改性后的脱色剂具有良好的市场应用前景。

参考文献

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[5]何瑜, 邱凌峰, 李玉林.脱色剂在印染废水处理中的应用[J].水处理技术, 2006, 32 (7) :8～11.

[6]安忠军, 黄克玲, 陈雳华.一种新型脱色剂的合成和应用[J].环境科学与技术, 2006, 29 (2) :86～89.

印染废水处理工程应用 篇7

废水中的污染中主要有前处理工艺中的纤维残余物;印花工艺中的染料、助剂;还有工艺废水中的添加剂等, 这些污染物质基本上都是有害物质。

1印染废水处理方法

目前处理印染废水的方法很多, 物理法、化学法、物化法、生化法及几种方法的联合体, 近年来酶催化、光催化和电化学等方法处理印染的研究得到了重视, 最终处理效果与施工质量、运行管理、设备选型有关[2];物化法:需要加入絮凝剂使其沉淀或气浮, 使印染废水中的有机物得以去除, 其缺点是加药费用高, 产生大量的污泥使得处理难加大, 污染物去除不够彻底, 会产生一定的二次污染。生化法:利用微生物的作用, 而使有机物降解、吸附, 从而达到去除的目的。最近几年国家增加了I和II类印染二氧化氮、苯胺类、氨氮、色度、悬浮物、BOD、COD、悬浮物等指标的排放限定。

2生物酶催化技术的机理

酶催化技术不同于普通微生物去除污染的机理, 它是通过打开有机污染物复杂的化学链, 将大分子复杂有机物分解成小分子或低分子有机物、二氧化碳和水、无机物, 特别是去除COD, 大大地降低了印染废水处理的难度。

酶催化处理法具有如下优点:反应速度快、反应条件温和、催化效率高、对有毒物质和温度、湿度适应范围广。酶催化通过酶反应生成游离基, 游离基发生化学聚合生成高分子有机化合物沉淀。

3酶催化技术在印染废水中的应用

印染废水难降解的物质是活性染料和表面活性剂、阳离子染料等, 采用特殊的化学酶微生物可以直接对上述难降解物质进行分解。在处理工艺中可以投加专用生物酶, 通过生物酶的催化作用, 使印染废水的生化性提高。同时减少工作强度, 降低运行成本, 降低对环境的污染, 出水水质达到相应的要求。笔者对福州某环境工程有限公司开发出环保用酶制剂和酶生物反应器, 进行性试验性应用。

根据印染废水中BOD/COD- 0.2左右, 可生化性差, 废水中的COD浓度高, 还有硝基苯、苯胺、酚类污染物和各种助剂, 增加了印染废水处理的难度, 设计废水水质参数见表1。根据《污水综合排放标准》GB8978- 1996, 应用于福州市的一家化纤染织企业, 日排放废水量为1800m3, 建立污水处理设施日处理能力为1800m3/d, 运用了酶生化处理技术, 处理后的水质监测数据见表2。

4酶生化处理技术的优点.

4.1污水处理效果好, 出水水质好。应用酶生化催化技术处理印染废水, 一般情况下COD处理效率在85%, NH3- N处理效率在95% 以上, SS的有效去除率在90%以上, 可以有效地去除苯系物质、 酚类及有机助剂污染物, 将其转化为有机小分子物质, 为进一步生化处理创造条件, 出水水质达到相关标准。

4.2生物酶技术适应强.在常温、常压下和温和的条件下生物酶可以进行高效的反应, 反应时间短、降解速度快, 生物酶稳定性较高, 可以长时间连续装柱反应。

4.3可以在需氧量很小情况下进行生物酶反应.在常温下, 反应的能耗很低, 多级生物酶反应器可以串联或并联, 大大地提高反应效率, 同时降低了工程投资成本。

4.4生物酶反应器基本没有污泥产生, 对于生物滤池等菌反应都产生一定的污泥。酶催化反应在酶的作用下, 提供异化和同化作用, 最终产物为水和二氧化碳[3]。相比固定化生物细胞作用, 减少了菌群处理过程中需要营养和碳源才能转化的过程, 许多用好氧微生物难以降解的有机物, 先经过厌氧微生物, 再经过好氧代谢成无机物。

4.5运行中不产生不良气味, 更没有池蝇产生。

摘要：印染废水是工业废水排放重要来源之一, 也是很难处理的污水。笔者介绍了印染废水的处理方法, 特别酶催化技术, 对其机理进行了阐述, 并应用于福州市的一家化纤染织企业, COD和NH3-N处理率都在85%以上, SS处理率在90%以上, 很好地解决了印染废水中难降解的分解, 处理效率较高。

关键词：酶催化技术,印染废水,应用处理

参考文献

[1]孙祥章, 齐爱玖, 宋守清.酶催化技术在印染废水处理中的应用[J].黑龙江科技信息, 2008 (7) :3-5.

[2]马春燕, 谭书琼, 奚旦立.印染废水处理原则及方法[J].印染, 2010 (16) :30-32.

印染废水处理工程应用 篇8

随着我国建设步伐的加快, 纺织业也快速发展, 印染废水也随之增加, 印染废水一直是难处理的废水, 它具有以下几个特点:由大量游离态的染料残留在水中引起的高色度;生产过程一般在高温下进行, 导致废水的温度很高;由高分子合成印染助剂和染料所引起的难降解的COD浓度很高;许多印染助剂的盐含量很高导致废水的电导率很高;由于生产过程的氯漂白工艺和一些染料带有的卤素、硫磺、重金属而使废水中具有很高浓度的AOX、硫化物、重金属。

印染废水在工业废水排放总量中占有非常高的比例, 且废水色度深、有机物浓度高、含盐量大, 废水中染料组分复杂且大多数以芳烃及杂环化合物为母体。尤其是近年来, 随着产品质量的日益提高, 大多数工业染料趋向于具备抗光解、抗氧化、抗生物氧化的特点, 这进一步加大了废水处理的难度。随着水资源的日益短缺, 印染废水的深度处理和资源化回用已经越来越引起人们的重视。

2、膜技术的应用

2.1 膜分离技术处理印染废水

膜分离技术处理印染废水是通过对废水中污染物的分离而达到废水处理的目的, 可以改变传统废水处理过程复杂、污染去除不彻底、工艺能耗高等缺点, 使印染废水处理相对简单, 无二次污染, 而且能大量回收可再利用物质和水膜分离技术在印染废水回用中不仅能去除污水中残存的有机物和色度, 进一步降低回用水的COD、BOD和色度;还能脱除无机盐类, 防止系统中无机盐类的积累, 确保系统长期稳定运行。随着膜技术的发展, 越来越多的研究表明膜分离技术是印染废水回用上最具有可行性的技术

2.2 膜分离技术分类及优点

膜分离技术是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力, 主要以浓度梯度、电势梯度及压力梯度作为推动力, 通过膜对混合物中各组分选择渗透作用的差异进行分离、提纯和富集的方法。

近几十年来, 膜分离技术应用到印染废水处理领域, 形成了新的污水处理方法, 包括微滤 (MF) 、超滤 (UF) 、纳滤 (NF) 、反渗透 (RO) 等, 都是主要以压力梯度作为传递分离的推动力。

3、微滤技术

3.1 微滤技术在印染废水处理中的应用

微滤的膜孔径为0.05~20.00μm, 一般能去除水中的细菌、固体微粒等, 其分离机制与传统的过滤筛分机制基本相同, 膜物理结构是分离效果的决定性因素。微滤主要用于染色废浆和洗涤水中不溶物、悬浮固体等的脱除, 以及超滤、纳滤、反渗透的前处理。

3.2 微滤膜的主要特征及其分离过滤机理

微孔滤膜孔径一般在0.01~10μm之间, 多为对称性多孔膜。其特征主要表现为具有高度均匀的孔径分布, 分离效率高;孔隙率高, 一般可达到70%以上, 有关资料报道约有107~1011个孔cm2同时绝大多数微孔滤膜的厚度在90~105μm之间, 较薄, 使其过滤速度大大提高, 同其它过滤过程相比微孔滤膜为均一的连续体, 过滤时没有介质脱落, 不会造成二次污染。

膜分离机理十分复杂, 影响因素多, 基于已进行的研究, 可认为流体通过膜的推动力主要是压力差、分压差、浓度差、电位差、化学位差等, 选择性和通量是膜分离的重要技术指标。

3.3 膜污染和清洗

微滤膜污染分为两个部分:一是液体中的胶体物质及大分子物质会与膜发生相互作用, 在膜面上沉积形成一层凝胶层, 又称滤饼层;二是一些无机盐等固体悬浮物进入膜孔, 引起膜孔堵塞。

目前, 如何消除膜污染、强化过滤通量是国内外技术人员一大研究热点, 己有的措施和控制方法主要是物理、化学法。物理法一般是指用高速水冲洗、空曝气清洗、海绵球机械擦洗和反冲洗 (空气反吹冲洗、水反冲洗) 及近年来研究较多的超声波清洗等, 其特点是简单易行。化学清洗通常是用化学清洗剂, 如稀碱、稀酸、酶、表面活性剂、络合剂和氧化剂等。此外, 一些新的方法也正在开发中, 如在进料液中充人气体、采用脉冲流动、让膜处于旋转状态等。

3.4 微滤膜技术在印染废水处理过程中的应用

在MF用于印染废水处理方面, 人们也已经做了相当多的工作。一些人采用孔径为0.11μm的炭膜考察了甲基紫、蒽醌兰、直接染料大红、直接染料翠兰等多种染料的脱色效果, 染料的截留率都在95%以上。另外一些人采用经椰壳炭化、粘结成型制备的植物基微滤炭膜 (孔径为0.5~1.0μm) 研究了所制炭膜对印染废水的处理效果。结果表明, 对蒽醌蓝染料分子 (分子量为518) 的截留率最高可达99%以上, 并初步探讨了炭膜处理印染废水的机理。陶瓷微滤膜对含活性染料废水的脱色率可达98%以上, 透过液可作为回水使用;稀HNO。水溶液对陶瓷膜具有很好的清洗效果。氧化铝微滤膜对不溶性染料的截留率能高达98%;而对于各种可溶性离子染料, 经加入表面活性剂预处理后, 脱色率也可达96%~98%。在高聚物膜方面, 采用Fenton试剂和聚偏氟乙烯 (PVDF) 中空纤维微滤膜对含有活性艳红X一3B染料废水的研究表明, 色度平均去除率达92%, COD平均去除率可达53%以上。

然而, 由于微滤膜的截留颗粒直径一般在0.02m~10m之间, 比印染废水中的多数物质的直径大, 因而微滤的应用相当有限。尽管MF可与絮凝等技术结合使用, 以提高分离效率, 但这会增加处理成本, 并产生二次污染。因而, MF主要被用于染色废浆和洗涤水中不溶物和悬浮固体物等的脱除, 以及超滤、纳滤和反渗透过程的前处理。

4、染色废水中色度去除和染料回收

染色废水主要来源于染色浴, 水量较大, 主要含染料、染色助剂、表面活性剂甚至有毒物质等, 水质随所用染料不同而不同, 一般呈强碱性, 特别是硫化染料和还原染料的染色废水, p H值可达10以上, 色度很高, COD比BOD5高很多, 可生化性较差。

由于染料品种繁多, 染色废水的处理需根据染料的种类、分子量、水溶性等性质, 选择适宜的膜材料和膜分离技术。经过膜分离后的透过液可循环使用, 浓缩液用于回收染料。

由于微滤膜的截留粒径比染色废水中的多数染料直径大, 因而微滤的应用经常与吸附、絮凝等预处理技术结合, 以提高分离效率。但这也会增加处理成本, 并可能产生二次污染。对于靛蓝类等不溶性染料, 其直径一般都在0.5m~2.0m可选择微滤或超滤技术处理。

20世纪80年代, 有人开发了管式超滤膜回收染色废水中的靛蓝染料, 该过程将截留的染料还原成可溶性染料后再循环利用。比较聚偏氟乙烯微滤膜和絮凝法对靛蓝染料废水的处理结果, 结果表明:采用膜分离技术时靛蓝染料截留率可在99%以上, 其经济成本也优于传统的絮凝法。

结语

总之, 膜分离技术在现代社会中越来越受到人们的重视。在技术运用过程中, 能节约成本、并可以有效的回收少量染料和印染助剂, 提高水的利用率。以后必将有广阔的应用前景。膜分离技术是一种清洁生产工艺, 能实现分离资源并回用, 具有巨大的环境效益和经济效益。然而, 膜分离技术在印染废水的应用方面还存在着一些需要解决的问题, 如污垢的形成和膜孔的堵塞问题, 有机膜的耐热性和防菌性差、无机膜的成本高的问题, 膜的寿命问题, 膜分离设备一次性投资高的问题, 高效清洁廉价的浓缩液和截留物的后处理技术问题等。只有当这些问题得到较好的解决, 膜分离在印染废水的处理方面才能得到广泛的应用。

摘要：本文作者结合自己多年工作经验, 从膜技术的应用与微滤技术两个方面阐述了膜分离技术在印染废水处理中的应用, 给出了自己的意见, 供同行参考。

关键词：印染废水,技术处理,应用

参考文献

[1]霍建新.膜分离法的应用[J].安徽农学通报, 2007, (14) .

印染废水处理工程应用 篇9

关键词：羧甲基壳聚糖,印染废水,脱色率

印染废水具有有机污染物含量高、色度深、水质变化大、碱性大、水量大等特点,属于难降解废水,其中不仅含有有毒污染物 ( 硝基苯、苯胺等) ,还含有难生物降解的偶氮、胺基、苯环等基团,会诱导人体癌症的发生。这些废水不仅影响水生环境,而且使土壤质量恶化[1]。

我国印染行业存在大量的小批量生产型企业,大部分是间歇操作,废水为间断性排放,后续处理不到位,因而水质水量变化范围很大,且废水组分复杂、浓度高、色度深,给废水处理增加不少困难[2]。目前在印染废水脱色处理方面,既经济又具有工业化应用潜力的处理方法是化学絮凝与生化工程相结合的方法,其中作为生化预处理的化学絮凝是十分关键的[3]。近年来人们把研究重点放在合成新型高效的高分子絮凝剂上,特别是对无毒的天然高分子絮凝剂的开发应用越来越受到重视[4,5]。

甲壳素在自然界中存在广泛,其脱乙酰产物—壳聚糖具有良好的絮凝和螯合作用,但壳聚糖只溶于酸性水溶液,且易水解[6,7,8]。由壳聚糖经羧甲基化改性可得到水溶性极好的羧甲基壳聚糖,羧甲基壳聚糖是无毒的新型高分子絮凝剂,同无机絮凝剂相比,具有投加量少、沉降速度快、处理效果好及污泥的脱水性能好等优点,在废水处理中的应用越来越受到人们的重视。本文通过羧甲基壳聚糖絮凝法对几种水溶性染料模拟废水进行了脱色试验,对实验结果进行分析,研究了羧甲基壳聚糖对水溶性染料废水脱色效率的影响。

1 实验部分

1. 1 实验试剂

高密度壳聚糖,浙江金克生物化学有限公司; 氢氧化钠, 无水乙醇,乙醛酸,冰醋酸,稀盐酸,异丙醇,氯乙酸等,均为分析纯; 所用水均为去离子高纯水。

1. 2 实验设备器

722N型可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司; 81 - 2型恒温磁力搅拌,上海司乐仪器有限公司; PHS - 2型酸度计,上海二分析仪器厂; 电热鼓风干燥箱( 101 - 2AB) ,天津泰斯特有限公司; 马弗炉( XL - 1箱式电阻炉) ,上海光明药用仪器有限公司; XL - 1箱式电阻炉,武汉格莱莫仪器有限公司; SHZ - D( Ⅲ) 循环水式多用真空泵,巩义市予华仪器公司。

1. 3 羧甲基壳聚糖的制备

称取5 g粉末状壳聚糖于250 m L烧杯中,加入30 m L无水乙醇浸泡数小时。再加入2. 5 m L 45% 的氢氧化钠继续浸泡1 h, 将浸泡后的壳聚糖移入三口烧瓶中,加入45% 氢氧化钠溶液若干毫升,在50℃下搅拌均匀后,浸泡1. 5 h,得到碱壳聚糖。称取一定量氯乙酸,在搅拌状态下分数次加入到碱化壳聚糖中,控制温度在65℃ ,反应温度变化范围在±0. 5℃ ,反应一定时间,制得粗品。把粗产品用200 m L 75% 的乙醇溶液洗涤数次,除去醋酸钠、氯化钠等盐类,抽滤后于60℃下干燥4 h得产品。

本实验制备工艺如图1。

1. 4 羧甲基壳聚糖对染料废水的脱色试验

1. 4. 1 单一模拟印染废水的配制

采用孔雀绿、甲基紫、亚甲基蓝三种染料,分别配制成20 mg / L的单一染料模拟废水。在一定体积的模拟染料废水中, 研究p H、样品投加量、温度、静置时间对处理效果的影响。

1. 4. 2 混合模拟印染废水的配制

将以上三种的单一模拟印染废水等体积混合,即得到混合模拟印染废水。

1. 4. 3 脱色试验步骤

在250 m L烧杯中加入模拟印染废水200 m L,调节p H值, 在最大吸收波长处 ( 孔雀绿、甲基紫、亚甲基蓝的最大吸收波长分别为618 nm、580 nm、666 nm) 测吸光度A0,向废水中加入一定量的羧甲基壳聚糖,在搅拌器上搅拌,控制转速先快后慢,静置2 ~ 5 h。然后取上清液,用分光光度法测定吸光度A, 求出脱色率。

1. 4. 4 模拟印染废水吸光度浓度标准曲线绘制

孔雀绿、甲基紫和亚甲基蓝这三种单一模拟印染废水和混合模拟印染废水的最大吸收波长分别为: 618 nm,580 nm, 666 nm,590 nm,绘制标准曲线。

甲基紫、亚甲基蓝和混合模拟印染废水的标准曲线方程参数见表1。

由表1可知,此吸光度 - 浓度标准曲线的相关性相当好, 所以本实验可以通过测定模拟染料废水的吸光度来求得脱色率。

2 结果与讨论

2. 1 羧甲基壳聚糖的制备

制备羧甲基壳聚糖的最佳反应条件为5 g粉末状壳聚糖, 45% 的氢氧化钠投加量为36 m L、氯乙酸用量为10 g、反应温度为60℃ ,反应时间为4 h。

2. 2 单一模拟废水的脱色条件确定

用制备的羧甲基壳聚糖样品分别对孔雀绿、甲基紫和亚甲基蓝三种模拟印染废水进行了脱色的实验。在室温下孔雀绿的最佳脱色条件是p H值为6、羧甲基壳聚糖投加量为150 mg/L、静置时间为5 h,其最佳脱色率可达到96. 89% 。甲基紫的最佳脱色效果是p H值为8、羧甲基壳聚糖投加量为150 mg/L静置时间为2 h,其最佳脱色率可达到94. 16% 。亚甲基蓝的最佳脱色条件是p H值为6、羧甲基壳聚糖投加量为200 mg/L、静置时间为2 h时,达到最佳脱色效果,其脱色率可达到86. 56% 。从数据显示,脱色效果明显。

2. 3 混合模拟废水的配制及脱色条件确定

将三种单一模拟废水等体积混合即得到混合废水,实验考察了废水p H值、壳聚糖投加量及反应静置时间三个因素对混合模拟废水脱色率的影响,实验结果见表2。由实验结果可确定出模拟废水的最佳脱色条件为p H为8、壳聚糖最佳投加量为150 mg / L、最佳静置时间为3 h。

由表2实验结果可以看出p H值对混合废水脱色率的影响最大,废水p H值为8时,脱色率达到最大值95. 3% ,控制好p H值是提高脱色率的关键。随着羧甲基壳聚糖的投加量的增加,模拟废水的脱色率是增加的,当投加量大于150 mg/L时, 脱色率提高的不太明显,说明已接近吸附平衡。静置时间为1 h时脱色率能达到72. 4% ,说明壳聚糖可以快速的吸附染料分子,当静置时间为3 h时,脱色率达最大95. 1% 并保持稳定。

2. 4 羧甲基壳聚糖的脱色稳定性

在250 m L烧杯中加入废水200 m L,调节p H值到8. 0,在最大吸收波长590 nm处测吸光度A0,加入0. 03 g( 150 mg/L) 羧甲基壳聚糖,在搅拌器上搅拌,静置3 h,然后取上清液, 测定吸光度A,求出脱色率。用这种方法平行测六次,结果列于表3。

狄克逊检验: 数据从小到大排列:

94. 79、94. 94、94. 98、95. 03、95. 06、95. 18

( 1) 检验最小值

查表,n = 6,给定显著性水平α = 0. 05时,Q0. 05= 0. 560, Q < Q0. 05,故最小值为正常值。

( 2) 检验最大值

查表,n = 6,给定显著性水平α = 0. 05时,Q0. 05= 0. 560, Q < Q0. 05,故最大值为正常值。

由以上数据可知: 羧甲基壳聚糖对混合染料废水具有很好的脱色率,而且最佳脱色条件与单一染料的脱色条件也很接近,所以,羧甲基壳聚糖对模拟废水的脱色效果很稳定。

2. 5 羧甲基壳聚糖脱色机理分析

羧甲基壳聚糖是壳聚糖经羧甲基化反应后的一种壳聚糖衍生物,壳聚糖分子链中存在游离的氨基和羧基,在碱性条件下羧甲基在羟基上的取代活性高于氨基。由于羧甲基的导入,破坏了壳聚糖分子的二次结构,其水溶性大大增强,能够更好地参与化学絮凝和吸附过程。羧甲基壳聚糖分子中的氨基和羧基,其电解质带正电荷,能够中和染料废水中带负电荷的胶体粒子,生成沉淀,起到絮凝作用; 同时,羧甲基壳聚糖为高聚物,对废水中的胶体粒子有吸附架桥的作用,所以羧甲基壳聚糖对染料废水的脱色效果较好。

3 结 论

( 1) 通过单因素实验,确定了制备羧甲基壳聚糖的最佳反应条件为45% 的氢氧化钠投加量为36 m L、氯乙酸用量为10 g、反应温度为60℃ ,反应时间为4 h。

( 2) 羧甲基壳聚糖在室温条件下对孔雀绿、甲基紫、亚甲基蓝三种印染废水进行了脱色的实验。影响因素p H值、羧甲基壳聚糖投加量、静置时间,其最佳脱色率可达到86% 以上。脱色效果依次为孔雀绿 > 甲基紫 > 亚甲基蓝。

( 3) 羧甲基壳聚糖对混合模拟废水的最佳脱色条件为p H为8、壳聚糖最佳投加量为150 mg/L、最佳静置时间为3 h,脱色率达95% 以上。且重复稳定性较好。

( 4) 由羧甲基壳聚糖分子链中存在游离的氨基和羧基,羧甲基壳聚糖具有很好的水溶性; 对废水中的胶体粒子有絮凝和吸附架桥的作用,羧甲基壳聚糖对染料废水具有较好的脱色效果。

参考文献

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[2]丁纯梅,宋庆平,王崇侠,等.壳聚糖对印染废水吸附性能的研究[J].环境与健康杂志,2008,25(8):688-690.

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[4]黄剑明,叶挺进.壳聚糖包裹活性炭/稀土对印染废水的处理研究[J].环境科学与技术,2010,23(6):34-36.

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