據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)印染廢水排放量約為每天3×106—4×10 m3,印染廠每加工100米織物,會(huì)產(chǎn)生3—5t廢水,故由此而造成的環(huán)境破壞及經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的,因而要實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,必須首先解決印染行業(yè)的污染問題。印染企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品多種多樣,以及生產(chǎn)工藝、使用助劑的多樣性,使排放的廢水水質(zhì)也經(jīng)常處于變化之中。
1印染廢水的特點(diǎn)
1.1色度大、有機(jī)物含量高
印染廢水所含的顏色及污染物主要由天然有機(jī)物及人工合成有機(jī)物質(zhì)所構(gòu)成。由于在印染加工中大量使用了各種染化料,這些染化料不可能全部轉(zhuǎn)移到織物上,在水中有部分殘留,使得廢水的顏色深。不同纖維織物在印花和染色過程中使用的染料不同,染料的上染率不同,染料的殘留形態(tài)也不同,致使排放廢水的顏色也不相同。近年來(lái),隨著大量新型助劑、漿料的使用,有機(jī)污染物的可生化性降低,處理難度加大。
1.2水質(zhì)變化大
印染廢水是印染企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的各種廢水混合后的總稱。印染廢水排放與企業(yè)生產(chǎn)織物品種,數(shù)量及所選用的染料等多種因素有關(guān),水質(zhì)變化大,在所排放的廢水中,COD高時(shí)可達(dá)2060—3000mg/L,且BOD與COD之比小于0.2,可生化性差。
1.3 pH值變化大
由于不同纖維織物在印染加工中所使用的工藝不同,在染色或印花中為使染色溶液和印花色漿更好地上染到不同織物上,需要在不同pH值條件下進(jìn)行染色,因此,不同纖維織物在印染加工中所排放廢水的pH值是不同的。一般來(lái)說,由于棉及其混紡織物印染加工中很多工藝都需要加人堿,造成廢水中pH值較高。
1.4水溫水量變化大
由于印染加工大多在高溫條件下進(jìn)行,致使排放廢水的水溫比較高,廢水溫度高對(duì)生化處理不利。另外。由于加工織物品種不同,所需要的染色溫度和水量也不同,使排放的廢水的溫度和排放量不同。
2 處理方法
廢水的處理方法大體上可分為兩類:一類是通過各種外力作用,把有害物從廢水中分離出來(lái),稱為分離法,包括吸附法、絮凝沉淀法、氣浮法、萃取法、離子交換法、電解法、電滲析法、超濾法、磁分離法等;另一類是通過化學(xué)或生化的作用,使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)或可分離的物質(zhì),后者再經(jīng)過分離給予除去,稱為轉(zhuǎn)化法。轉(zhuǎn)化法包括化學(xué)轉(zhuǎn)化法和生物轉(zhuǎn)化法?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)化法有中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法和電化學(xué)法。生化轉(zhuǎn)化法有活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法等。
2.1絮凝沉淀法
絮凝沉淀法是廢水處理中常用的物化處理法。在廢水中加人一些電解質(zhì)作絮凝劑,改變膠體粒子表面電勢(shì),或改變分散介質(zhì)中電解質(zhì)的濃度與價(jià)態(tài)。以影響膠體之間的排斥位能。溶液中電解質(zhì)濃度增大時(shí),雙電厚度減少,顆粒之間吸引能逐漸增大,顆粒發(fā)生聚集而沉淀。常用的絮凝劑有無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑、微生物絮凝劑等。
在染料廢水中投加鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑,使其水解形成帶高電荷的羥基化合物,它們對(duì)水中憎水性染料分子如硫化染料、還原染料、分散染料的混凝效果較好。而對(duì)酸性染料、活性染料、特別是對(duì)小分子量、單偶氮鍵、含有數(shù)個(gè)磺酸基的水溶性染料的混凝脫色效率較差。硫酸亞鐵對(duì)帶一SO, 、一OH、一NH 、一X等基團(tuán)的染料分子也具有較好的混凝脫色效果。這主要是由于亞鐵離子可以與上述基團(tuán)的未共用電子對(duì)發(fā)生配位反應(yīng)而形成大分子鰲合物,降低了水溶性,在染料廢水中呈膠體狀態(tài),進(jìn)而通過硫酸亞鐵水解產(chǎn)物的混凝作用被去除。在含水溶性陰離子染料的廢水中投加鎂鹽,在堿性條件下可形成化學(xué)絮凝。pH對(duì)鎂鹽的混凝作用影響很大,一般要求pH>l 1。含磺酸基團(tuán)的染料脫色效果優(yōu)于含羧酸基團(tuán)的染料,這些陰離子基團(tuán)容易成為氫氧化鎂的吸附作用點(diǎn)。
2.2 吸附法
在染料、染色廢水處理中,吸附法主要應(yīng)用于預(yù)處理 少水處理主體裝置負(fù)荷,回收有機(jī)物質(zhì))和深度處理(提高處理水質(zhì)量,滿足回用水水質(zhì)要求)。主要吸附劑有白土、硅藻土、磺化煤、粉煤灰、木炭、活性炭、珍珠巖、甲殼、纖維素、樹脂等,其中常用是活性炭和樹脂吸附劑。吸附作用發(fā)生在固液兩相界面上,固吸附劑對(duì)溶質(zhì)的作用不同,產(chǎn)生物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附。
2.3廢水焚燒處理技術(shù)
近10年來(lái),精細(xì)化工迅速發(fā)展,環(huán)境污染成為社會(huì)關(guān)注的問題,用焚燒法處理高濃度含鹽染料廢水,引起人們注意和興趣。發(fā)達(dá)國(guó)家把高新技術(shù)應(yīng)用在焚燒技術(shù)的研究上,使焚燒技術(shù)迅速發(fā)展,為化學(xué)工業(yè)高濃度有機(jī)廢水焚燒處理提供廣闊的應(yīng)用前景。
2.4活性污泥法
活性污泥法處理染料、染色廢水是很復(fù)雜的過程,主要依靠?jī)蓚€(gè)階段:在吸附階段,廢水水中的膠態(tài)物質(zhì)及一些溶解性的有機(jī)物能被其所吸附,而且吸附階段同時(shí)還進(jìn)行吸收和氧化作用。在氧化階段,微生物通過氧化、還原、合成等過程將被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物,同時(shí)繼續(xù)吸附和吸收溶解物質(zhì)。吸附達(dá)到飽和后,污泥失去活性,經(jīng)過氧化除去吸附的有機(jī)物后,污泥重現(xiàn)活性,恢復(fù)吸附和氧化能力。
2.5生物處理技術(shù)
好氧生物處理是染料、染色廢水處理的主要方法。在有氧情況下,廢水中的有機(jī)物通過活性污泥吸附、氧化、還原、合成過程,把有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物。好氧法處理效率高、速度快、比較經(jīng)濟(jì)。
厭氧法是在厭氧條件下,通過厭氧微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行酸性發(fā)酵和堿性發(fā)酵兩個(gè)階段的厭氧分解完成代謝過程,即在產(chǎn)酸微生物作用下有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低級(jí)脂肪酸、醇、氨、二氧化碳等中間產(chǎn)品,而后在甲烷細(xì)菌作用下再轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳。厭氧法代謝速度慢、停留時(shí)間長(zhǎng)、容器體積大、消化過程復(fù)雜、影響因素多、對(duì)過程參數(shù)控制嚴(yán)格、有安全問題、工程造價(jià)高,而且厭氧代謝受氧體是有機(jī)物及硫酸鹽、硝酸鹽等含氧化合物,容易還原,有機(jī)物氧化不完全,處理水質(zhì)不夠穩(wěn)定,一般用于有機(jī)污泥或高濃度廢水處理。
2.6化學(xué)氧化法
化學(xué)氧化法是染料廢水脫色的主要方法。廢水中的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物,通過化學(xué)反應(yīng)被氧化為無(wú)毒的物質(zhì),或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài),從而達(dá)到處理的目的?;瘜W(xué)氧化法分為空氣氧化法和藥劑氧化法。(1)空氣氧化法??諝庋趸ㄊ且钥諝鉃檠趸瘎3S玫膶?shí)例是空氣氧化除鐵。地下水中往往含有少量的溶解性亞鐵離子,可以通過曝氣,由空氣中的氧氣將亞鐵離子氧化成鐵離子,再與水中的OH一作用形成氫氧化鐵沉淀而得到去除??諝庵械难鯕庾鳛檠趸瘎┊?dāng)然是最經(jīng)濟(jì)的方法,但是由于通常情況下氧氣的水中的溶解度非常低。因此,通常需要借助高溫、高壓和催化劑的作用。這種方法稱為濕式氧化法,這種方法被認(rèn)為是最完全的氧化技術(shù)。一般溫度控制在200~3000℃,壓力10~20MPa,在這種條件下,幾乎所有的污染物都被氧化到二氧化碳和水。(2)藥劑氧化劑法。水處理中常用的氧化劑有雙氧水、高錳酸鉀和氯化試劑包括氯氣,液氯,漂白粉,次氯酸鈉和二氧化氯等。氯氧化法在廢水處理中主要是用于氰化物、硫化物、酚類的氧化去除及脫色、脫臭、殺菌、防腐等 。低毒性含氰廢水的處理可以采用堿性氯化法,這種方法在國(guó)內(nèi)外己有較成熟的經(jīng)驗(yàn)。氯氧化法主要用于醫(yī)院污水處理、無(wú)機(jī)物與有機(jī)物氧化、廢水脫色除臭等。
2.7高溫深度氧化處理
染料、顏料廢水中許多污染物濃度很高,毒性大,難以生物降解,普通生物物化法處理不但成本高,且難以奏效;而高溫深度氧化處理則可以最終去除高濃度有機(jī)廢水的污染物。但是,高溫深度氧化法需要消耗大量的能源,應(yīng)盡可能回收處理系統(tǒng)余熱,變廢為利。同時(shí)應(yīng)在高溫深度氧化方式和裝置結(jié)構(gòu)等方面發(fā)展新技術(shù),以達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。目前廢水深度氧化主要有濕式空氣氧化,超臨界水氧化和焚燒技術(shù)。
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