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印染廢水處理的基本方法【廣龍紡織助劑】

一、印染廢水處理的主要方法

印染廢水是以有機污染為主的、成分復雜的有機廢水,處理的主要對象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度緩慢的有機物、堿度、染料色素以及少量有毒物質。雖然印染廢水的可生化性普遍較差,但除個別的印染廢水(如化純纖織物染色)外,仍屬可生物降解的有機廢水。其處理方法以生物處理法為主,同時需輔以必要的預處理和物理化學深度處理。

二、預處理

印染廢水污染程度高,水質、水量波動大,成分雜復,一般都需進行預處理,以確保生物處理法的處理效果和運行穩定性。

1.調節(水質、水量均化)

如前所述,印染廢水的水質、水量變化大,因此,印染廢水處理工藝流程中一般都設置調節池,以均化水質、水量。為防止纖維屑、棉籽殼、漿料等沉淀于池底,池內常用水力、空氣或機械攪拌設備進行攪拌。水力停留時間一般為8h左右。



2.中和

印染廢水的pH往往很高,除通過調節池均化其本身的酸、堿度不均勻性外,一般需要設置中和池.以使廢水的pH滿足后續處理工藝的要求。

3.廢鉻液處理

在有印花工藝的印染廠中,印花輥筒鍍筒時需使用重鉻酸鉀等,輥筒剝鉻時就會產生鉻污染。這些含鉻的雕刻廢水必須進行單獨處理,以消除鉻污染。



4.染料濃腳水預處理

染色換品種時排放的染料濃腳水,數量少,但濃度極高,COD可達幾萬甚至幾十萬。對這一部分廢水進行單獨預處理可減少廢水的COD濃度,這對于小批量、多品種的生產企業尤其重要。


三、生物處理技術

生物處理工藝主要為好氧法,目前采用的有活性污泥法、生物接觸泵化法、生物轉盤和塔式生物濾池等。為提高廢水的可生化性,缺氧、厭氧工藝也已應用于印染廢水處理中。

1.活性污泥法

活性污泥法是目前使用最多的一種方法,有推流式活性污泥法、表面曝氣池等;钚晕勰喾ň哂型顿Y相對較低、處理效果較好等優點。其中,表面曝氣池因存在易發生短流、充氧量與回流量調節不方便、表面活性劑較多時產生泡沫覆蓋面水影響充氧效果等弊端,近年已較少采用。而推流式活性污泥法在一些規模較大的工業廢水處理站,仍在廣泛應用。污泥負荷的建議值通常為0.3~0.4kg(BOD5)/kg(MLSS)·d,其BOD5去除率大于90%,COD去除率大于70%。據印染行業的經驗表明,當污泥負荷在小于0.2kg(BOD5)/kg(MLSS)·d時,BOD5去除率可達90%以上,COD去除率為60%~80%。


2.生物接觸氧化法

生物接觸氧化法具有容積負荷高、占地小、污泥少、不產生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有機物的專性微生物等特點,因而近年來在印染廢水處理中被廣泛采用。生物接觸氧化法停止運行后,重新運行啟動快、對企業因節假日和設備檢修停止生產,無廢水排放對生物處理效果的影響較小。因此,盡管生物接觸氧化法投資相對較高,但因能適應企業廢水處理管理水平較低、用地較緊張等困難處境,應用越來越廣泛。特別適用于中小水量的印染廢水處理,通常容積負荷為o.6~0.7kg(BOD5)/kg(MlSS)·d時,BOD5去除率大于90%,COD去除率為60%~80%。


3.缺氧水解好氧生物處理工藝

如前所述,缺氧段的作用是使部分結構復雜的、難降解的高分子有機物,在兼性微生物的作下用轉化為小分子有機物,提高其可生化性,并達到較好的處理效果。缺氧段的水力停留時間,一般是根據進水COD濃度來確定的。當缺氧段采用填料法時,通常建議按每100mg/L的COD需水力停留時間1h累計取值。好氧段負荷限值有兩種方法,一是不計缺氧段去除率,此時好氧段負荷的限值略高于一般負荷值;另一計算法是按缺氧段BOD5去除率為20%~30%計,而好氧段的負荷按一般負荷值計算。經這一工藝處理后,BOO5去除率在90%以上,COD去除率一般大于70%,色度去除率較單一的好氧法也有明顯提高。


4.生物轉盤、塔式濾池

生物轉盤、塔式濾池等工藝在印染廢水的處理中也曾采用,取得了較好的效果,有的廠目前還在運行。但由于這些工藝占地面積較大、對環境的影響較多,處理效果相對其他工藝低,日前已很少采用。


5.厭氧處理

對濃度較高、可生化性較差的印染廢水,采用厭氧處理方法可較大幅度地提高有機物的去除率。厭氧處理在實驗室研究、中試中巴取得了一系列成果,是有發展前途的新工藝。但其生產運行管理要求較高,在厭氧處理法后面還需好氧法處理才能達到出水水質要求。

四、物化處理與其他處理技術


印染廢水處理中,常用的物化處理工藝主要是混凝沉淀法與混凝氣浮法。此外,電解法、生物活性碳法和化學氧化法等有時也用于印染廢水處理中。


1.混凝法

混凝法是印染廢水處理中采用最多的方法,有混凝沉淀法和混凝氣浮法兩種。常用的混凝劑有堿式氯化鋁、聚合硫酸鐵等;炷▽θコ鼵OD和色度都有較好的效果。

混凝法可設置在生物處理前或生物處理后,有時也作為一唯的處理設施。

混凝法設凝在生物處理前時,混凝劑投加量較大,污泥量大,易使處理成本提高,并增大污泥處理與最終處理的難度;炷ǖ腃OD去除平一般為30%~60%,BOD5去除率一般為20%~50%。作為廢水的深度處理,混凝法設置在生物處理構筑物之后,具有探作運行靈活的優點。

當進水濃度較低,生化運行效果好時,可以不加混凝劑,以節約成本;當采用生物接觸氧化法時,可以考慮不設二次沉淀池,讓生物處理構筑物的出水直接進人混凝處理設施。在印染廢水處理中,多數是將混凝法設置在生物處理之后。其COD去除率一般為15%~40%,當原廢水污染物濃度低,僅用混凝法已能達到排放標準時,可考慮只設置混凝法處理設施。


2.化學氧化法

紡織印染廢水的特征之一是帶有較深的色顏,這主要是由殘留在廢水中的染料所造成的。此外,有些懸浮物、漿料和助劑也能產生顏色。廢水脫色就是去除廢水中上述顯色有機物。印染廢水經生物法或混凝法處理后,隨BOD和部分懸浮物的去除,色度也有一定的降低。一般情況下,生物法的脫色率較低,僅為40%~50%;炷ǖ拿撋噬愿,但因染料品種和混凝劑的不同而有很大的差別,脫色率在50%~90%之間。因此,采用上述方法處理后,出水仍有較深的顏色,對排放和回用都很不利。為此,必須進一步進行脫色處理。常用的脫色處理法有氧化法和吸附法兩種。氧化脫色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三種。

化學氧化法一般作為深度處理設施,設置在工藝流程的最后一級。主要的目的是去除色度,同時也降低部分COD。經化學氧化法處理后,色度可降到50倍以下,COD去除率較低,一般僅5%~15%。

(1)氯氧化脫色法:氯作為消毒劑已廣泛應用于給水處理,其作為氧化劑時的功能與消毒有所不同。氯氧化脫色法就是利用存在于廢水中的顯色有機物比較容易氧化的特性,應用氯或其化合物作為氧化劑,氧化顯色有機物并破壞其結構,達到脫色的目的。

常用氯氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉等。其中次氯酸鈉價格較高,但投加設備簡單,產泥量少。漂白粉價廉,來源廣,可就地取材,但產泥多。如采用液氯,沉渣還很少,但氯的用批大,余氯多,在一般溫度下反應時間也長。而且某些染料氯化后可能產生有毒的物質。氯氧化劑并不是對所有染料都有脫色效果。對于易氯化的水溶性染料(如陽離子染料、偶氮染料)和易氧化的不溶性染料(如硫化染料),都有良好的脫色效果。對于不易氧化的不溶性染料(如還原染料、分散染料和涂料等)脫色效果較差。當廢水中含有較多懸浮物和漿料時,該法不僅不能去除此類物質,反而要消耗大量氧化劑。況且在氧化過程中,并不是所有染料都被破壞,其中大部分足以氧化態存在于水中,經過放置,有的還可能恢復原色。所以單獨采用此法脫色并不理想,宜與其他方法聯用,可獲得較好的脫色效果。


(2)臭氧氧化脫色法:臭氧作為強氧化劑,除了在水消毒中得到應用,在廢水脫色及深度處理中也得到廣泛應用。臭氧具有強氧化作用的原因,曾經認為是在分解時生成新生態的原子氧,表現為強氧化劑。目前認為,臭氧分子中的氧原子本身就是強烈親電子或親質子的,直接表現為強氧化劑是更主要的原因。


染料顯色是由其發色基團引起的,如乙烯基、偶氮基、氧化偶氮基、羰基、硫酮、亞硝基、亞乙烯基等。這些發色基閉都有不飽和鍵,臭氧能使染料中所含的這些基團氧化分解,生成相對分子質量較小的有機酸和醛類,使其失去發色能力。所以臭氧是良好的脫色劑。但因染料的品種不同,其發色基團位置不同,脫色率也有較大差異。對于含水溶性染料廢水,如活性、直接、陽離子和酸性等染料,其脫色率很高。對含不溶性分散染料廢水也有較好的脫色效果。但對于以細分散懸浮狀存在于廢水中的不溶性染料,如還原、硫化染料和涂料,脫色效果較差。


影響臭氧氧化的主要因素有水溫、pH、懸浮物濃度、臭氧濃度、臭氧投加量、接觸時間和剩余臭氧等。


用臭氧處理印染廢水,因所含染料品種不問,處理流程也不一樣。對含水溶性染料較多、懸浮物含鹽較少的廢水,可單獨采用臭氧或臭氧—活性炭聯合處理,一般都與其他方法聯用。當廢水中含染料以分散染料為主,且懸浮物含量較多時,宜采用混凝一臭氧聯合流程。


(3)光氧化脫色法:光氧化脫色法是利用光和氧化劑聯合作用時產生的強烈氧化作用,氧化分解廢水中的有機污染物質,使廢水的BOD、COD和色度大幅度下降的一種處理方法。


光氧化脫色法中常用的氧化劑是氯氣,有效光是紫外線。紫外線對氧化劑的分解和污染物質的氧化起催化作用。有時,某些特殊波長的光對某些物質有特效作用,因此,設計時應選擇相應的特殊紫外線燈作為光源。


光氧化脫色法的特點有:氧化作用強烈,沒有污泥產生,適用范圍廣,可作為廢水的高級處理,裝置緊湊,占地面積小。光氧化脫色印染廢水,除對一小部分分散染料的脫色效果較差外,其他染料脫色率都在90%以上。


3.電解法

借助于外加電流的作用產生化學反應,把電能轉化成化學能的過程,稱為電解。利用電解的化學反應,使廢水的有害雜質轉化而被去除的方法,稱為廢水電解處理法,簡稱電解法。

電解法以往多用于處理含氰、含鉻電鍍廢水,近年來才開始用于處理紡織印染廢水的治理,但尚缺乏成熟的經驗。研究表明,電解法的脫色效果顯著,對某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料的印染廢水,脫色率可達90%以上、對酸性染料廢水脫色率達70%以上。電解法對于處理小水量的印染廢水,具有設備簡單、管理方便和效果較好的特點。固定床電解法在工程上也有應用,取得了較好的效果。其缺點是耗電較大、電極消耗較多,不適宜在水量較大時采用。電解法一般作為深度處理,設置在生物處理之后。其COD去除率為20%~50%,色度可以降到50倍以下。

當原廢水濃度低,僅用電解法已能達到排放標準時,可考慮只設置電解法處理設施。僅用電解法處理時,COD去除率為40%~75%。

電解法具有下列特點:

(1)反應速度快,脫色率高,產泥量小。

(2)在常溫常壓下操作,管理方便,容易實現自動化。

(3))當進水中污染物質濃度發生變化時,可以通過調節電壓與電流的方法來控制,保證出水水質穩定。

(4)處理時間短,設備容積小,占地而積小。

(5)電解需要直流電,電耗和電極消耗量較大,宜用于小水量廢水處理。

4.活性炭吸附法

活性炭吸附技術在國內用于醫藥、化工和食品等工業的精制和脫色巳有多年歷史。20世紀70年代開始用于工業廢水處理。生產實踐表明,活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性,它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業廢水都有良好的吸附效果。一般情況下,對廢水中以BOO、COD等綜合指標表示的有機物,如合成染料、表面活性劑、酚類、苯類、有機氯、農藥和石油化工產品等,都有獨特的去除能力。所以,活性炭吸附法巳逐步成為工業廢水二級或三級處理的主要方法之一。


吸附是一種物質附著在另一種物質表面上的過程。吸附是一種界面現象,其與表面張力、表面能的變化有關。引起吸附的推動能力有兩種,一種是溶劑水對疏水物質的排斥力,另一種是固體對溶質的親和吸引力。廢水處理中的吸附,多數是這兩種力綜合作用的結果;钚蕴康谋缺砻娣e和孔隙結構直接影響其吸附能力,在選擇活性炭時,應根據廢水的水質通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發達的炭種。此外,灰分也有影響,灰分越小,吸附性能越好;吸附質分子的大小與炭孔隙直徑越接近,越容易被吸附;吸附質濃度對活性炭吸附量也有影響,在一定濃度范圍內,吸附量是隨吸附質濃度的增大而增加的。另外,水溫和pH也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少,隨pH的降低而增大。故低水溫、低pH有利于活性炭的吸附。


活性炭吸附法較適宜用作水量小,一般的生化與物化方法處理不能達標時的深度處理方法。其優點是效果好,缺點是運行成本高。
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