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印染废水处置零排放全体办理工艺综述

 印染废水处置零排放全体办理工艺综述
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        择要:印染废水是难处置的产业废水之一,具有水量大、碱性大、水量变化大、无机物含量高、色度高、可生化性差等特点。本文经过对印染废水身分剖析,以零排放为处置目标,比拟废水的根本处置办法,扼要介绍了现在印染废水处置的典范工艺。
        要害词:印染废水;处置工艺;COP;零排放

       1. 弁言
          印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排挤的废水。具有水量大、无机物含量高、碱性大、水量变化大等特点,属难处置的产业废水之一。废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质和无机盐等物质。

      2.印染废水的发生和特点
       2.1印染废水的发生
       一样平常印染的工艺流程为: 前处置(碱减量,烧毛-退浆-煮炼-漂白-丝光)-染色(印花)-后整理
       印染废水次要泉源于前道处置及染色(印花)工序,它们在整个印染工艺流程所发生的废水中占据十分高的比重,可分为碱减量废水、退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水、印花废水、后整理废水八大类。
      
       2.1.1碱减量废水
      
碱减量废水是涤纶仿真丝碱减量工序发生的,次要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等,此中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不但pH值高(一样平常>12),并且无机物浓度高,碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L,高分子无机物及局部染料很难被生物降解,此种废水属高浓度难降解无机废水。      

       2.1.2退浆废水
       退浆是用化学药剂将织物上所带浆料水解构成可溶性物质,然后撤除。退浆废水水量较小,但净化物浓度高,含有种种浆料、浆料剖析物、纤维屑、淀粉碱和种种助剂,使废水呈碱性,pH值为12左右,COD和BOD5都很高。      

       2.1.3煮炼废水
       煮炼废水水量大,净化物浓度高,此中含有纤维素、果酸、腊质、油脂、碱、外表活性剂、含氮化合物等。煮炼废水呈深褐色,碱性很强,且水温高。      

       2.1.4漂白废水
      
漂白是去除棉、麻纤维上的自然色素,使纤维变白。漂白废水水量大,但净化较轻,含有剩余的漂白剂、大批醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。      

       2.1.5丝光废水
       丝光废水含碱量高,NaOH含量在3%~5%,少数印染厂经过蒸发稀释接纳NaOH,以是丝光废水一样平常很少排挤,经碱接纳后排挤的废水仍呈强碱性,pH值高达12~13,COD、BOD5和SS(悬浮物)都较高。      

       2.1.6染色废水
      
染色废水水量较大,水质随所用染料的差别而庞大多变,此中含有浆料、染料、助剂、外表活性剂等。废水一样平常呈碱性,色度很高。关于硫化和复原染料的染色废水,pH值可达10以上。COD较高,BOD5值较低,可生化性较差。   

       2.1.7印花废水
     
印花废水次要来自配色彩浆、印花滚筒和筛网的冲洗水,以及印花后的花洗水洗液、皂洗液等。水量较大,净化物浓度高,废水中除含有染料、助剂外,还含有少量的浆料。COD、BOD5均较高,活性印花废水总氮含量高。此中BOD5值约莫占印染废水中总BOD5值的15%~20%。     

      2.1.8后整理废水
    
后整理废水通常含有纤维屑、树脂、油剂和浆料等。由于水量较小,对整个废水的水质影响较小。


       2.2印染废水的特点及危害

       印染废水色度形成的次要要素是染料。废水中的染料能吸取光芒,低落水体通明度,影响水生生物和微生物生长,倒霉于水体自净,同时易形成视觉上的净化。严峻净化的水领会影响到人类的安康。因而,对染料的排挤必需严厉控制,尤其是对那些迫害严峻的染料,如酞青铜盐类染料和一些偶氮类染料。
       用某些染料会在废水中有铬、铅、锌、汞等重金属盐类。对铬、铅、锌、汞等重金属盐类,用一样平常生化办法难以降解,因而它们在天然情况中能临时存在,而且会经过食品链等危及人类安康。在日本就曾产生过重金属汞和镉净化而形成的水俣病、痛痛病等公害事情。重金属铬在印染加工中用量绝对较多,染色工艺中常用重铬酸钾作氧化剂和媒染剂,印花辊筒的制备耗铬量也很大,也被确认能致癌,以是应分外留意排放和综合使用。
       印染废水含少量的无机净化物和硫酸盐,分外是活性印花废水含有少量氮元素,排入水体将斲丧消融氧,毁坏水生态均衡,危及鱼类和别的水生生物的生活。沉于水底的无机物,会因厌氧剖析而发生硫化氢等无害气体,好转情况。

       3.印染废水的根本处置办法     
       印染废水处置办法大抵可分为归天法、化学法、生化法3大类,但由于印染废水身分庞大,在实践使用中大多接纳几种办法的组合来完成对印染废水的彻底处置。

       3.1归天法
       3.1.1混凝沉淀法
      
印染废水中的疏散染料、硫化染料、复原染料等憎水性染料分子的分子量大,在水中以悬浮物或胶态存在,易被脱稳絮凝撤除。镁盐絮凝剂在碱性条件下可处置含水溶性阴离子染料废水。使用最普遍的絮凝剂照旧铝盐絮凝剂,次要有硫酸铝、氣化铝、明矾、聚合氣化铝、聚合硅酸铝类等接纳无机、无机化学絮凝剂,如碱式氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)等,其水解发生的胶体吸附染料,实用于难溶及不溶性染料,其质料泉源普遍,制备复杂,投资少,经济适用,对COD、BOD去除率也较高,但会发生化学污泥的二次净化,色度去除率也不尽善尽美[jìn shàn jìn měi]。铁盐絮凝剂结果不错,但铁离子利用时对设置装备摆设有强腐化性,调制和加药设置装备摆设必需思索用耐腐化质料。                   

       3.1.2吸附法
      
吸附法是使用多孔性固体吸附剂如活性炭、硅聚物、高岭土吸附废水中的染料的办法,差别的吸附剂对染料吸附有选择性,现在次要接纳活性炭吸附法。此法实用于可溶性染料,不必要设置装备摆设投资,COD、BOD去除结果也不错,但活性炭吸附后再生难,故本钱高,且对某些大分子染料吸附力不敷。别的国际另有使用活性硅藻土和煤渣处置传统印染工艺废水,用度较低,脱色结果较好,但缺陷是泥渣发生量大且处置难。                   
 
       3.1.3膜过滤法
      
膜过滤法指以选择性透过膜为分散介质,在某种推进力(如压力差、浓度差、电位差等)的作用下,可以选择性的透过某些物质而保存溶液中的其他组分,以到达分散、稀释的目标。分散膜有固膜液膜和睦膜三种。此中固膜在产业中运用最为普遍。包罗微滤(MF),超滤(UF),纳滤(NF)和反浸透(RO)四种历程。与传统工艺相比,膜过滤法具有分散服从高,节能无净化,工艺复杂,操纵利便,历程易控制等好处。但在印染废水处置中膜过滤法也存在分明的缺陷,膜易污堵,对进水的要求高,一旦膜污堵形成通量降落,就会招致产水量低落,某些膜材质耐酸碱、抗腐化功能差,且现在市道市情上的膜代价不停居高不下,招致建立本钱高。   
       
       3.2化学处置法
       3.2.1氧化-复原法

       化学氧化法分为氛围氧化法、臭氧氧化法等,是印染废水脱色处置的次要办法。其机理是使用氧化剂将染科不饱和的发色基团冲破而脱色。罕见的有组正当和催化氧化法等。充实使用氧化剂的氧化功能,脱色结果好,但对COD去除服从不是很高,并且容易引入其他化学物质。
                 
       3.2.2电化学法
       电化学法是废水处置中的电解质在直流电的作用下产生电化学反响的历程。废水中的净化物在阳极被氧化,在阴极被复原,大概与电极反响产品作用,转化为有害身分被分散撤除它是一种复杂、经济、无效的办法。在电解时利用可溶性阳极(铁、铝等),使其发生Fet、Al3+等离子,经水解聚分解絮凝剂,从而到达去除印染废水中BOD、COD、色度的结果

       3.3生化法
       生化法是指使用使用微生物剖析氧化无机物的功效并接纳肯定的人工步伐,发明有利于微生物的生长,繁衍的情况,使微生物少量增殖,以进步其剖析氧化无机物服从的一种废水处置办法。生化法次要接纳厌氧水解-好氧氧化串联工艺,厌氧水解工艺是办理印染废水COD值高、可生化性差及色度初等困难的无效前置技能。在印染废水处置中,常用的生化法包罗活性污泥法、生物膜法等。

       3.3.1活性污泥法
       活性污泥法既能剖析无机物质,又能去除局部色素,还可以小量调治pH值,运转服从高而用度低,出水水质好,因此被普遍接纳。活性污泥法关于BOD5的去除率-般可以到达40%-60%,脱色才能为30%-50%合适于无机物浓度高及BOD较高的印染废水。但,活性污泥法去除COD不完全,脱色结果也不睬想,另有污泥收缩征象产生,惹起出水水质动摇,乃至体系运转中缀。

       3.3.2生物膜法
       生物膜法制止了活性污泥法容易惹起污泥收缩,但有污染后水质不波动的缺陷。生物膜法的食品链比活性污泥法长,生物相也比活性污泥法更丰厚。此中,少量的丝状菌对碳源要求较高,反响敏捷具有较强的吸附剖析无机物的才能。因此,生物膜法对印染废水的脱色作用也较活性污泥法高,一样平常而言,BOD5的去除率为85%-95%COD的去除率为40%-60%,脱色率为50%-60%生物膜法和活性污泥法异样存在的题目,即COD和色度的去除率不高,处置体系出水不克不及到达划定的排放尺度,假如经过延伸曝气工夫和停顿工夫,不光增长了建立造价,并且并不是一切的该类废水都可以到达预期的处置结果。别的,随着分解纤维产业和化学产业的开展,纺织质料少量接纳天然纤维,这些染料、浆料及助剂的BOD5/COD值变得越来越小,即越来越难以生物降解,使得印染废水水量变得更庞大、更多变、更难以生物降解。

       4.印染废水处置典范工艺

       4.  1典范工艺流程
       分质预处置-
前归天-生化-后归天-初级氧化-中水回用-零排放
       车间废水举行搜集后,起首按废水的差别范例举行分质预处置,预处置出水均化落伍入前归天阶段,撤除大局部的SS,低落色度及COD,颠末前归天处置后,废水进入生化阶段,在微生物的作用下,撤除水中大局部的CO D、色度、氨氮等,生化出水再举行后归天处置,进一步低落废水中的SS,再对后归天出水举行初级氧化,以到达中水回用的进水要求,再举行中水回用的处置,完成零排放的目标。

       4.2分质预处置工艺介绍
       4.2.1碱减量废水处置工艺介绍

       常用工艺:碱减量废水-集水调治池-酸析反响池-综合废水调治池-后续生化处置
       碱减量加工便是使用热碱浸泡织物,使减量,变得柔软。碱减量废水含有少量的烧碱和纤维的水解物,具有净化物浓度高、碱性强等特点。若间接与其他工序的印染废水混淆举行生化等处置,将明显增长处置难度和运转用度,严峻的还会使原有运转精良的印染废水生化处置体系瓦解而不克不及再举行正常运转。因而,在印染废水处置时,每每将碱减量废水会合举行酸析预处置,去除对苯二甲酸后,再举行生化处置。
       酸析预处置工艺是在碱减量废水中参加浓硫酸,把pH调至3左右,使对苯二甲酸以难溶性白色沉淀析出,与废水分散的一种归天预处置办法。为碱减量废水的终极处置提供了精良的条件,同时析出的对苯二甲酸只需控制肯定的条件,还可以接纳使用,使其发生的效益来补偿运转用度,这就办理了碱减量废水的运转本钱和污泥的二次净化题目,从而能经济无效地办理碱减量废水处置难的题目。经酸析预处置的碱减量废水与别的工序发生的印染废水混淆,综合废水的pH值一样平常小于11,COD为1000mg/L左右,水质分明改进,然后再用生化、归天法举行处置,出水可达标排放。

       4.2.2退浆废水处置工艺介绍
       现在市场上的坯布浆料次要为PVA浆料或含有PVA的混淆浆料,作为财产链卑鄙的印染企业,难以控制下游纺织业的加工工艺,因而实践消费中,退浆废水中浆料成份庞大多变,但一样平常都含有PVA。
       前处置废水的COD量占到综合废水COD总量的55~65%,而退浆废水COD量占到前处置废水的80~90%,因而印染厂的COD总排放量中,退浆废水的COD量占了50~60%,退浆废水COD 20000~50000 mg/L,退煮漂混淆废水COD 10000~15000 mg/L。
       退浆废水一样平常呈碱性,pH值为12左右,利用化学浆料的退浆废水,COD值高BOD值低,可生化性比力差,PVA是高聚物,B/C仅为0.05,因而前处置废水的可生化性极差。
       退浆废水常与染色、印花等水量大、浓度低的废水混淆后处置,常接纳归天+生化处置工艺。

      4.3初级氧化处置工艺介绍
      4.3.1
芬顿工艺
      芬顿(Fenton)工艺作为废水初级处置技能,使用Fe2+和H2O2之间的链反响催化天生具有强氧化性的羟基自在基(·OH),可氧化种种有毒和难降解的无机化合物,针对高浓度难生物降解废水处置,可作为生物前处置以改进水质,提拔废水的可生化性,为后续的深度处置发明有利条件。
      由于芬顿氧化历程中硫酸亚铁的少量投加,使得硫酸亚铁中铁离子的少量沉淀,产了少量的铁泥。乃至会形成少量的污泥悬浮物在废水中难以沉降。呈现这种状况的缘故原由大少数是因硫酸亚铁与双氧水的投加比例没有控制好,或双氧水投加过量、反响不彻底招致。呈现这种状况后可以经过投加絮凝剂(聚丙烯酰胺)举行强化絮凝沉淀。大概经过投加石灰粉举行pH值调治及助凝对悬浮物举行凝结沉淀。
      一样平常在废水处置工程上,接纳芬顿都有特别的反响条件和充足的反响工夫,为确保芬顿反响举行彻底,可在水中投加非离子型的聚丙烯酰胺,它可以协助污泥减速沉降。使用硫酸亚铁芬顿对一些高色度与高COD废水的去除率都可以到达90%-95%。

      4.3.2 COP(臭氧催化氧化)
      COP初级氧化技能是基于产业废水深度处置底子上开辟成型。废水颠末生化和归天处置后水中的可生化物质浓度极低,永劫间的生化和多级归天处置,占空中积大,投资很大,剩余污泥量大,运转用度高,性价比低。
      COP技能是在废水中通入臭氧,在催化剂和臭氧协同作用下,将水中大分子无机物剖析为小分子物质,进步水体的可生物降解性,或将无机物间接矿化天生CO2、H2O和N2等,将无机物彻底降解为二氧化碳、水,不会发生二次净化,到达污染的目标。
      臭氧催化剂氧化是现在研讨最多的一种臭氧催化氧化技能,依照反响相态可以分为均相臭氧催化氧化和非均相臭氧催化氧化。非均相臭氧氧化技能是使用非均相催化剂,由于其易于接纳且无二次净化等好处,是臭氧催化氧化技能的抢手研讨偏向。其催化臭氧氧化的次要作用有两种:一是使用催化剂的吸附作用先吸附无机物至催化剂外表地区,增长臭氧与无机物打仗几率;二是催化活化臭氧分子,进步臭氧剖析发生·OH的速率,获得更好的氧化结果。
       非均相臭氧催化氧化催化剂一样平常由活性组分和载体构成,此中活性组分多为Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ni和Ce等的金属氧化物;载体多为活性氧化铝小球、活性炭、陶粒、多孔沸石、石墨烯等。
       臭氧氧化催化剂是一种能改动臭氧氧化反响速率的选择性触媒质料。该产品以优质活性炭或氧化铝等为载体,具有波动性好、催化活性初等好处,该技能在工程使用中彰显出更强的广谱性,办理了传统氧化法服从低、运转条件庞大等困难,功能到达天下先辈程度。普遍使用于产业废水预处置及深度处置等范畴。

       4.4零排工作艺介绍
       4.4.1零排放预处置工艺

       零排放体系设计为三个独立体系,辨别为中水回用体系、高倍稀释体系、蒸发体系。
       由于膜的进水要求高,一样平常会在废水进入膜之行进行预处置。在印染废水零排工作艺中,常利用气浮作为前处置,以包管进水水质。
       使用气浮在污水中引入少量的微气泡,以构成水、气、及被去除物质的三相混淆体,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的配合作用下,促进微细气泡粘附在被去除的巨大悬浮物上后,因粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中净化物质被分散去除。同时参加废除络合药剂,撤除废水中的重金属。

       4.4.2膜范例选择
       膜法液体分散技能依据操纵压力和所用膜的均匀孔径的差别一样平常分为微滤、超滤、纳滤、反浸透。超滤是一种膜分散技能,其膜为多孔性不合错误称布局。超滤过滤历程因此膜两侧压差为驱动力,以机器筛分原理为底子的一种溶液分散历程,利用压力通常为0.01-0.3MPa。超滤能扣留0.002-0.1微米之间的颗粒及杂质,超滤膜容许小分子物质和消融性固体(无机盐)等经过,但将无效拦截胶体、卵白质、微生物和大分子无机物,用于表征超滤膜的切割分子量一样平常介于1000-100000之间。因而常选择超滤作为其他膜处置的前处置,以包管进水的水质。
       反浸透是最精细的膜法液体分散技能,它能拦截一切消融性盐及分子量大于100的无机物,但容许水分子经过。因而常用于印染废水的零排工作艺。
       在天然浸透历程中,浓溶液侧液面不停降低,稀溶液侧液面响应低落,直至两侧构成的水柱压力抵消了溶剂分子的迁徙,溶液两侧的液面不再变革,浸透历程到达均衡点,此时的液柱高差称为该浓溶液的浸透压。反浸透即在浓溶液(进水)侧施加操纵压力以克制天然浸透压,当高压天然浸透压的操纵压力施加于浓溶液侧时,水分子天然浸透的活动偏向就会逆转,浓溶液(进水)中的水分子局部经过膜称为污染产水。

        4.4.3蒸发结晶工艺选择
        在膜处置体系的蒸发体系中,有单效蒸发技能、多效蒸发技能、蒸汽放射紧缩蒸发技能、机器蒸汽再紧缩技能(MVR蒸发技能)等。现在常用的有多效蒸发技能和机器蒸汽再紧缩技能(MVR蒸发技能)。
       三效蒸发技能的事情原理是将一效蒸发器发生的二次蒸汽看成加热热源,引入二效蒸发器,控制好整套三效蒸发器内的压力和溶液沸点,使其得当低落,则可使用第一效蒸发器发生的二次蒸汽举行加热。此时第一个蒸发器的冷凝处即为第二效蒸发器的加热处。这也是多效蒸发原理。每个独自的蒸发器称为一效、二效、三效,通入生蒸汽的蒸发器为第一效,并由二次蒸汽通入偏向顺次为第二效、第三效等。
       多效蒸发器的物料在密闭体系中蒸发稀释,耐腐功能好,洗濯利便,自控水平高,操纵复杂,结果波动。
       MVR蒸发工艺的技能中心是使用高能效蒸汽紧缩机将物猜中发生的二次蒸汽举行紧缩,把电能转换成热能,以进步二次蒸汽的焓值。被进步热能的二次蒸汽压入蒸发室举行加热,以到达循环使用二次蒸汽已有的热能,从而不必要内部奇怪蒸汽,依托蒸发器自循环来完成蒸发稀释之目标。
       MVR蒸发工艺技能上风在动力斲丧上次要因此大批的电能来取代蒸汽热能,而电能比蒸汽的能效比要小的多;电机的利用代替了传统的汽锅房,对情况的影响更小;MVR蒸发技能在二次蒸汽的处置上是所有的循环使用,省去了少量的冷却水资源。MVR蒸发技能在动力斲丧上相称于四效蒸发器的一半能耗,比三效蒸发器增加66%的能耗。
       因而,在一样平常状况下,蒸发体系选用MVR技能较多。

       5.远景与瞻望
       随着印染行业的开展和环保认识的提拔,印染废水中难降解的无机物增长,初级氧化技能和零排工作艺将成为将来的研讨重点。以后印染废水处置技能开展和研讨的偏向也将从传统工艺转向将传统工艺与新技能工艺相联合,使工艺技能愈加趋于成熟。COP工艺在传统氧化工艺的底子大将臭氧作为绿色氧化剂,在催化剂和臭氧协同作用下,无效进步臭氧使用率,低落吨水处置本钱,进步水体的可生物降解性,或将无机物间接矿化天生CO2、H2O和N2等,将无机物彻底降解为二氧化碳、水,无污泥,不会发生二次净化,是以后印染废水处置技能开展和研讨的一个紧张偏向。

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