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印染废水脱色工艺及各种脱色方法效果对比

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印染废水脱色工艺及各种脱色方法效果对比

发布日期:2016-06-12 00:00 来源:http://www.yyyide.cn 点击:

印染废水脱色工艺及各种脱色方法效果对比

  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。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。同时,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。为了实现印染行业的可持续发展,印染废水的资源化回用成为实现这一目标的关键。

  目前,以服装染色、洗涤、整烫为主的生产型企业,在生产过程中排出大量废水,废水中含有一定的有机物和色度,需要对废水进行深度处理后才能回用。

印染废水脱色常用的工艺主要分为以下几大类:

  (1)物化法:利用加入絮凝剂、助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮,去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。但该类方法由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并且难以进一步处理,会产生一定的“二次污染”,一般不单独使用,仅作为生化处理的辅助工艺;

  物化工艺简介常用的主要有:絮凝沉淀、气浮、吸附、过滤。

  1.1絮凝沉淀:通过加入絮凝剂、助凝剂,使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集、形成较大絮状颗粒,从而使污染物被吸附去除。常用的处理设施有:竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染废水脱色处理中常用,一般可去除4050%的CODcr6080%的色度。

  1.2、气浮:气浮是以微小气泡作为载体,粘附水中的杂质颗粒,使其密度小于水,然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离去除的方法。主要设施有:传统溶气气浮、CAF涡凹气浮、超浅层气浮等。气浮在印染废水脱啊额处理中常用,一般可去除4050%的CODcr6080%的色度。


  1.3、吸附:利用固体表面的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量,当污染物碰撞到固体表面时,受到吸引而停留在固体表面的过程。常用的有:活性炭、硅藻土、树脂吸附剂等。吸附在印染废水脱色处理中不常用。

  1.4、过滤:去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。主要有:各类滤池、各种膜材过滤器等。过滤在印染废水处理中不常用,除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。

  (2)、生化法:利用微生物的作用,使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底,运行费用相对低,基本不产生“二次污染”等特点,被广泛应用于印染废水脱色处理中。

  生化处理技术主要分为厌氧和好氧。厌氧包括:水解酸化、UASB等;好氧主要包括:生物膜法、活性污泥法等。


  2.1、厌氧技术:在无氧的条件下,由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物,最终产物是二氧化碳和甲烷。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程:第一阶段是水解酸化阶段,第二阶段是甲烷发酵阶段。在印染废水处理中常将厌氧控制在水解酸化阶段,来降解废水中部分污染物,同时提高废水的可生化性。即印染废水脱色中常用的水解酸化工艺,一般CODcr去除率为2040%,色度去除率可达4070%

  2.2、好氧技术:由好氧微生物降解污水中有机污染物,最终产物为水和二氧化碳。在印染废水中常用的主要有:活性污泥法、接触氧化法,一般CODcr去除率为5588%

  2.3、氧化法

  臭氧氧化法在国外应用较多,Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。研究表明,臭氧用量为0.886gO3/g染料时,淡褐色染料废水脱色率达80%;研究还发现,连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量,而反应器内安装隔板,可减少臭氧用量16.7% 。因此,利用臭氧氧化脱色,宜设计成间歇运行的反应器,并可考虑在其中安装隔板。

  臭氧氧化法对多数印染废水脱色能有很好的效果效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看,该法脱色效果好,但耗电多,大规模推广应用有一定困难。

光氧化法处理印染废水脱色效率较高,但设备投资和电耗还有待进一步降低

3)、印染废水脱色常用工艺流程:

  在印染废水脱色处理工程中的设计中有很大的共性,在以下的讨论中,仅以两种常见流程为例,其他的什么臭氧氧化,光化学氧化等工艺由于其不适合大水量工程实施,所见工程实例很少,就不做详细论述了。

  3.1、中和混凝+接触氧化(活性污泥法)+气浮(混凝沉淀),该工艺一般针对CODcr1000mg/l左右的印染废水脱色处理。工艺参数设计正确时,可以达到一级排放标准。缺点是脱色效果较差,脱色工艺段的运行成本过高,一般在0.3-0.5/吨。还有就是染料变化适应性较差,需经常调整物化工艺的用药品种和剂量,容易产生人为操作失误,造成系统负荷降低。该工艺流程在环太湖地区的应用非常广泛,超过80%的企业采用该方法。气浮工艺也可在生化工艺之前。

  3.2、 Fe-C(铁碳)预曝气+厌氧酸化+好氧+气浮(混凝沉淀),该工艺适应范围较大,一般在1999年后建设的,处理效果较好的印染废水脱色处理工程较多使用该工艺。该工艺是比较先进有效的印染废水处理工艺,处理成本低,投资成本也相对较低。在工艺参数设计正确,运行良好的情况下,可将CODcr1000mg/l左右的印染废水处理到一级排放标准。缺点是仍然无法避免人为操作失误造成系统负荷降低,还有就是使用该工艺流程的废水处理工程调试时间较长,尤其是厌氧酸化工艺段的启动时间有时长达一年之久,而使用厌氧工艺的主要目的是脱色和提高B/C比,也就是说在调试期间环境影响的负面效应很大,有可能出现废水处理系统还未正常生产,企业却面临停产的可能。


  3.3、多相催化氧化工艺与传统生化工艺的结合,催化工艺的出现解决了两大问题。一是解决了印染废水脱色问题,由于在理论上是以通过催化原理产生OH自由基这样一种强氧化剂来对染料中的有色基团进行开环断链,所以催化工艺对染料品种有着非常广泛的适应性和处理的稳定性,在操作中由于控制条件较少也减少了人为失误的可能性,其控制条件只有pH和曝气量,而这两个指标完全可以通过自动化手段进行控制。二是解决了印染废水的可生化性,在强氧化的作用下,原来难降解的大分子有机污染物被氧化成小分子有机物或被完全氧化成二氧化碳和水,同时废水中的毒性成分也由于氧化的作用丧失毒性或降低了毒性,由此产生的直接效果是废水的B/C比大幅度提高和生化工艺段的进水有机负荷降低。总而言之,其效果是工程量减少,生化工艺段运行稳定和停止使用过多的药剂。

物理吸附脱色法

  这是一种安全性高、操作简单、吸附能力强的物理处理法,常用的吸附剂有活性炭等。它们对碱性染料、直接染料、酸性染料及硫化染料都有很高的脱色能力。但是这些材料多为非可再生资料,成本较高,不适宜大规模应用。 

氧化还原脱色法

硫酸亚铁脱色

这是一种相对比较常见的方法。如漂白水等的氯氧化法、臭氧氧化法、过氧化氢及电解法、光氧化法等,它们是通过这些强氧化剂对废水中的染料共轭体系或发色基团进行破坏。这种方法对除还原、硫化和涂料的染料废水脱色效果都非常高,但其运行费用相对偏高。

芬顿脱色法

  芬顿法对于废水中难以降解沉淀的物质都有很强的去除作用,在印染废水处理中也同样具有脱色效率高的物质,其作用原理同为强氧化反应,但它同时兼具混凝作用,在pH<3时,可将水中COD去除率提高至90%以上。

混凝脱色法

印染废水脱色前后效果对比图.jpg

  硫酸亚铁与聚合硫酸铁的印染废水脱色原理就是混凝脱色之一。这种方法利用硫酸亚铁其自身的电中和、压缩双电层、吸附架桥及网捕功能,将水中的胶体态染料及悬浮态染料进行吸附沉淀处理。从而达到90%以上脱色效果。


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