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文檔簡介
1、紡織印染廢水具有水量大、有機物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點,屬難處理的工業(yè)廢 水之一。常用的印染廢水處理技術(shù)有生物降解法、化學(xué)氧化法、絮凝法、離子交換法、活性 碳脫色法、膜分離法、電滲析法、吸附法、臭氧脫色法及電化學(xué)法等。印染廢水的水質(zhì)隨加 工的纖維種類和采用工藝以及使用的染化料的不同而異,污染物組分差異很大。如何在眾多 的處理方法中選擇適宜的處理工藝,做到運行成本既合理,污染物去除效果又好,成為工程 設(shè)計中的關(guān)鍵。為了對印染廢水處理工藝有更深入的了解,文章就幾種主要的污水處理技術(shù) 在印染廢水綜合處理中的應(yīng)用作簡要介紹,并就其優(yōu)缺點進行評釋和展望。吸附法吸附法是利用活性炭、活性粘土、離子交
2、換纖維、膨潤土、硅藻土、煤渣、粉煤灰等具有吸 附性能的吸附劑,對廢水中的色素、染料及其他有害成分進行吸附去除。傳統(tǒng)的吸附劑對去 除廢水中溶解性有機物十分有效,如對陽離子染料、直接染料、活性染料、酸性染料等水溶 性染料的吸附處理,但不能去除廢水中的膠體及疏水性染料。近年來,隨著科研工作者對吸附法進行了大量深入研究,開發(fā)出多種復(fù)合型或改性的吸附劑, 對印染廢水脫色效果有了明顯提高。有研究者利用某些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑, 如硅藻土經(jīng)酸化、熱活化即可制備兼有吸附絮凝兩種功能的硅藻土復(fù)合凈水劑,其對印染廢 水處理脫色效果很好。粉煤灰經(jīng)化學(xué)改性活化后,生成兼有絮凝性能的改性粉煤灰,不但對 疏水性
3、染料廢水脫色率很高,對親水性染料也有一定的脫色率。杭瑚等用膨潤土吸附多種有 機染料的試驗表明,復(fù)合膨潤土對陽離子染料的吸附脫色性能最好,以質(zhì)量分數(shù)為0.01%的 膨潤土加0.005%的聚合氯化鋁(PAC),可使陽離子染料為主的印染污水脫色率達到94% 100%?;钚蕴繉Ψ肿恿啃〉娜玖戏肿用撋Ч^好,對大分子量或疏水性染料的脫色效果 較差,由于活性炭吸附處理存在價格高、再生較困難、綜合處理費用偏大等缺點,實際廢水 處理工程中很少采用。絮凝法絮凝法是廢水處理中應(yīng)用得最廣泛的一項技術(shù),具有投資費用低、設(shè)備簡單、占地少、處理 量大等眾多優(yōu)點。該技術(shù)通過向廢水中投加一定量絮凝劑,然后采用混合、反應(yīng)、沉
4、淀工藝, 使廢水得到凈化。絮凝法的關(guān)鍵是如何選擇高效絮凝劑和有效的絮凝工藝。常用的絮凝劑包 括無機低分子絮凝劑(硫酸鋁、三氯化鐵等普通電解質(zhì))、無機高分子絮凝劑(聚合硫酸鐵、聚 合氯化鋁等)和有機高分子絮凝劑(聚胺、聚銨鹽等)。絮凝法處理印染廢水除了能去除廢水中 的各種有機、無機污染物外,還有很好的脫色效果,因此得到了廣泛應(yīng)用。氧化法氧化法對廢水中有機污染物的去除十分有效。由于印染廢水中的染料分子十分穩(wěn)定,只有高 級氧化技術(shù)才能有效破壞染料分子結(jié)構(gòu),從而取得良好的處理效果,常見的廢水高級氧化技 術(shù)包括Fenton試劑氧化法、光化學(xué)氧化法、超聲波法和超臨界水氧化法等。Fenton試劑氧化法是通過
5、在處理過程中產(chǎn)生具有極強氧化能力的羥基自由基(OH),能把廢水 中的染料分子氧化分解,從而達到脫色的目的。為了提高氧化效果,實際Fenton試劑氧化 法處理廢水中必須避免FeSO4 7H2O(催化劑)過量,防止H2O2過量消耗,調(diào)節(jié)好pH,使反 應(yīng)系統(tǒng)處于最佳pH范圍(pH=35)。光化學(xué)氧化法是近20年來才進行研究的新型水處理技術(shù)。根據(jù)反應(yīng)機理的不同,可分為光 分解、光敏化氧化、光激發(fā)氧化和光催化氧化。其中光催化氧化法研究比較成熟,應(yīng)用得比 較多。光催化氧化具有非選擇性氧化各類有機物并使之礦化、可以用太陽能代替UV光源、 清潔而經(jīng)濟、設(shè)備簡單等優(yōu)點,是一項很有前途的廢水處理技術(shù)。孫尚梅等采用
6、TiO2光催 化氧化法處理毛紡染整廢水結(jié)果表明,處理效果優(yōu)于生物法。程滄滄等對可溶性的染料酸性 玫瑰紅B和曬化綠B進行光催化降解研究,結(jié)果表明,在實驗條件下,其降解率分別為92.4% 和91.3%。TiO2光催化氧化法在pH為311時,使染料水溶液產(chǎn)生原子氧和羥基自由基, 具有很好的脫色效果,如亞甲基藍溶液的光催化脫色及降解。有作者用鐵-草酸、鐵-檸檬酸、 鐵-丁二酸絡(luò)合物作催化劑,在紫外光照射下進行印染廢水脫色實驗,pH為24時,鐵-羧 酸配合物生成烷基、羥基等多種自由基使印染廢水氧化脫色。超聲波降解技術(shù)作為一種新的廢水處理技術(shù)興起于上世紀90年代初,該處理技術(shù)主要是利 用廢水中有機物在超聲
7、波空化作用下得到降解。超聲空化是液體中的一種極其復(fù)雜的物理現(xiàn) 象,是指液體中微小泡核在超聲波作用下被激化,表現(xiàn)為泡核的振蕩、生長、收縮和崩潰等 一系列動力學(xué)過程。在空化作用產(chǎn)生的高溫、高壓下,水分子裂解產(chǎn)生強氧化性的自由基 OH和H2O2,進而引發(fā)各種化學(xué)反應(yīng),使廢水中有機物得以降解。超聲波降解技術(shù)可認為 是氧化法的一個特例。國內(nèi)外大量研究結(jié)果表明,超聲波降解技術(shù)對印染廢水中有機物的去 除效果很好,可以將其中的染料分子有效降解。華彬等利用超聲波技術(shù)對酸性紅 B(C20H12O7N2S2Na2)染料模擬廢水進行了降解研究,在NaCl濃度為1000 mg/L、處理時間 為50 min時,酸性紅B的
8、降解率達到了 90%。超臨界水氧化法(SCWO)也是一種新型的高效廢水處理技術(shù)。它是利用超臨界條件(T647 K, P22 MPa)下水的獨特性質(zhì):在超臨界狀態(tài)下,水的密度約為普通水的1/3,粘度卻接近于水 蒸汽,故其擴散能力比普通的液態(tài)水大100倍左右,水的介電常數(shù)由78.5降至5.0,具有了 非極性溶劑的特性,能與烴類及其他有機物完全互溶,從而大大提高了反應(yīng)過程的傳質(zhì)速率, 顯著提高了有機污染物的降解速率,使廢水中的有機物與氧氣充分互溶反應(yīng),將之氧化成 CO2、H2O和其他小分子化合物,從而達到降解水體中的有機物的目的。4電化學(xué)法印染廢水的電化學(xué)凈化都是通過電極反應(yīng)發(fā)生的。一般先將含有大量
9、染料分子的印染廢水調(diào) 節(jié)pH至79范圍內(nèi),通過一個電解槽,用鐵、氧化鐵或含鐵金屬做成陰極進行電解反應(yīng)。 電解過程中,陰極電解成二價鐵離子,它們遇到陽極產(chǎn)生的氫氧根離子,即生成氫氧化鐵沉 淀,隨后染料分子和其它有機物粘結(jié)在這些氫氧化鐵沉淀物上而下沉。根據(jù)電極反應(yīng)發(fā)生的 方式不同,電化學(xué)法可進一步劃分為內(nèi)電解(也稱微電池)法、電絮凝法、電氣浮法和電氧化 法。電化學(xué)法對含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果,脫色率可達50%70%,但對顏色深、 CODCr高的印染廢水處理效果較差。對染料分子的電化學(xué)性能研究表明,各類染料在電化學(xué) 法處理過程中,其CODCr去除率的大小順序為:硫化染料、還原染料酸性染料
10、、活性染料 中性染料、直接染料陽離子染料。目前,利用電化學(xué)法處理印染廢水的技術(shù)日臻完善,大有推廣應(yīng)用的趨勢。管錫等用三維電 解法對分散染料和活性染料進行脫色試驗研究,結(jié)果脫色率均在90%以上。管玉江、楊衛(wèi)身 用復(fù)極性固定床電解槽對水溶性染料進行電解脫色,結(jié)果表明,通過氧化還原作用,可以破 壞偶氮、蒽醍、三芳甲烷、雜蒽類、酞菁等各類染料的發(fā)色共軛體,使染料降解脫色。5生物降解法生物降解法是利用廢水中微生物的代謝作用分解有機物,是處理有機廢水最經(jīng)濟有效的方法 之一。根據(jù)微生物呼吸過程的需氧要求不同,可分為好氧處理和厭氧處理兩大類,具體包括 活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、廢水厭氧及兼氧生物處理法等
11、。其中活性污泥法具有處理效果好、適用范圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊、處理水量大、運行成本低等優(yōu)點, 其主要缺點是基建費較高,且操作不當易發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象,需嚴格管理。生物膜法分為生 物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化法(浸沒式濾池法)及生物流化床法。塔式生物濾池法 具有結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、管理方便、動力消耗小和經(jīng)常性費用低等優(yōu)點。生物轉(zhuǎn)盤法的優(yōu) 點是操作簡便、運行管理方便、動力消耗較小、處理成本較低和處理效果較穩(wěn)定,但存在占 地面積大、基建投資較高和耐廢水水質(zhì)變化的緩沖能力差等缺點。生物接觸氧化法具有生物 膜法和活性污泥法的特征,該法具有負荷高、停留時間短、操作管理方便、處理效果好和占 地面積小等突出優(yōu)點。近年來,由于紡織產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性調(diào)整,大量新型染料被應(yīng)用于印染工業(yè)生產(chǎn)中,印染廢水中 出現(xiàn)了大量較難降解的新有機污染物質(zhì),導(dǎo)致印染廢水的可生物降解性能進一步變差。針對 此情況,采用厭氧一好氧組合的處理方法比單純采用好氧治理方
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