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    印染廢水處理

    2018-12-12 13:42:03 692

    紡織工業是我國傳統的支柱產業,包括紡織、印染、化纖、服裝和紡織專用設備制造等5個部分。隨著國民經濟的快速發展,我國的印染業也進入了高速發展期,設備和技術水平明顯提升,生產工藝和設備不斷更新換代,印染企業尤其是民營印染企業發展十分迅速。但是,印染行業生產過程中排放的“三廢”,尤其是廢水治理不當將會對環境造成嚴重污染。

    ·1、印染廢水的產生和特性分析·

    1.1前處理產生的廢水

    1.1.1退漿廢水

    退漿是用化學藥劑將織物上所帶的漿料退除(被水解或酶分解為水溶性分解物),同時也除掉纖維本身的部分雜質。退漿廢水是堿性有機廢水,含有漿料分解物、纖維屑、酶等,其COD、BOD5都很高。退漿廢水的量較少,但污染較重,是前處理廢水有機污染物的主要來源。當采用淀粉漿料時,廢水的BOD5含量約占印染廢水的45%;當采用PVA(聚乙烯醇)或CMC(羧甲基纖維素鈉)化學漿料時,廢水的BOD5下降,但COD很高,廢水更難處理。PVA漿料是造成印染廢水處理效果不好的主要原因之一。

    1.1.2煮煉廢水

    煮煉是用燒堿和表面活性劑等的水溶液,在高溫(120℃)和堿性(pH值為10~13)條件下,對棉織物進行煮煉,去除纖維所含的油脂、蠟質、果膠等雜質,以保證漂白和染整的加工質量。煮煉廢水呈強堿性,含堿濃度約為0.3%,呈深褐色,BOD5和COD值都較高。

    1.1.3漂白廢水

    漂白是用次氯酸鈉、雙氧水、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維表面和內部的有色雜質。漂白廢水的特點是水量大、污染程度較輕,其BOD5和COD值均較低,屬較清潔廢水。

    1.1.4絲光廢水

    絲光是將織物在濃氫氧化鈉溶液中進行處理,以提高纖維的張力強度,增加纖維的表面光澤,降低織物的潛在收縮率和提高對染料的親和力。絲光廢水是在絲光過程中產生的廢水。絲光廢水特點是堿度高,BOD5和COD均較低。

    1.2染色和印花產生的廢水

    1.2.1染色廢水

    染色廢水主要污染物是染料和助劑。由于不同的纖維原料和產品需要使用不同的染料、助劑和染色方法,加上各種染料的上染率和染液濃度不同,使染色廢水水質變化很大。一般染色廢水的色澤較深,且可生化性差。其COD值一般為300~700mg/L,BOD5/COD小于0.2,色度可高達幾千倍。

    1.2.2印花廢水。

    印花廢水主要來自配色調漿、印花滾筒、印花篩網的沖洗廢水,以及印花后處理時的皂洗、水洗廢水。由于印花色漿中的漿料量比染料量多幾倍到幾十倍,故印花廢水中除染料、助劑外,還含有大量漿料,其BOD5和COD值都較高。

    1.2.3整理廢水

    整理廢水含有樹脂、甲醛、表面活性劑等。整理廢水量較小,對混合廢水的水質水量影響也較小。

    ·2、印染廢水水質及水量·

    2.1不同產品排放的廢水水質

    2.1.1毛紡染色產品

    由于毛紡染色產品中天然纖維所占比例較大,化學纖維占比例相對較少,而且織造過程中也不需上漿,故毛混紡染整產品加工過程產生的廢水水質相對較為穩定,廢水的可生物降解性優于棉紡產品排放的印染廢水。

    2.1.2真絲綢印染產品

    在真絲綢印染產品加工過程中排放的印染廢水屬于中低濃度的有機廢水,可生物降解性好。

    2.1.3化纖仿真絲產品

    在化纖仿真絲產品的堿減量工藝中產生的廢水,含有相當量的對苯二甲酸和乙二醇,其可生物降解性能較差,但與印染廢水混合后,水質稍有改善。

    2.2廢水水量

    印染廢水排放量約為全廠用水量的60%~80%。廢水量隨工廠的類型、生產工藝、機械設備、加工產品的品種不同,差異較大。根據國內外的資料估算,每加工1匹棉織物,用水量約為1~1.2m3。

    ·3、印染廢水的特點和危害·

    3.1廢水的特點

    印染產生的廢水主要特點有:

    ①水量大;

    ②濃度高。大部分廢水呈堿性,COD值較高,色澤深;

    ③水質波動大。印染廠的生產工藝和所用染化料,隨紡織品種類和管理水平的不同而異。而對于每個工廠,其產品都在不斷變化,因此,廢水的污染物成分濃度的變化與波動十分頻繁;

    ④以有機物污染為主。除酸、堿外,廢水中的大部分污染物是天然或合成有機物;

    ⑤處理難度較大。染料品種的變化以及化學漿料的大量使用,使印染廢水含難生物降解的有機物,可生化性差??梢娪∪緩U水是較難處理的工業廢水之一。

    3.2廢水的危害

    印染廢水的色澤深,嚴重影響著水體外觀。造成水體有色的主要因素是染料。目前全世界染料年總生產量在60萬t以上,其中50%以上用于紡織品染色;而在紡織品印染加工中,有10%~20%的染料作為廢物排出。印染廢水的色度嚴重,用一般的生化法難以去除。有色水體會影響日光的透射,不利于水生生物的生長。

    ·4、印染廢水處理的基本方法·

    印染廢水是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。

    4.1預處理

    印染廢水污染程度高,水質水量波動大,成分復雜,一般都需進行預處理,以確保其他處理法的處理效果和運行穩定性。

    4.1.1調節

    由于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。

    4.1.2中和

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

    4.1.3廢鉻液處理

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

    4.1.4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。對其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。

    4.2生物處理

    4.2.1活性污泥法

    這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。污泥負荷的建議值通常為0.3~0.4kg(BOD5)/kg(MLSS)·d。該法的BOD5去除率大于90%,COD去除率大于70%。據上海印染行業的經驗表明,當污泥負荷小于0.2kg(BOD5)/kg(MLSS)·d時,BOD5去除率可達90%以上,COD去除率為60%~80%。

    4.2.2生物接觸氧化法

    該法具有容積負荷高、占地小、污泥少、不產生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、可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。生物接觸氧化法特別適用于中小水量的印染廢水處理,當容積負荷為0.6~0.7kg(BOD5)/kg(MLSS)·d時,BOD5去除率大于90%,COD去除率為60%~80%。

    4.2.3缺氧水解好氧生物處理工藝

    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,建議按100mg/L的COD需水力停留時間為1h累計取值。好氧段負荷限值有2種方法:

    ①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;

    ②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,BOD5去除率在90%以上,COD去除率在70%以上,該法的色度去除率較單一的好氧法有明顯提高。

    4.2.4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較大,對環境影響較大,處理效果比其他工藝低,目前已很少采用。

    4.2.5厭氧處理

    對濃度較高、可生化性較差的印染廢水,采用厭氧處理方法能較大幅度地提高有機物的去除率,是較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。

    4.3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、生物活性炭法和化學氧化法等也用于印染廢水處理中。

    4.3.1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2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?;炷ㄔO置在生物處理前,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去除率為30%~60%,BOD5去除率為20%~50%。

    4.3.2化學氧化法

    紡織印染廢水的主要特征之一是帶有較深的顏色。這些顏色主要由殘留在廢水中的染料所造成。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的顯色有機物。一般情況下,生物法和混凝法的脫色率都較低,需要用化學氧化法來進一步處理。

    4.3.2.1氯氧化脫色法

    氯作為消毒劑已廣泛地應用于給水處理,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廢水中的顯色有機物易被氧化的特性,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。

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

    4.3.2.3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,使廢水中的BOD5、COD和色度大幅度下降的一種廢水處理方法。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及對污染物質的氧化起催化作用。因此,設計時應選擇相應的特殊紫外線燈作為光源。

    4.3.3電解法

    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。電解法處理印染廢水時,電解法起主要作用,而內電解起輔助作用。COD的去除主要依靠電解產生的Fe(OH)3絮體沉降作用;色度的去除主要依靠電解產生的高價態氯化物的強氧化性。

    電解法具有下列特點:

    ①反應速度快,脫色率高,產泥量??;

    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。

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