淺談印染廢水處理技術新進展

時間:2022-09-26 10:21:13

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淺談印染廢水處理技術新進展

摘要:我國的紡織印染的歷史久遠,在使用的過程中,不可避免會有廢水產生,而且目前排放量較大,污染程度較重,所以為了實現可持續發展就需要對其進行重點關注。我國的紡織工藝不斷地進行改革以及創新,隨著很多人工合成的生物降解染料在紡織染料企業中的應用,在此背景下,就會在處理廢水中增加難度,在廢水的排放標準上更為嚴格,所以可見傳統的處理方法已經不能適用。基于此我們需要做的是為了實現可持續發展,就要對其處理的新技術進行探究,目的是對其存在的問題進行改善以及處理,以供相關的人員進行參考,實現企業的長遠發展。

關鍵詞:印染廢水;處理技術;研究進展

1引言

隨著紡織印染行業的不斷發展,紡織印染廢水成分也日益復雜,大大增加了廢水處理難度.針對紡織印染廢水的來源和水質特點,綜述了國內外紡織印染廢水處理技術的研究進展,包括物理處理法、化學處理法和生物處理法,分析了各類處理方法的機制、處理效果及其優缺點.對紡織印染廢水處理技術的發展前景進行了展望,指出優化組合廢水處理工藝可提高紡織印染廢水處理效果及綜合回用率。

2紡織印染廢水主要來源及性質

在生產以及加工中經常會出現廢水,而且因為在原料的使用中具有差異性,所以在廢水中就會具有不同的種類。因為在企業的總的排水中,具有60%-80%的占比就是紡織印染企業在生產中產生的廢水,主要來自于煮煉、退漿、絲光、漂白染色、印花以及后整理等工段。紡織印染廢水出現的漿廢水占比為15%,存在的污染物總量中有一半都是化學需氧量,污染非常嚴重,而且有纖維碎屑的存在,一般對于退漿廢水,會通過使用淀粉漿料可以達到較好的可生化性,需氧量(BOD5)的COD的比例在0.3以及0.5之間,但是如果用PVA漿料,就會導致較差的可生化性,一般需氧量(BOD5)的COD的比例低于0.1,煮煉廢水堿性較強具有較深的顏色,而且產生量較多,含有濃度較高的有機物的存在。目前清潔廢水中主要就是漂白廢水,因為污染程度不嚴重,而且可以進行二次使用。絲光廢水也是可以利用蒸發濃縮之后回收就會循環使用,但是最后產生的廢水具有較強的堿性。染色廢水因為堿性強而且顏色重,導致水質差異性強,而且在還原性的以及硫化染料,堿性更強。印花主要的步驟有調色、印花滾筒、篩網沖洗水、皂洗、水洗以及洗印花襯布等。后處理的過程中存在甲醛、樹脂以及表面活性劑,但是沒有過多的廢水量。從紡織印染企業排放的廢水其中含有高濃度的有機物,而且pH值具有較強的變化區間,水質和水量也有所不同,具有較強的堿性。對此沒有進行及時的處理就會影響生態污染。

3紡織印染廢水處理技術

3.1物理處理法

3.1.1吸附法

吸附法在廢水處理中應用非常廣泛,主要應用于深度對中小規模的企業其濃度較低的廢水處理,具有較好的脫色效果,而且成本較低。對此在利用活性炭進行處理的過程中,廣州環發環保工程有限公司的譚君山以及李鳳鐿就對其進行研究,在廢水處理中主要通過化學劑結合活性炭發生耦合達到處理的目的。相關的其他學者也在廢水處理中研究了其他的吸附材料具有的效果,如中國海洋大學環境科學與工程學院的易懷昌以及孟范平,主要研究了殼聚糖衍生物、無機物、天然礦物、活性炭、固體廢棄物以及樹脂吸附劑等。對此研究局說明了因為活性炭的使用難以進行再生;雖然固體廢棄物具有較強的來源渠道,但是會引起再次污染;在研究的無機物的吸附劑存在極差的光譜性.但是在來源上廢棄物殼聚糖具有較強的優勢,對其換環境沒有危害,而且容易降解,在使用中是一種可供選擇的良好吸附劑。印染廢水處理出現的問題經過山東大學的鐘倩倩的研究,利用秸稈資源化解決,主要進行改性,對此就會形成吸附能力強的吸附劑,主要吸附的物質為活性艷紅染料。

3.1.2膜分離技術

對于水體存在的染料分子和鹽。一般會使用具有選擇性的膜分離技術,可以達到處理效果。而且也可以進行回收使用,實現了生物處理性的增強。具有的重大優勢就是對其存在的分子結構沒有進行破壞,而且主要進行物理反應。(1)超濾和納濾。因為在排放的廢水中存在大量的有機物,而且含有鹽類非常多,所以就會有膜污染,對此通過的分子量就會減少,減弱使用頻率。在處理的過程中就引入了一種更為有效的納濾-超濾聯用的技術。叢緯等人就在對印染廢水含有理二級生物進行深度處理研究中就使用了此方式。結果表明,因為超濾膜的存在在前期就對其90%濁度以及一部分的COD進行去除;而且鹽類得到及時的補充,有效地進行了染料和水分離。印染廢水處理中應用此技術也會被Cheima進行使用,結果說明,膜通量的增加就是利用了納濾-超濾聯用的方式,而且有效地實現了凈化的目的。(2)反滲透技術。利用反滲透膜實現了(分子量大于300的非電解質以及電解質的攔截就是反滲透技術。一般因為染料都是分子量極大的,如大于300,所以吸附效果較好。學者范莉莉就利用此方式實現了染料廢水處理的目的。色度經過處理效果好,有效地處理了COD,實現電導率的降低。

3.1.3磁分離技術

目前在處理廢水技術中出現了一種新的技術-磁分離法。目前在未來此方法就會朝著低磁性顆粒強磁化、磁性微粒粗粒化以及非磁性顆粒磁性化的方向發展。對此在使用的過程中主要利用進行不具磁性以及、順磁以及低磁性的物質進行分離。通過物化處理中應用中增加了磁性團聚法-鐵粉法-鐵鹽共沉淀法的使用,發現具有效果的是鐵氧體法,目前在工業化的廢水處理中開始使用高梯度磁分離技術。

3.2化學處理法

3.2.1混凝法

在很多的中小規模的紡織印刷企業經常會使用混凝法,因為投入資金較少,而且起到非常好的脫色,所以使用,主要在使用過程中針對疏水性染料如分散染料就會起到非常好的效果,但是缺陷是水溶性較好的染料難以去除。所以在混凝的工藝中應該有針對性地進行選擇,實現處理效果的目的。目前隨著不斷地進行研發利用多功能高效復合混凝劑,在使用的范圍中得到擴大化,而且可以對其有機物進行去除具有較好的效果。

3.2.2化學氧化法

(1)濕式氧化技術。濕式氧化技術比較常用三種技術,分別是催化濕式空氣氧化、H2O2濕式氧化以及濕式空氣氧化。其實因為在氧氣的作用下,處于125-320℃的高溫以及在0.5-20的兆帕的壓力下,結合催化劑利用此技術就會有基自由基產生,對此就會對廢水中的有機物進行去除。具有的最大優勢就是可以徹底地去除污染物,而且具有較高的處理效率,可以進行回用的目的,沒有二次污染產生,去除凈化有毒物質效果好。但是在使用中因為運行費較高而且使用的條件比較嚴格,所以就沒有廣泛的使用。

(2)超臨界水氧化技術。在溫度374℃以及壓力22.1MPa下,對其有機物在氧化劑的作用下運用超臨界水氧化技術,就會有均相氧化反應發生,而達到廢水處理的目的。目前因為具有較高的處理效率,徹底的反應以及沒有二次污染產生的原因,所以使用頻率較高,但是還是因為在溫度以及壓力具有較高的要求,所以使用的范圍以及擴大面還是具有一定的限制。

3.2.3光催化氧化法

半導體光催化劑因為光照,就會有空穴電子產生和H2O,生成羥基,這就是光催化氧化法,從而達到處理的目的。在使用此方法的過程中,半導體催化劑包括:ZnS、Fe2O3、CuO以及TiO等。為了可以實現去除效果的增加,就會在反應條件以及反應時間上提出更高要求,但是在實際的使用中,目前的方法應用還處于研究中,不能達到處理目的,并沒有進行大規模化的應用。

3.2.4電化學法

(1)電凝聚-電氣浮法。可溶性陽極存在鐵或鋁材料,就會利用電壓,可以通過使用電凝聚-電氣浮法得到不同價態的鐵或鋁離子。因為絮凝作用,就會在水中出現鐵或鋁的沉淀凝聚,正是因為有電極產生的微氣泡導致出現絮凝污物上升,所以就會凈化廢水。在此方法的機理而且應用中,我國以及國外的學者都進行了研究。國外的Brewster在研究的過程中就作用機理認為是靜電吸引、配位\沉淀上浮以及化學調整等作用導致的凈化廢水的原理,使用電凝聚-電氣浮法效果較好。多種物化反應對廢水在使用氧化、還原、中和、凝聚和氣浮等機理下就會進行電化學反應達到處理。

(2)內電解法。利用鐵屑和炭組成了原電池就是內電解法核心所在,進行化學反應在對污染物進行處理時,而且對其水質進行凈化時利用物理、電富集以及絮凝共同作用達到目的。在研究的過程中使用微電解法在活性黃染料具有較強的效果,楊衛身等人主要進行了相關研究。目前出現一種新型的催化電極就是活性炭纖維,可以對難以進行降解的廢水進行應用,主要是因為吸附能力強等優勢,對此賈金平有所研究。

(3)電滲析法。利用隔板以及陰、陽離子交換膜實現了淡化以及濃縮過程,這就是電滲析(ED)技術。因為具有電位差,而且因為陰、陽離子交換膜具有特定的選擇,所以對其溶液可以進行脫離,實現了淡化、精制、濃縮以及提純的目的。

(4)電吸附法。聯合電化學重生吸附劑以及吸附劑進行使用就是電吸附法,而且處理中主要進行動態控制,脫附以及吸附過程進行控制。

3.3生物處理法

3.3.1好氧處理法

活性污泥法以及生物膜法是使用較為常見的方法,前者在含有有機物的廢水中進行處理效果極佳,而且脫色效果良好,對此就會得到較好的水質,目前在很多的企業中都會使用,但是缺點是出現污泥膨脹,對此不能應用在水量不大的處理中。印染廢水中由于可生化性較好,就會使用好氧處理法,主要對廢水中的BOD達到80%左右的去除效果。但是因為出現了很多的漿料助劑,所以無論是色度還是COD目前此方法需要進一步地進行改善。

3.3.2厭氧處理法

廢水中存在的高濃度的有機物,一般會使用厭氧處理法,而且也包括、低濃度的,但是和好氧處理法相比較,厭氧處理法處理效果略差,但是在可生化性上效果好,可以實現生物處理效果的改善。主要應用的機理就是因為染料存在三苯甲烷基、偶氮基以及蒽醌基,可以通過此方法進行破壞,但是在處理中中間體芳香胺沒有非常好的處理效果。一般在處理中會聯合使用好氧-厭氧處理法。

3.3.3光合細菌法處理染料廢水

紫色非硫光合細菌一般都存在于較大的湖泊中以及大海中,而且養生長會發生在黑暗有氧以及厭氧光照下,在對廢水進行處理時主要運用的機理就是因為通過光合作用,紫色非硫光合細菌會進行能量代謝,而且會通過氧氣氧化磷酸化取得能量。我國使用此方法還是不成熟的階段,目前在實驗室處于研究中,但是在未來進行染料廢水處理中生物法的使用提出了研究方向,所以說使用前景良好。其中我國的學者吳國慶就通過黑暗厭氧進行光合細菌法的使用處理12種染料,起到較好的脫色。活性艷紅X-3B廢水在降解的過程中牛志卿也對此進行研究,同樣脫色性能較好。

4結束語

總之,在工業的廢水處理過程中很難處理的之一就是來自紡織印染廠的廢水,而且在廢水處理的過程中,因為在原料的使用中不斷地進行改變以及創新,就會導致廢水中出現復雜的組份。而且隨著目前對其廢水的排放標準非常嚴格,對此對于紡織印染廠來說就會增加廢水處理的難度。很多的企業正在廢水處理中進行技術的創新,進行污染物的控制,而且實現了廢水處理工藝的優化。在處理的過程中通過分質回用以及分級處理,實現了回用率的提高。目前不斷地進行開發新型廢水處理技術,相信在未來的發展中會廣泛應用運行操作簡單的組合技術。

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作者:裴紅洋 單位:上海同臣環保有限公司