印 染 廢 水 處 理

1、印染廢水處理一概況 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的印染業(yè)也進入了高速發(fā)展期，設(shè)備和技術(shù)水平明顯提升，生產(chǎn)工藝和設(shè)備不斷更新?lián)Q代，印染企業(yè)尤其是民營印染企業(yè)發(fā)展十分迅速。但是，印染行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的“三廢”，尤其是廢水治理不當(dāng)將會對環(huán)境造成嚴重污染；另一方面，隨著印染工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，印染水質(zhì)也發(fā)生了變化，廢水的處理難度也隨之加大，我們必須不斷創(chuàng)新、改進和提高治理工藝水平，選擇適用的工藝路線。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國印染廢水每天排放量為300400萬m3。印染廢水具有水量大、有機污染物濃度高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大、成分復(fù)雜等特點，屬較難處理的工業(yè)廢水之一。二. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 印染廢水具有

2、水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水之一，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機鹽等。目前印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學(xué)法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法，而廢水處理中的預(yù)處理主要是為了改善廢水水質(zhì)，去除懸浮物及可直接沉降的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)及水量、降低廢水溫度等，提高廢水處理的整體效果，確保整個處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此預(yù)處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。由于印染企業(yè)生產(chǎn)品種的多樣性及生產(chǎn)工藝的多樣性及其特點，因而處理含染料的廢水是一件困難的事需要特別的工藝技術(shù)1。目前，含有機染料廢水的處理方法較多，物理法、化學(xué)法、生物法

3、及其聯(lián)用方法等都在印染廢水處理過程中使用。 1. 物理法物理處理方法包括吸附法和膜分離法等。吸附法適用低濃度印染廢水的深度處理，具有費用低、脫色效果較好的特點。因此應(yīng)用最多。近幾年，研究的重點主要是開發(fā)新型吸附劑。郭向利2等以粘土礦物質(zhì)為原料合成了一種新型高效印染廢水脫色材料，廢水脫色率達到95%以上。馬鳳國等3合成CMC-g-CPAM 吸附劑。陳曉明4等對天然膨潤土進行磁性改性，然后用于印染廢水吸附處理。JaeHyunbae等5研究了新型HDTMA 膨潤土，Ramakrishna K P等6研究了有機膨潤土和泥煤對染料的脫色效果.用膜過濾染料廢水已經(jīng)有不少研究報道7 ,國內(nèi)用醋酸纖維素納濾膜

4、處理染料廠的高鹽度、高色度廢水,色度的去除率幾乎達100 % ,COD的去除率在95 %以上8。Soma 等9采用氧化鋁微濾膜，對不溶性染料廢水，膜的截留率高達98%。余躍10等利用納濾膜對印染廢水進行處理，結(jié)果表明，其對色度和COD 的去除率分別為99.5%和90%以上。Jian Jun Qin 等11運用納濾膜處理印染廢水，染料的去除率達99. 1%，且70%的印染廢水可以得到回用。2. 化學(xué)法化學(xué)法是處理染料廢水的主要方法，也是常用的方法，化學(xué)法主要有: 混凝法、Fenton法、氧化法，及目前發(fā)展起來的氧化聯(lián)用技術(shù)等?；炷ň哂型顿Y費用低、設(shè)備占地少、處理容量大、脫色率高等優(yōu)點。傳統(tǒng)混凝

5、法對疏水性染料脫色效率很高，缺點是需隨著水質(zhì)變化而改變投料條件，對親水性染料的脫色效果差。邊凌飛等12合成了BT 04 復(fù)合混凝劑,研究結(jié)果表明，在較低的投藥量情況下，可獲得良好的脫色率和COD 的去除率。盧建杭13等采用Al2(SO4)3、FeSO4、PAC 和PFS 對12 種染料廢水進行脫色對比研究，結(jié)果表明：PAC 和PFS 由于含有大量的聚羥陽離子，使得脫色效果要好于Al2(SO4)3、FeSO4?；瘜W(xué)氧化法是將染料發(fā)色基團氧化，使其破壞進而脫色。常用的有臭氧氧化法和芬頓試劑氧化法。主要用于高濃度、高色度的印染廢水。胡俊生14在臭氧氧化處理印染廢水時加入H2O2和MnOx-GAC 作

6、催化劑，結(jié)果表明，隨著H2O2和MnOx-GAC 的投加，可以降低臭氧的消耗，大幅縮短處理時間。Fenton法以其設(shè)備簡單和操作方便等優(yōu)點得到廣泛的研究與應(yīng)用，國內(nèi)在其反應(yīng)機理方面也進行了相關(guān)的研究15。史紅香等16對Fenton 試劑氧化處理印染廢水進行了研究。徐樺等17建立了一個用電Fenton 法處理污水的裝置，尋找到了最佳處理條件。近期研究表明, 電化學(xué)技術(shù)是處理色度、COD、BOD 和T SS 的有效方法。在傳統(tǒng)的膠體化學(xué)DLVO 理論基礎(chǔ)上, 無機絮凝劑在原有基礎(chǔ)上加以復(fù)配而不斷推陳出新。正在推廣應(yīng)用的PAN- DCD 型高分子絮凝劑是以聚丙烯腈為高分子主鏈, 以二氰二胺在堿性條件

7、下進行側(cè)鏈改性, 使不溶于水的PAM 變成水溶性的, 帶有多種基團的兩性型聚電解質(zhì) 18 。Fockedey E.等19采用三維電極處理苯酚廢水。Ya Xiong等20設(shè)計了一種三相三維電極電化學(xué)反應(yīng)器。國內(nèi)學(xué)者也進行了這方面的研究, 景曉輝等21用三維電極電化學(xué)方法對活性墨綠KE24BD染料廢水進行降解試驗3. 生物處理法 生物處理法主要包括好氧法和厭氧法。有研究報道, 采用厭氧- 好氧工藝處理印染廢水,在進水CODcr為1085 mg/L, BODS為315 mg/L的情況下, 二者的去除率分別可達83.9 %和76.2 %, 再經(jīng)硫化床自然氧化和混凝沉淀處理, 去除懸浮物,排水可達排放標

8、準。Mustafam Isik等22用不間斷的耗氧- 厭氧方法處理酸性染料廢水, 取得了很好的效果。由于傳統(tǒng)的生物方法對色度的去除往往不夠理想, 國內(nèi)外許多學(xué)者致力于培育或改良高降解活性菌種用于印染廢水處理, 產(chǎn)生了生物強化技術(shù)。Cenek novotny23證實, 白粑齒菌能降解很多偶氮、蒽醌、噻嗪、三苯甲烷和酞菁染料。K.K.Deepa等24運用曲霉菌來吸附處理印染廢水中的鉻。戴曉紅等25研究表明從印染廠的活性污泥中分離出的菌株B對酸性紅B具有較好脫色效果。4.印染廢水處理方法的聯(lián)用技術(shù)不同的印染廢水處理技術(shù)對不同類型的污染物有著不同的處理效果，即使對于相同的污染物類型的廢水，其污染物含量

9、不同也要求使用不同的水處理技術(shù)，因此單一的一種水處理技術(shù)難以將印染廢水處理徹底，往往需要采用不同的水處理技術(shù)進行聯(lián)合處理才能達到經(jīng)濟、高效、達標的目的。目前，人們已經(jīng)致力于研究印染廢水處理方法的聯(lián)用技術(shù)。其中二級技術(shù)有: 符德學(xué)等26采用超聲波協(xié)同鈦鐵雙極，使電極、電生氫氧自由基氧化、超聲空化、電絮凝等組合在同一反應(yīng)器內(nèi)，達到了令人滿意的降解效果。張艮林等27采用均相Fenton 氧化混凝法對印染廢水進行了強化處理。結(jié)果表明，該法特別適用于處理同時含有親水性和疏水性染料的印染廢水，處理后廢水的色度降到35，COD 降到103mg/L，去除率分別高達95% 和94.3%，脫色效果顯著；三級技術(shù)有

10、: 張彥等28介紹混凝ABR活性污泥法組合工藝處理印染廢水的效果及主要設(shè)計參數(shù)。運行結(jié)果表明CODcr、BOD5及色度的去除率分別達90%、93.4%和97.4%。何松等29進行了混凝微電解生物法處理印染廢水的實驗，研究表明，該聯(lián)合工藝處理印染廢水效果好、運行穩(wěn)定、投資少，可達到國家排放一級標準。隨著人們對環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高,廢水排放標準要求也越來越嚴格。在實際應(yīng)用中由于印染廢水成分復(fù)雜,因此在選擇處理工藝時,應(yīng)先充分考慮各種處理方法的優(yōu)缺點, 并根據(jù)實際技術(shù)水平和生產(chǎn)狀況確定最佳處理及回收方案。三. 背景及意義河北某紙業(yè)有限公司于2005年3月報批9.6萬噸年高強瓦楞紙建設(shè)項目，有關(guān)環(huán)保審

11、批手續(xù)，現(xiàn)已建成并具備試生產(chǎn)條件。該項目建成生產(chǎn)所需原料，以50的莜麥秸桿作原料制漿，年耗麥草87000噸，50為美國進品廢瓦楞紙箱及國內(nèi)回收的廢舊紙箱，進口與國內(nèi)回收量約各占一半，年耗廢紙箱量為60480噸。其麥草制燃起部分采用堿法半化學(xué)制漿，連續(xù)蒸煮工藝，蒸煮后的漿料經(jīng)四段黑液擠壓機提取，可將其中80左右的黑液提取出來，由于目前該項目公有制漿部分紙機部分未上，所以排放的廢水主要為制漿過程產(chǎn)生的黑液廢水及原料麥草洗滌廢水，其中黑液廢水中的污染物濃度較高，色度較深，處理難度較大，而洗草廢水中所含的懸浮物等較高，上述兩種廢水均不能達標排放，需要進行處理。按照國家要求，認真招待建設(shè)項目環(huán)境保護的有

12、關(guān)規(guī)定，要對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水進行凈化處理，實現(xiàn)達標排放?，F(xiàn)需根據(jù)該紙業(yè)有限公司的實際廢水排放情況，編制該項目廢水處理方法。三處理方法1.廢水成分分析 根據(jù)試生產(chǎn)過程中排放的廢水，經(jīng)幾次初步試驗分析，黑液氹為中性，但CODcr變動范圍較大，據(jù)該紙業(yè)有限公司提供情況分析，主要是試生產(chǎn)開始期間生產(chǎn)不穩(wěn)定，波動較大，更為重要的是期間所用原料為稻草，該部分原料多有變質(zhì)，相對制漿得率低，原料耗量大，進入水中的物質(zhì)多，造成污染物濃度較高，在生產(chǎn)的現(xiàn)在階段將原料稻草改為麥草后，這部分原料的質(zhì)量較好，制漿得率顯著提高，使得廢水中所含的污染物顯著減少，經(jīng)測試，屬于炒認液廢水中CODcr為1000/左右，同時洗

13、草水中的污染物含量也有明顯降低，CODcr含量800/左右，對此，公司已明確不再利用稻草作原料，全部改為麥草，一是提高漿得率，以降低生產(chǎn)成本，二是相應(yīng)減少了污染物的排放。經(jīng)反復(fù)核對及研究，為確保真實性，使設(shè)計方案，應(yīng)盡可能貼近實際。在保證廢水排放達標的前提下，以便最大可能地降低投資減少運行成本。結(jié)合上述情況，得出廢水水質(zhì)如下指標名稱COD（mg/L）SS （mg/L）BOD（mg/L）PH黑液廢水120004000550007洗草水1000170052507該項目建成后，處理后的出水水質(zhì)應(yīng)滿足國家造紙工業(yè)水污染物排放（GB3544-2001）規(guī)定限值，即：指標名稱COD（mg/L）SS （mg

14、/L）BOD（mg/L）數(shù)據(jù)4001001002.處理工藝的確定 根據(jù)該紙業(yè)有限公司的生產(chǎn)情況，因紙機部分未上，僅有制漿部分，所排廢水全部為制漿黑液及麥草洗滌廢水，黑液壓油稀釋水量較小。同時考慮制漿工藝采用半化學(xué)制漿法，其排放黑液的污染物含量相對堿法制漿的黑液較低，基本為中性，但色度仍然較深，并含有大量小纖維及木素，黑液可生化性較差，根據(jù)有關(guān)資料介紹，這種黑液不太適應(yīng)厭氧處理。而麥草洗滌廢水主要不是是SS較高，帶有植物的天然色度，可溶性污染物較低。針對這些情況，首先將黑液廢水和洗草廢水分別采用物化方法處理到一定程度后，再經(jīng)生化處理。物化處理的目的，首先是去除廢水中的纖維及懸浮物等固形物，以減少

15、后段絮凝處理時的加藥量，之后根據(jù)黑液廢水及洗草廢水的性質(zhì)，采用不同的絮凝劑對兩種廢水分別進行凈化。經(jīng)絮凝處理后，黑液中的小纖維及木素等污染物基本得到處理，同時CODcr等污染物也將會有大幅度降低，而選草廢水經(jīng)上述物化處理后，與物化處理后的黑液廢水混合，可以滿足生化進水的要求。 實踐證明，選用好的合適的絮凝劑處理廢水，其SS的增除率可達8595，色度去除率可達99左右，CODcr去除率可達6080。按照這種效果推斷，兩種廢水分別預(yù)處理后混合，再經(jīng)生化處理系統(tǒng)處理，最終出水可以達標排放。好氧生物處理采用生物接觸氧化工藝，為保證處理效果，其前部增設(shè)酸化水解段，可進一步使難降解的大分子有機物降解為水分

16、子，以提高廢水的可生化性，為生化處理創(chuàng)造條件，確保達標排放。處理后排放廢水中的CODcr、BOD5、SS分別為364mg/L、77mg/L、91mg/L，全部滿足造紙工業(yè)水污染物排放標準（GB35442001）中的標準值要求。每日可削減污染物量CODcr、BOD5、SS分別為6450kg/d、2634kg/d、3564kg/d。效益顯著。經(jīng)過該方法處理后可使廢水中的污染物得到較高的去除率，而且可降低廢水處理成本，處理后的廢水不但滿足要求，并達到國家規(guī)定排放標準。參考文獻1 Wang Y., Yu J. Laccase catalyzed decolorizationof synthetic d

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