化學(xué)工程高級工程師職稱環(huán)境保護方向評職論文

　　摘 要：解決廢水問題的根本出路在于工藝改革，通過采用先進的生產(chǎn)工藝來減排或不排廢水。加強印染廢水的處理可以緩解我國水資源嚴(yán)重匱乏的問題，對保護環(huán)境、維持生態(tài)平衡起著極其重要的作用。本文分析了印染廢水特點，常用印染廢水脫色方法以及印染廢水處理工藝。

　　關(guān)鍵詞：印染廢水,脫色方法,處理工藝

　　引言

　　印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國印染廢水每天排放量為3×106~4×106m3。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬于難處理的工業(yè)廢水，近年來由于化學(xué)纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理技術(shù)的進步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其COD濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升到2000~3000mg/L，從而使原有的生物處理系統(tǒng)COD去除率從70%下降到50%左右，甚至更低。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴(yán)重挑戰(zhàn);傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氣浮法對這類印染廢水的COD去除率也僅為30%左右，因此開發(fā)經(jīng)濟有效的印染廢水處理技術(shù)日益成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān)注的課題。

　　1.廢水特點

　　1.1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。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴(yán)重挑戰(zhàn);傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氣浮法對這類印染廢水的 COD 去除率也僅為 30%左右。

　　1.2一般印染廢水pH值為6～13，色度可高達1000倍，CODCr為400～4000mg/L，BOD5為100～1000mg/L， 印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒害成份及色度高的特點。以處理難度為標(biāo)準(zhǔn)可分為：

　　1.2.1 高濃度印染廢水：機織布的退煮漂廢水、牛仔線的漿染廢水、印花廢水、蠟染廢水、堿減量廢水和繡花廢水等。

　　1.2.2中等濃度印染廢水：毛織物染色、針織染色、絲綢染整、縫紉線染色及拉鏈染色等。

　　1.2.3低濃度印染廢水：牛仔服飾洗漂廢水。

　　2.常用印染廢水脫色方法

　　2.1吸附脫色

　　對于印染工業(yè),活性炭能有效去除廢水中的活性染料、堿性染料、偶氮染料。活性炭在吸附水溶性染料時吸附率高,但不能吸附懸浮固體和不溶性染料。而且,再生費用昂貴,一般用于量少、濃度較低的染料廢水處理或深度處理。鍋爐煤渣及煙灰也有一定的吸附能力,可取代活性炭。

　　2.2 凝集法脫色

　　凝集理論認(rèn)為:水中呈膠體狀態(tài)存在的粒子,其表面帶有電荷,粒子越細(xì),其表面積越大,表面電荷的影響越強烈。 靜電斥力作用難以使粒子凝集,加入凝集劑后,可減少膠體粒子表面電荷,減弱相同粒子間的斥力,粒子在碰撞時,形成凝絮。因而,被廣泛地用于廢水處理。凝集法的缺點是凝集劑用量大,處理印染廢水時會產(chǎn)生大量不易脫水的污泥造成二次污染。

　　2.3 氧化還原脫色

　　氧化法是通過氧化劑破壞發(fā)色基或攻擊染料分子結(jié)構(gòu)上的弱點,將發(fā)色基變?yōu)榭山到饨Y(jié)構(gòu)。但氧化劑用量大,經(jīng)濟上不可行。還原法主要是用廢料—鐵屑,鐵屑浸入廢液后形成無數(shù)微小原電池,電極反應(yīng)產(chǎn)物為 Fe、H、OH ,均具有較高的化學(xué)活性,可有效地脫除廢水中的染料分子。 鐵屑用于處理印染廢水,不僅成本低廉、 操作簡單、而且能夠獲得以廢治廢的效果。主要缺點是還原降解后生成的簡單分子具有毒性,必須經(jīng)過二次處理,費用增大。

　　2.4 離子交換法脫色

　　一種羥基丙基纖維素具有比纖維素本身對活性染料、直接染料、絡(luò)合還原染料更大的親和力,對除堿性染料外的其它染料廢水的脫色效果優(yōu)于活性炭。 但一般離子交換法僅對某些染料具有吸附作用,不適合大規(guī)模推廣使用。

　　2.5 超濾法脫色

　　目前,該方法可用于去除各種染料和添加劑,但分離染料混合物困難,工藝復(fù)雜,費用大。

　　2.6 生化法

　　2.6.1生化法是利用水中的微生物降解水中的有機物質(zhì)來凈化水質(zhì)。

　　2.6.2目前印染廠多采用活性污泥、接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤等方法處理印染廢水。微生物對染料的分解具有選擇性,有不少染料不能被生物降解,所以利用生化法處理印染廢水的脫色效果較差。

　　2.7 電化學(xué)法

　　電化學(xué)處理方法就是采用兩溶解性或不溶性極板做電極,通入直流電,通過電解槽內(nèi)發(fā)生的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)來達到脫色目的。其優(yōu)點有

　　2.7.1普遍性,脫色速率快,應(yīng)用廣。

　　2.7.2 操作管理方便。

　　2.7.3 它是許多脫色方法的綜合,處理過程中污泥和浮渣較少。

　　2.7.4 處理費用較低。

　　2.8 納米技術(shù)

　　用納米尺寸的 TiO2 作為印染污水處理的光催化劑時,其主要吸收激發(fā)波長為385nm(紫外波長) 以下的光進行氧化還原反應(yīng),染料類化合物作為一種高效光敏化劑能將TiO2 吸收光的范圍由紫外光區(qū)延伸至可見光區(qū),這不但有效提高了光催化劑的催化活性,也能直接利用太陽光處理廢水,降解脫色,達到廢水處理的目的。

　　3.印染廢水處理

　　3.1物理法

　　3.1.1吸附法

　　在物理處理法中應(yīng)用最多的是吸附法，這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去。

　　3.2化學(xué)處理法

　　3.2.1混凝法

　　主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵的價格為最低。

　　3.2.2氧化法

　　3.2.2.1研究表明，臭氧用量為0.886gO3/g染料時，淡褐色染料廢水脫色率達80%;研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運行所需臭氧量，而反應(yīng)器內(nèi)安裝隔板，可減少臭氧用量17%。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設(shè)計成間歇運行的反應(yīng)器，并可考慮在其中安裝隔板。

　　3.2.2.2光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設(shè)備投資和電耗還有待進一步降低。

　　3.2.3電解法

　　電解對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果，脫色率為50%～70%，但對顏色深、CODCr高的廢水處理效果較差。對染料的電化學(xué)性能研究表明，各類染料在電解處理時其CODCr去除率的大小順序為：硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。電化學(xué)法具有設(shè)備小、占地少、運行管理簡單、CODcr去除率高和脫色好等優(yōu)點，但是沉淀生成量及電極材料消耗量較大，運行費用較高。傳統(tǒng)的電化學(xué)法可分為電絮凝法、電氣浮法、電氧化法以及微電解、電解內(nèi)法等。國外許多研究者從研制高電催化活性電極材料著手，對有機物電催化影響因素和氧化機理進行了較系統(tǒng)的理論研究和初步的應(yīng)用研究，國內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究還剛剛起步。

　　4.常見處理工藝流程

　　該處理工藝是我國印染廢水處理中采用較多、較成熟的工藝流程。其中厭氧處理可以對印染廢水中可生化性很差的某些高分子物質(zhì)和不溶性物質(zhì)通過水解酸化，降解為小分子物質(zhì)和可溶性物質(zhì)，提高可生化性和BOD5/CODcr值。為后續(xù)好氧生化處理創(chuàng)造條件。同時，好氧生化處理產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)沉淀池全部回流到厭氧生化段，因污泥在厭氧生化段有足夠的停留時間8~10h)。能進行徹底的厭氧消化，使整個系統(tǒng)沒有剩余污泥排放，即達到自身的污泥平衡。

　　厭氧池和好氧池中均安裝填料，屬生物膜法處理;生物炭池裝活性炭并供氧，兼有懸浮生長和固著生長法特點;脈沖進水的作用是對厭氧池進行攪拌。各部分的水力停留時間一般為：

　　調(diào)節(jié)池：8h～12h;厭氧生化池：8h～10h

　　好氧生化池：6h～8h;生物炭池：1h～2h

　　脈沖發(fā)生器間隔時間：5min～10min。

　　該處理工藝系統(tǒng)，對于CODCr≤1000mg/L的印染廢水，處理后的出水可達到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，如進一步深度處理則可回用。對運轉(zhuǎn)5年以上的工程觀察，運行正常，處理效果穩(wěn)定，也沒有外排污泥，未發(fā)現(xiàn)厭氧生化池內(nèi)污泥過度增長。

　　5.結(jié)語

　　隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，各國學(xué)者在印染廢水的處理技術(shù)方面進行了深入的探索，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，印染廢水的處理工藝將逐漸完善，投資省，運行費用低，操作簡單的處理技術(shù)將給印染廢水的治理帶來新的希望。

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