纺织印染废水处理技术研究现状及进展

http://www.water.hc360.com2018年04月28日08:48 来源:《基层建设》作者:林锦钿 T|T

    慧聪水工业网 摘要:我国是纺织印染大国,用水量大,导致废水排放量大。纺织印染废水的高排放和重污染已成为制约我国纺织印染行业可持续发展的重要因素。近年来,随着大量人工合成难生物降解染料和助剂的使用,如聚乙烯醇、羧甲基纤维素等,同时由于纺织印染行业工艺的不断升级,造成纺织印染废水处理难度增加,采用传统处理方法已无法满足日趋严格的废水排放标准。为保证纺织印染行业的可持续发展,纺织印染废水处理工艺在不断升级,但也遇到了一些新问题。

    关键词:纺织印染废水;处理技术;现状

    1纺织印染废水主要来源及性质

    纺织印染废水主要来源于各道生产加工工序,由于所使用的化学原料不同,所产生的污染物也不尽相同。纺织印染企业生产废水一般占企业总排水量的60%~80%,主要来自退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和后整理等工序段。退浆废水一般占纺织印染废水总量的15%左右,污染程度高,化学需氧量通常占污染物总量的一半以上,并含各种浆料、纤维碎屑等污染物。若采用淀粉浆料时,通常退浆废水可生化性较好,五日生化需氧量与COD之比可达0.3~0.5,但若使用PVA浆料时,退浆废水可生化性差,BOD5/COD值通常低于0。1。煮炼废水通常产生量大,呈强碱性,色度深,有机污染物浓度高。漂白废水水量大,但污染程度轻,属纺织印染废水中较为清洁废水的一种,一般可直接排放或循环使用。丝光废水一般经蒸发浓缩后可回收重复利用,但末端排放的少量废水碱性强。染色废水具有水质变化大、色泽深、碱性强等特点,特别当使用硫化染料和还原染料时,废水pH值超过10。印花废水主要包括调色、印花滚筒和筛网冲洗水,以及后处理皂洗、水洗、洗印花衬布等所产生的废水。整理废水中主要含树脂、甲醛和表面活性剂等,废水量相对较少。由此可见,纺织印染废水具有水质和水量变化大、碱性强、pH值变化大,色度深、有机物质量浓度高等特点,若未经有效处理排放,会对生态环境造成严重的污染和危害。

    2纺织印染废水处理技术

    2.1化学处理法

    2.1.1混凝法

    混凝法具有投资少、设备占地小、脱色率高等优点,在我国中小型印染企业废水处理中应用非常普遍。通常情况下,混凝法对分散染料等疏水性染料去除效果好,但对活性染料等水溶性较好的染料去除效果很差。因此,选择合适的混凝剂和高效的混凝工艺,是保证废水处理效果的关键。近年来,多功能高效复合混凝剂的研发和应用,大大拓展了混凝工艺的使用范围,并在有机物去除和脱色方面取得良好的效果。

    2.1.2化学氧化法

    化学氧化法利用强氧化剂断链染料分子显色基团,达到脱色目的,该方法在性质稳定、难降解染料处理中应用较为广泛,包括臭氧氧化法、Fenton氧化法和高温深度氧化法。

    臭氧氧化法。通常,臭氧氧化有机物包括两种途径———直接反应和间接反应。直接反应是臭氧通过环加成、亲电或亲核作用直接与有机污染物反应;间接反应是臭氧在碱、光照等作用下,生成氧化能力更强的羟基(•OH)等自由基。

    期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆臭氧可有效破坏染料发色基团,也可破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物,达到脱色效果。采用臭氧氧化法深度处理印染废水二级生化出水,COD和色度的去除率分别达75%和85%。

    Fenton氧化法。Fenton氧化法是利用过氧化氢(H2O2)在亚铁离子(Fe2+)的催化作用下生成具有高反应活性的•OH,其氧化性不具有选择性,可与大多数有机物反应使其降解。采用Fenton试剂处理染袜厂印染废水,考察反应时间、硫酸亚铁投加量、过氧化氢投加量和pH值对废水色度及COD处理效果的影响,发现在最佳工艺条件下,COD去除率大于80%,色度去除率在95%以上。

    高温深度氧化法。高温深度氧化法主要包括超临界水氧化法(SCWO)、湿式催化过氧化氢氧化法(CWPO)及湿式空气氧化法(WAO)等。综述了CWPO技术的反应原理和特点,并指出该技术在印染废水处理中具有很好的应用前景和推广价值。采用CWPO技术降解活性艳蓝KN-R,当染料初始浓度(质量浓度,下同)为200mg/L时,在最佳反应条件下,脱色率和总有机碳(TOC)去除率分别达100%和68.5%。

    2.1.3光催化氧化法

    光催化氧化法是指在光照条件下,半导体光催化剂被激发,产生的空穴电子对与水分子反应生成•OH,将有机污染物氧化去除。常用的半导体催化剂有二氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化铁和氧化铜等。从理论上讲,保证足够的反应时间和适宜的反应条件,光催化氧化法可使废水中有机污染物矿化,但实际条件下很难达到此目标。光催化氧化法目前尚处于研究阶段,在我国尚未大规模投入实际应用。

    2.1.4电化学法

    电化学法是通过阳极和阴极的氧化还原反应将废水有机污染物降解去除的方法,具有工艺简单、处理效果明显等优点。采用电芬顿降解罗丹明B,考察了不同反应条件参数对去除效果的影响,发现在最佳反应条件下,初始浓度为10mg/L的罗丹明B去除率达97.5%。

    2.2生物处理法

    2.2.1好氧处理法

    好氧处理法包括活性污泥法和生物法。活性污泥法对废水有机物去除效果较好,并能去除部分色度,处理后出水水质较好,成本较低,在印染废水处理中被普遍采用,但易发生污泥膨胀等现象,一般适用于水量不大的情况。对于可生化性较好的印染废水,采用好氧法处理对BOD5去除率一般可达80%左右。尽管如此,随着人工合成染料和浆料助剂的大量使用,目前印染废水采用单一好氧处理方法已无法取得较好的COD和色度去除效果。

    2.2.2厌氧处理法

    厌氧处理法不仅可用于处理高浓度有机废水,也可应用于中、低浓度有机废水处理,尽管本身对有机物的去除效果不及好氧处理法,但可提高废水可生化性,改善后续生物处理效果。针对印染废水,厌氧生物处理可以打破染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基等,但对活性染料中间体芳香胺等处理效果很差。在实际印染废水处理工程中,厌氧处理法通常与好氧处理法联合使用。

    2.2.3厌氧—好氧处理法

    厌氧—好氧处理法主要通过厌氧生物处理过程将印染废水中大分子难降解有机物分解为易生物降解的小分子有机物,改善废水可生化性,有利于后续好氧生物处理对有机物的高效去除。

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