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印染廢水來源於印染廢水,脫色效果不好。我該怎麽辦?

不知道妳用的什麽工藝。如果壹般的生物處理不容易脫色,可以考慮加入壹些絮凝劑。另外,氧化也是常用的。以下參考摘要很好:

由於染料生產的多樣性,正朝著耐光解、耐氧化、耐生物氧化的方向發展,這就增加了染料廢水處理的難度。二是色彩高,但構圖復雜。三是水質水量不穩定,排放時斷時續。印染廢水的處理目標壹般是COD的去除和脫色,但脫色問題難度較大。

3.脫色處理方法

3.1物理方法

3.1.1吸附法

吸附是利用多孔固體物質去除廢水中壹種或多種物質的方法。吸附脫色技術依靠吸附劑的吸附作用去除染料分子。吸附按其作用力可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附。目前用於吸附脫色的吸附劑主要依靠物理吸附,但離子交換纖維和改性膨潤土也有化學吸附。

常用的吸附劑包括活性炭、離子交換纖維等可再生吸附劑。以及不可再生的吸附劑,如各種天然礦物(膨潤土、矽藻土)、工業廢棄物(煤渣、粉煤灰)和天然廢棄物(木炭、鋸末)等。傳統的吸附劑是活性炭,其具有高比表面積(500- 600 m2/g)。僅對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料有良好的吸附性能。活性炭對去除水中溶解的有機物(分子量小於400)非常有效,但不能去除水中的膠體疏水染料。如果廢水BOD5 >: 500mg/L,采用吸附法是不經濟的。膨潤土作為水處理中的吸附劑和絮凝劑,已廣泛應用於印染廢水脫色領域。近年來,它被制成各種復合膨潤土、VS型纖維和聚苯乙烯基陽離子交換纖維等。具有物理吸附和離子交換功能,比表面積大,離子交換速度快,易再生,對難降解陽離子染料廢水脫色效果好。有些改性膨潤土的脫色效果甚至比活性炭還要高[還開發了壹些吸附劑,如集吸附和絮凝性能於壹體的矽藻土復合凈水劑;利用電廠粉煤灰制備的具有絮凝性能的改性粉煤灰對疏水性和親水性染料廢水具有較高的脫色率。此外,工業廢棄物(如煤渣、粉煤灰等。)、天然廢棄物(如木炭、鋸末等。)和植物稭稈(如玉米芯等。)都對印染廢水有壹定的吸附作用。

吸附法特別適用於難生物降解的紡織印染廢水的脫色。印染廢水的吸附脫色技術是壹種非常有效和經濟的方法。活性炭吸附脫色技術不適用於印染廢水的壹級處理,只能用於深度脫色處理。活性炭處理成本高,再生困難,因此活性炭再生技術是壹個正在研究的課題,其中生物再生是研究的重點方向。煤和爐渣吸附劑原料來源廣泛,成本低廉。但印染廢水處理後存在二次汙染,只適合與生化法或砂濾聯用。離子交換樹脂對水溶性染料的吸附特別有效,開發離子交換吸附劑是今後的主要發展方向之壹。開發低成本、高效率、因地制宜的新型吸附材料是壹項很有前途的技術。吸附法與其他處理方法的優化組合可以達到更好的脫色效果。[5]

綜上所述,吸附脫色的發展方向體現在兩個方面:①根據吸附機理開發和尋找新的吸附劑;②對現有吸附劑進行改性和活化,提高脫色效果和再生能力。

3.1.2超濾脫色

超濾是利用壹定的流體壓力驅動力和孔徑為20 ~ 200 μ a的半透膜對高分子和低分子進行分離,超濾的本質是壹個篩選過程,膜表面的孔徑是主要控制因素。這種方法的優點是不會產生副作用,可以循環使用。早在20世紀70年代初,人們就嘗試用膜分離技術處理印染廢水。目前這種方法可以用來去除各種染料和添加劑。然而,由於分離染料混合物的困難,以及

在這項技術中,半透膜的性能起著決定性的作用。就材料而言,膜包括動態膜、纖維素膜、聚碸超濾膜、荷電超濾膜或疏松反滲透膜[6]。

(1)動態膜ZrO-PAA動態膜在處理效果和經濟上是可行的,但能耗較大,透過水和藥劑的重復利用率可達88%至96%。

(2)纖維素膜。CA膜的選擇性隨著膜表面與各種染料互變異構體的相互作用而變化,但膜材料本身在耐pH、耐溫性等方面仍有不足。纖維素膜在耐酸堿性、耐壓性、耐溫性等方面都優於CA。用纖維素超濾膜反滲透處理印染廢水時,染料去除率在97%以上,水可以循環使用,但反滲透所需的高壓操作仍是其不足。

(3)聚碸超濾膜因其良好的物理和化學穩定性,具有很大的應用前景。用聚碸超濾膜代替纖維素膜,可以實現高溫運行,回收染料,減少汙染,但仍達不到國家排放標準。

(4)荷電超濾膜或疏松反滲透膜是用來描述分離性能介於反滲透和超濾之間的壹種膜。荷電超濾膜是以其含有荷電基團的化學結構來定義的,疏松反滲透膜是以其物理結構來命名的。他們通常指的是膜。鹽NaCl的截留率僅為2% ~ 3%,但對於分子量為500 ~ 2000的物質,具有較高的分離率。同時,它保持高的水通量。染料的分子量壹般剛好在這種膜的截留範圍內,尤其是離子型染料。該膜在低壓(10 kg/cm 2)下運行時具有突出的耐pH值、耐壓緊密性、耐汙染性和耐溫性,前景廣闊[7]。

3.1.3輻射降解法

電離輻射能有效降解染料水溶液,輻射技術與其他技術有很好的協同效應。與常規汙染物處理技術相比,輻射技術在常溫常壓下進行,具有工藝簡單、無二次汙染的特點,在處理難降解有機汙染物方面有其獨特的優勢。[8]

用60Co γ射線輻照甲基橙和活性艷藍KNR水溶液。輻照後,染料水溶液在可見光和紫外區的特征吸收峰隨著吸收劑量的增加逐漸降低到接近零,說明輻射降解反應不僅破壞了染料分子的生色團,而且破壞了染料的有機分子結構。脫色率和COD去除率隨著吸收劑量的增加而增加。過氧化氫和輻射有協同作用。在相同的吸收劑量下,脫色率和COD去除率均隨過氧化氫濃度的增加而增加。溶液初始濃度越大,COD去除和脫色效果越差。氧氣的存在可以促進染料分子的降解。在相同的輻照條件下,由於染料分子結構的不同,染料的輻射降解效果略有不同[9]。

雖然輻射法的特點是有機物去除率高,設備空間小,操作簡單,但用於產生高能粒子的設備價格昂貴,技術要求高,而且這種方法能耗大,能量利用率低。如果真的投入實際操作,還需要大量的研究工作。

3.2物理和化學方法

3.2.1絮凝法

印染廢水絮凝脫色技術是壹種投資成本低、設備占用小、處理量大、應用廣泛的脫色技術。某印染廠采用混凝脫色-懸浮曝氣生物濾池工藝處理以活性染料為主的廢水。原水CODcr和ss的平均質量濃度分別為296,285 mg/L,平均色度為550倍,相應的處理後出水水質指標分別為40,20 mg/L和6544。

印染廢水中使用的絮凝劑有很多種,大致可分為三大類:無機絮凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑。其中,有機絮凝劑又分為天然有機高分子絮凝劑和合成有機高分子絮凝劑。由於印染廢水水質復雜,無機單鹽絮凝劑在水解絮凝過程中未能完成絮凝效果優越的形態,用量大,絮凝效果差。無機高分子絮凝劑能很好地去除廢水中的大部分懸浮染料,但難以處理分子量小、水溶性染料不易形成膠體的廢水。有機高分子絮凝劑對水溶性染料等廢水具有良好的脫色性能,但單獨使用效果較差,且易產生有毒物質。因此,開發廉價、無毒、高效的新型有機絮凝劑已成為絮凝學的主要研究方向之壹。

復合絮凝劑可以同時發揮幾種絮凝劑的優勢,使絮凝法經濟適用於印染廢水的處理。如果有機絮凝劑和無機絮凝劑聯合使用,充分發揮有機高分子絮凝劑的吸附架橋性能和無機絮凝劑的電中和能力,可以使處理後的出水達到更好的效果。此外,澱粉衍生物、木質素衍生物、羧甲基殼聚糖[11]等天然高分子具有無毒、原料廣泛、價格低廉、可生物降解等優點,也受到了科研人員的高度重視。此外,微生物絮凝劑是通過生物技術提取、純化微生物或其分泌物而獲得的壹種安全、高效、可自然降解的新型水處理劑。與普通絮凝劑相比,具有固液易分離、沈澱少、適用性廣等優點,因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑研究的重要課題[12]。總之,高效、無毒、無害的環保絮凝劑在印染廢水處理中具有廣闊的應用前景。

雖然絮凝法是處理含染料廢水的常用方法,但對於許多溶解性好的染料,處理效果往往很差。因此,復合絮凝將成為工業廢水處理技術研究的主要內容和發展方向。根據實際出水要求,采用適當的預處理和後處理方法,充分發揮絮凝技術等技術的優勢,實現綜合治理,對提高印染廢水處理效果、降低處理成本具有重要意義。

然而,絮凝法廢水脫色仍存在幾個問題:產生大量汙泥;由於廢水的水質差異很大,每批廢水都需要進行預試驗,以確定最佳條件,這增加了成本,而且耗時。過量的陽離子絮凝劑會在廢水中產生大量的含氮化合物,對魚類有毒害作用,且難以生物降解和抑制硝化作用。過多的絮凝劑也可能導致沈澱物的再溶解。脫色效率低,不符合排放標準。因此,在實際生產中,根據實際出水要求,采用適當的預處理和後處理方法,充分發揮混凝工藝與其他工藝協同工作的優勢,達到綜合治理的目的,對於提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有重要意義。

3.3化學方法

3.3.1電化學方法

電化學法是處理印染廢水的另壹種有效方法。電化學法是通過電凝聚、電浮選和可溶性電極的陰陽極間接還原H來達到處理廢水的目的。電化學法具有設備小、占地少、操作管理簡單、COD去除率高、脫色效果好等優點,但同時也存在能耗高、成本高、析氧析氫副作用大等缺點。近年來,隨著電化學和電力工業的發展,以及許多新型高析氧析氫過電位電極的發明,電化學方法再次引起人們的關註。根據電極反應模式的分類,傳統的電化學方法可細分為內電解法、電凝聚法、電浮選法和電氧化法。

內電解是壹種利用廢水中某些組分容易被氧化,某些組分被還原的廢水處理方法。在導電介質存在下,電化學反應會自發進行,同時具有絮凝、吸附和* * *沈澱的綜合作用[13]。最著名的內電解法是鐵屑法,即以鑄鐵為濾料浸泡或通過印染廢水,利用Fe和FeC與溶液的電位差。電極反應產生化學活性很高的新生態H,能與印染廢水中的各種成分反應破壞染料的顏色結構,而陽極產生的新生態Fe2+的水解產物具有很強的吸附和絮凝作用。該方法不需要外接電源,操作簡單,成本低廉,是壹種很有前途的處理方法。

電浮選是以鐵和鋁生成的H2為陽極浮選絮體。電絮凝法利用電極反應產生的Fe2+和Al3+實現絮凝脫色。石墨和鈦板作為極板電解染料廢水,陽極產生O2或Cl2,陰極產生H2。通過O氧化和H還原破壞染料分子,使脫色率達到98%以上,COD去除率達到80%以上。

國內重點研究的是電化學與其他方法的結合,其中絮凝復合床新技術用於處理高色度印染廢水,對色度影響較大>:印染廢水處理10000次後,脫色率可達99%以上,CODCr去除率可達75%。國外對新型電極的研究很多,如Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RnO2、Ti/Pt等。

高級電催化氧化技術(advanced electro catalytic oxidation processes,AEOP)是近年來發展起來的壹種新型氧化技術,因其處理效率高、操作簡單、環境友好而備受關註。它可以在常溫常壓下通過催化電極反應直接或間接產生光基自由基。從而有效降解難降解汙染物。陳武等進行了三維電極電化學法處理印染廢水的實驗,COD去除率達到74.7%,色度去除率達到93.3%[14]。

氧化法

氧化法是印染廢水處理方法的壹種,通過氧化破壞染料分子中發色基團的不飽和雙鍵,形成小分子量的有機物或無機物,從而使染料失去發色能力。氧化方法主要包括高溫深度氧化、化學氧化和光催化氧化降解。

高溫深度氧化法主要是焚燒。

化學氧化法是印染廢水脫色處理的主要方法。其機理是通過氧化劑打破染料的不飽和發色基團。芬頓試劑(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯氣和次氯酸鈉是常用的氧化劑。常用的方法有組合法和催化氧化法。比如采用混凝-二氧化氯組合法的優點是ClO2的氧化能力是HClO的9倍以上,可以采用無氯氧化法處理廢水。

化學氧化能有效去除印染廢水的色度,但不能很好地去除廢水中的COD。為此有人提出了不完全氧化法,即只進行部分氧化,使有機物通過自由基偶聯絮凝去除。陳玉峰[16]等人通過實驗發現,用Fenton試劑處理實際工業印染廢水時,CODCr的去除率在80%以上。脫色率達到95%,處理成本為1117元/m3,具有良好的實際應用價值和市場前景。盛宜春[17]通過研究發現,染料濃度高達0.3g/l的水溶性染料廢水在2分鐘內脫色率高達95%。

同時,隨著太陽能技術的發展和進步,光催化氧化越來越受到人們的重視。夏金紅[18]利用納米TiO2粉體光催化降解印染廢水,脫色率96%,CODcr去除率86%,TiO 2的催化性能相對穩定。可重復使用。光催化氧化技術具有工藝設備簡單、操作條件容易控制、處理成本低、氧化能力強、無二次汙染等突出優點,在有機廢水處理中具有廣闊的應用前景。但懸浮體系中的納米TiO2顆粒由於粒徑極細,難以回收,易中毒,難以分散,因此需要采用先進的負載技術或光化學反應器以獲得更高的催化效率。納米TiO _ 2光催化劑的負載技術對其大規模實用化、商品化和產業化具有重要的現實意義,是今後TiO _ 2研究的主要方向[19]。

總之,氧化法是印染廢水脫色的壹種優良方法,但也有其自身的缺點。如果氧化程度不足,染料分子的發色團可能被破壞而脫色,但其中的COD仍然沒有被去除。如果染料分子被完全氧化,能量和藥劑消耗可能過高,成本過高,所以氧化法壹般采用氧化-絮凝或絮凝-氧化工藝。氧化-絮凝工藝是通過氧化使水溶性染料分子疏水或陽離子染料分子呈中性或帶負電,有利於絮凝去除。反之,絮凝-氧化工藝以氧化作為後處理步驟,進壹步去除印染廢水中殘留的色度和COD。

3.3.3還原方法

壹種在還原過程中使用還原性脫色劑對直接染料廢水進行脫色的方法,主要使用鐵屑。鐵屑是機械加工中的廢棄物,用於處理印染廢水。這種方法主要基於電化學反應。鐵屑是鐵碳合金,浸入廢液後形成無數微小的原電池。電極反應產物為Fe2+、H2、OH-,均具有較高的化學活性,能有效去除廢水中的染料分子。其他還原劑包括保險粉(+活性碳)、亞硫酸及其鹽類。洪等[21]采用鐵屑內電解強化A/ O MBR工藝處理印染廢水。出水色度和COD的去除率分別達到90.0%和94.9%以上。董永春[22]等人利用以含硫還原劑和氫化物引發劑為基礎的穩定的雙組分還原反應體系處理直接染料染色廢水,具有脫色劑用量少、反應速度快、脫色率高等優點。還原法的主要缺點是降解產物有毒,必須經過兩次處理。

高級氧化法

高級氧化工藝(AOPS)被認為是壹種有前途的方法。所謂高級氧化工藝,如UV+H2O2、UV+O3等,在氧化過程中產生羥基自由基(OH),其強氧化性使染料廢水脫色。發現它們對偶氮染料的脫色非常有效。隨著O3和H2O2的增加,高級氧化反應的反應速率增加[23]。在實際生產中,添加壹些化學助劑會提高脫色效果,而且UV+H2O2處理偶氮活性染料產生的降解產物對環境完全無害。最近發現UV+H2O2法對二氯三嗪偶氮活性染料的脫色也很有效[24]。

氧化劑O3對大多數染料具有良好的脫色效果,無二次汙染,紫外光的引入可以加速氧化,提高脫色率。有學者指出O3/UV對偶氮染料有很好的脫色效果,UV的引入促進O3在溶液中產生強氧化性的羥基自由基。胡等[25]指出,雖然超聲波幾乎不能降解偶氮腫I,但能明顯加強O3氧化。當O3濃度為7107mg/ L時,加入80w超聲波是超聲波和O3處理偶氮溶脹的最佳組合,既能滿足90%的脫色率,又能節約48%的O3。然而,目前用O3處理印染廢水的成本較高。開發新的臭氧發生器並與紫外或超聲波連接是臭氧在染料廢水處理中推廣的前提,臭氧對COD的去除效果並不理想。

高級氧化法環境汙染小,效果好,但存在處理成本高的嚴重缺點,限制了其廣泛應用。

超聲波氧化

超聲波處理印染廢水是基於超聲波能在液體中產生局部高溫、高壓和高剪切力,誘導水分子和染料分子裂解,產生活性非常強的羥基自由基,能氧化大部分有機汙染物,促進絮凝。同時,在超聲波的作用下傳質增強,超聲空化產生局部高溫高壓,可以大大增強羥基自由基對有機物的氧化速度,提高降解效率。

超聲波可以強化臭氧氧化處理偶氮染料廢水,因為超聲波空化效應產生的高能條件促進臭氧快速分解並產生大量自由基,從而使含氮染料脫色。張家港市九洲精細化工廠采用根據超聲波空氣振動技術設計的FBZ汙水處理設備處理染料廢水[26],平均去除率為97.0%,去除率為90.6%。總汙染負荷削減率為85.9%。付德學[27]用此方法處理含堿性湖藍-5B的印染廢水時,COD去除率達90.2%,脫色率達98.3%。劉晶[28]的實驗結果表明,超聲波和微電場的協同作用大大提高了脫色率,在最佳條件下色度去除率可達96.6%。

3.3.6提取方法

萃取是用壹種不溶於水,但能很好溶解汙染物的萃取劑。與廢水充分混合後,利用汙染物在水和溶劑中的不同分配比,分離提取汙染物,從而凈化廢水。廢水中的酸性染料可以用混合胺萃取回收,陰離子染料可以用離子對萃取法通過長碳鏈去除。萃取劑可以用氫氧化鈉再生。用N235/煤油體系萃取鄰苯二甲酸和間苯二酚生產熒光黃的廢水,其COD去除率可達91-98%,色度去除率達99.8%[29]。

離子對萃取是廢水脫色的壹種新方法。在這種方法中,染色殘余物與不溶性有機溶劑壹起振動。當兩相分離時,水相變成無色,染料積聚在上層有機相中。只要燃料含有至少壹個磺酸基團或者染料必須是酸性的,那麽任何深度染色廢液都可以用這種方法脫色。有機相可以重復使用幾次[30]。離子對萃取法的優點是:液液分離過程簡單,能耗低。對於活性染料,只有鈉鹽和鈣鹽形成的水解產物需要處理。萃取劑無需再生即可重復使用[31]。

3.4生物處理方法

生物法是利用微生物酶氧化或還原染料分子,破壞其不飽和鍵和發色基團,處理印染廢水的方法。生物法仍是國內外處理印染廢水的主要方法。

生物法的缺點是微生物對營養物質、PH、溫度等條件有壹定要求,難以適應印染廢水水質波動大、染料種類多、毒性大的特點。同時也存在占地面積大、管理復雜、色度和COD去除率低等缺點。印染廢水生物處理不宜單壹應用,可作為預處理或深度處理。

3.4.1傳統生物處理技術

活性汙泥法是處理印染廢水最常見的生物法,因為它具有分解大量有機物、去除部分色素、調節pH值、運行效率高、成本低等優點,但色度的去除往往不理想,所以組合生物處理技術是目前印染廢水的常用方法。在中國,最常見的生物法是表面活性汙泥法和接觸氧化法,此外還有鼓風曝氣活性汙泥法、射流曝氣活性汙泥法和生物轉盤法。

在印染廢水處理中,厭氧-好氧工藝獨特的降解機理引起了國內的廣泛關註,並得到了深入的研究和應用,取得了明顯的效果[32]。樓金生等采用厭氧-好氧工藝處理印染廢水,取得了良好的效果,COD總去除率大於90%,脫色率大於95%。

3.4.2強化微生物處理技術

隨著紡織工業新產品和新技術的發展,印染廢水中水溶性染料、活性染料和化學漿料的數量和種類不斷增加,導致印染廢水的可生化性下降,如大量的聚乙烯醇(PVA)。因此,優化脫色菌和PVA降解菌的選育和應用引起了人們的關註。選育和培養各種優良的脫色細菌或菌群是生物法的壹個重要發展方向。白腐真菌不僅對活性艷紅X3B染料有很好的脫色效果,而且對成分復雜的實際染料廢水也有很好的降解效果,能有效去除印染廢水中的COD和BOD5。雖然不能完全生物降解染料廢水,但給後續的深度處理帶來了極大的便利[33]。

黃建民[34]在實驗中采用富集法分離菌株。獲得的脫色菌對印染廢水具有明顯的脫色效果,脫色率可達70%以上。與活性炭吸附脫色相比,差別不大,證明用微生物處理印染廢水色度問題是可行的,但在菌種篩選方面還有大量工作要做。

3.4.3膜生物反應器處理技術

膜生物反應器作為壹種新型汙水處理技術,是傳統活性汙泥法和膜分離技術的有機結合,可以通過膜提高某些特定細菌的濃度和活性,還可以截留許多分解速度較慢的大分子難降解物質,通過延長其停留時間來提高其降解效率。但由於膜容易堵塞,制造成本高,對膜技術在水處理領域的全面推廣有壹定阻力。隨著材料科學的發展,膜制造技術的進步,膜質量的提高,膜制造成本的降低和工藝的改進,膜生物反應器的應用範圍會越來越廣。

3.4.4生物酶脫色技術

壹些厭氧和好氧結合的生物處理可以提高染料的可生化性,但在厭氧條件下,偶氮還原酶通常會將偶氮染料分解成相應的胺,很多胺會引起低能或致癌,而且偶氮還原酶具有很強的特異性,只分解選定染料的偶氮鍵。相反,苯氧化酶-木質素過氧化物酶(LiP)、錳過氧化物酶(MnP)和漆酶對芳香環沒有特異性,因此可以降解各種芳香化合物。這些酶制劑能有效地使許多不同結構的染料脫色。初始反應速率與制劑中的每種酶(漆酶、LiP和MnP)有關。壹些染料添加劑可以顯著降低脫色率。因此,在評價新酶及其處理工藝時,必須考慮染色助劑對酶活性的影響。今後的研究工作將主要集中在選定的幾個方面。

4.發展前景

通過對各種脫色方法的比較分析,可以看出每種處理方法在經濟性、技術性、環境影響和實用性上都存在壹定的缺陷。壹般而言,吹氣法、混凝法、吸附法和過濾法具有設備簡單、操作簡便、技術成熟等優點,但這類處理方法通常將有機物從液相轉移到固相或氣相,不僅不能完全消除有機汙染物,消耗化學藥劑,而且造成廢物堆積和二次汙染。吸附脫色具有只吸附染料而不破壞其結構的特點,但目前使用的吸附劑往往存在吸附容量不足或再生困難的缺點。光氧化、超臨界氧化、濕式氧化和低溫等離子體化學等高級氧化脫色方法被認為是壹種很有前途的方法。然而,其高昂的價格成為制約其廣泛應用的壹個重要原因。壹些傳統的氧化方法,如NaClO、H2O2、臭氧、紫外氧化等已被證明對廢水脫色無效,強化物理化學和酶促降解的方法可能有非常廣闊的應用前景。因此,在實際工程中,應根據具體條件和要求合理選擇工藝組合,以獲得最佳效果。

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