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4000吨印染废水毕业设计

发布时间: 2021-02-20 19:44:56

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Ⅰ 2000m3/d 印染废水处理工艺

前期抄常规处理采用混凝—沉淀,去除印染废水中的悬浮物和部分COD 随后采用水解酸化+好氧工艺作为二级处理,建议加入载体,提高微生物处理效率,后续沉淀可以完成第一步处理要求,直接排放后续需加入臭氧催化氧化or芬顿

Ⅱ 急!!毕业设计:印染废水怎么处理 ,工艺怎么选择

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Ⅲ 印染废水特点

纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。
印染废水的水质复杂,污染物按来源可分为两类:一类来自纤维原料本身的夹带物;另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点,主要为以下方面:
水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中,增加了处理难度。
由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求,所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同,但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低,一般在20%左右,可生化性差,因此需要采取措施,使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些,以利于进行生化处理。
印染废水中的碱减量废水,其COD Cr值有的可达10万mg/L以上,pH值≥12 ,因此必须进行预处理,把碱回收,并投加酸降低pH值,经预处理达到一定要求后,再进入调节池,与其它的印染废水一起进行处理。
印染废水的另一个特点是色度高,有的可高达4 000倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理,为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。
印染行业中,PVA浆料和新型助剂的使用,使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA浆料造成的COD Cr含量占印染废水总COD Cr的比例相当大,而水处理用的普通微生物对这部分COD Cr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物。
另外,因生产的间断运行,故存在着水量水质的波动;对于大量使用还原染料、硫化染料、冰染料等的废水,其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素,要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力

Ⅳ 处理1万吨印染废水大约产生多少吨污泥 环评爱好者

产生污泥量包括两部分,第一进出水SS,第二活性污泥自身增值,但是实际内运营中第二部分几容乎忽略不计,所以考虑进出水SS之差就可以了。然后再乘以一个经验系数,每个厂不同。计算方法你可以参考一段时间污泥浓度基本稳定的情况下,剩余污泥与进出水总SS之差,即可得到系数。

Ⅳ 设计一种纺织印染废水处理的工艺流程,要求画出工艺流程图

1 印染废水的产生及特点
印染废水复杂,污染物成分差异性大,很难归类,要污染指标 COD 高,BOD和 COD的比值一般在 0.25 左右,可生化性较差,色度高,混合水中显色分子离子微粒大小重量各异性大,脱色难,水质水量波动大等特点。
2.污水处理工艺
3 工艺流程
印染废水---格栅---调节池---水解酸化池---生物接触氧化池---沉淀池---混凝沉淀池
4 主要构筑物
1) 格栅
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成,安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷[1]。
截留污物的清除方法有两种,即人工清除和机械清除。大型污水处理厂截污量大,为减轻劳动强度,一般应用机械清除截留物。小型污水处理厂和污水处理站截污量小,一般可采用人工清除截留物。
2) 调节池
所有进入废水处理系统的废水,其水量和水质随时都可能发生变化,这对废水处理构筑物的正常运转非常不利。水量和水质的波动越大,处理效果就越不稳定,甚至会使废水处理工艺过程遭受严重破坏。为减少水量和水质变动对废水处理工艺过程的影响,在废水处理系统之前宜设置调节池,以资均和水质、存盈补缺,使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质,并达到理想的处理效果。
主要起均衡水量作用的调节池称为均量池,主要起均和水质作用的调节池称为均质池,既可均量又可均质的调节池称为均化池。
(1)设计调节池时应考虑的问题:
①调节池的几何形伏宜为方形或圆形,以利形成完全混合状态。长形池宜设多个进口和出口。
②调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫的装置,以及洒水消饱装置。
③为使在线调节池运行良好,宜设混合和曝气建置。混合所需的功率约为0.004 ~0.008 kW/m3池容。所需曝气量约为0.01~0.015m3空气/( min·m2之池表面积)。
④调节池出口宜设测流装置,以监控所调节的流量。提升泵可设于调节池的前面或后面。
由于该厂废水的水质和水量变化均比较大,所以采用矩形均化池,两边进水中间出水。
(2) 污水泵房
污水处理厂的运行费用大部分来自于电能,其中40%的电能为水泵消耗,所以,确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。
泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价,其他考虑因素还有:泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。
污水泵站的主要形式:
①合建式矩形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数为4台或更多时,采用矩形,机器间、机组管道和附属设备布置方便,启动简单,占地面积大;
②合建式圆形泵站,装设立式泵,自灌式工作台,水泵数不超过4台,圆形结构水力条件好,便于沉井施工法,可降低工程造价,水泵启动方便。
③对于自灌式泵房,采用自灌式水泵,叶轮(泵轴)低于集水池最低水位,在最高、中间和最低水位都能直接启动,其优点为启动及时可靠,不需引水辅助设备,操作简单。
④非自灌式泵房,泵轴高于集水池最高水位,不能直接启动,由于污水泵水管不得设低阀,故需设引水设备。但管理人员必须能熟练的掌握水泵的启动程序。
由以上可知,本设计因水量较小,并考虑到造价、自动化控制等因素,以及施工的方便与否,采用自灌式半地下式圆形泵房。
3) 水解酸化池
水解池一般可采用矩形或圆形结构。对于圆形反应器,在同样的面积下其周长比正方形的少12%,但是圆形反应器的这一优点仅仅在采用单个池子时才成立。当建立两个或两个以上反应器时,矩形反应器可以采用公用壁。对于采用公共壁的矩形反映器,池型的长宽比对造价也有较大的影响,因此如果不考虑地形和其他因素,这是一个在设计中需要优化的参数。水解池依据水力停留时间进行设计时,反应器体积可根据停留时间计算。
(1)反应器的高度
选择适当高度的原则应从运行上的要求和经济方面综合考虑。从运行上选择反应器的高度要考虑如下影响因素:
①高流速增加系统扰动,因此增加污泥与进水有机物之间的接触;
②过高的流速会引起污泥流失,为保持足够多的污泥,上升流速不能超过一定的限值,从而反应器的高度也就会受到限制;
③土方工程随池深(或深度)增加而增加,但占地面积则相反;
④高程选择应该使得污水(或出水)可以不用提升或降低提升高度;
⑤考虑气候和地形条件,池子建造在半地下可减少建筑费用和保温费用;
⑥反应器的经济高度(深度)一般是在4-6m之间,在大多数情况下这也是系统最优的运行围。
(2).反应器的面积和反应器的长、宽度
高度确定后,可以计算出反应器的截面积。
在确定反应器的容积和高度后,对矩形池必须确定反应器的长和宽。
在反应器面积一定的条件下,正方形池周长比矩形池小,从而矩形反应器需更多的建筑材料;从布水均匀性和经济性考虑,单个矩形池的长/宽比在2:1以下较为合适。长/宽比在4:1时费用增加十分显著;采用公用壁的(或多组)矩形池,池的长宽比对造价有较大的影响,但是影响因素相应增加,这是一个在设计中需要优化的参数。从目前的实践看,反应器的宽度<10m(单池)是成功的。反应器长度在采用管道或管道布水时不受限制。
(3).反应器的升流速度
① 反应器的高度与上升流速(v)之间的关系表示如下:
v=Q/A=V/(HRT·A)=H/HRT
式中V、A表示反应器的容积和截面积。
②水解反应器的上升流速v=0.5-1.8m/h
③最大上升流速在持续时间超过3h的情况下vmax≤1.8m/h
(4).反应器的分格
采用分格的反应器对运行操作和管理是有益的。首先分格的反应器的单元尺寸减小,可避免单体过大带来的布水均匀性问题;同时多池有利于维护和检修,可放空一池进行检修而不影响整个厂的运行。
(5).反应器的配水系统
水解池良好运行的重要条件之一是保障污泥和废水之间的充分接触,因此系统底部的布水系统应该尽可能地均匀。水解反应器进水管的数量是一个关键的设计参数,为了使反应器底部进水均匀,有必要采用将进水均匀分配到多个进水点的分配装置。一个进水点服务的最大面积是应该进行深入研究的问题。
适当设计的进水分配系统对于一个运转良好的水解系统是至关重要的。水解池进水系统有多种形式,进水系统兼有配水和水力搅拌的功能,为了保证这两个功能的实现,需要满足如下原则[2]:
①确保各单位面积的进水量基本相同,以防止短路等现象发生;
②尽可能满足水力搅拌的需要,保证进水有机物与污泥迅速混合;
③很容易观察到进水管的堵塞状况;
④当发现的色后,很容易被清除。
⑤管道设计
采用穿孔管布水器(一管多孔或分枝状)时,不宜采用大阻力配水系统,需考虑设反冲洗装置,采用停水分池分段反冲。用液体反冲时,压力为100-200kPa,流量为正常进水量的3-5倍;用气反冲时,反冲压力大于100kPa,气水比(5-10):1。
5) 生物接触氧化池
淹没式生物滤池亦名生物接触氧化池,它相当子在曝气池中填装了填料,也相当于生物滤池浸没于污水中工作。它具有容积负荷高,停留时间短,有机物去除效果好,运行管理简单和占地面积小等优点。它可以用于二级生物处理,也可用于三级生物处理;可以在好氧条件下去除有机物,也可在厌氧条件下脱氮。其最大隐患是填料的堵塞,要恰当设计才能避免。
淹没式生物滤池有鼓风曝气式和表面曝气式两种形式。后者气液冲刷力小,污水浓度高时往往引起填料堵塞,所以适于处理BOD5在100mg/L以下的低浓度污水。而鼓风曝气式则为一般常用的形式。
淹没式生物滤池的填料有所谓硬性的、软性的和半软性的等多种形式,其中以蜂窝型硬性填料应用较多。
(1)特点:
①处理效率较高。作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥的特点,而且起单位体积生物的数量比活性污泥法多,生物活性高;此外,底物和产物的传质速度快。因而处理效率高,缩小了处理池容积和占地,节省了基建费用。
②工艺适用范围广泛。无论是污染物的浓度高或浓度低,生物接触氧化法都能适应。尤其是对微污染的饮用水水源,生物接触氧化法能有效地去除水中的氨氮和微量有机物,而活性污泥法缺爱莫能助。
③没有污泥膨胀和污泥回流,管理简便。由于我国废水处理特别是工业废水处理领域中的操作技术水平、管理水平都有待于提高,所以,运转管理条件往往是影响处理方法选择的重要因素。而操作比较简单的生物接触氧化法正是人们乐意接收的方法之一。
④耐冲击,适应性较强。由于在填料上生长着大量的微生物膜,对负荷的变化适应性较强,尤其是采用多级或多段的工艺流程,可保障有稳定的出水水质。同时,在间隙运行的条件之下,仍有一定的效果。因此,这对于排水不均或者生产不稳定的工业企业以及电力供应尚不充分的地区更具有实用意义。
⑤挂膜简单,启动快。一般地,配制好的氧化池混合液只需经2~3d曝气就可以挂膜,再经20d左右的驯化和培养便可以达到正常运行能力,即使在运行中断后,只需很短几天就能回复到正常处理效果。
⑥节能效果明显。尤其在城市废水处理中,废水处理电耗是常规活性污泥法的1/5。
⑦污泥产量少,如与水解工艺合理组合,或将污泥单独水解后回流到氧化池中,有实现污泥少排放或零排放的可能。
(2).缺点:
①填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高,则生物膜数量多;反之亦然。因此不能像活性污泥法那样,通过污泥回流量和回流点的变化来灵活地调节生物量和装置的效能;但如果与活性污泥法联合,形成复合反应器,有可能弥补此缺陷。
②生物膜量随负荷增加而增加,负荷过高,则生物膜过厚,在某些填料中易于堵塞。所以,在某些多孔填料中,必须要有负荷允许的上限和必要的防堵塞冲洗措施。
③由于填料设置使氧化池的构造较为复杂,均布曝气设备的安装和维护不如活性污泥法来得便。
④填料的性能是生物接触氧化法工艺的关键,同时填料的使用寿命又直接影响到工艺的运行费用。因此,如果填料选用不当,会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
(3).浸没式生物滤池设计中常采用如下数据和措施;
①池子个数或分格数不少于2,并按同时并联工作设计。
②设计污水量按平均日污水量计算。
③填料的容积负荷理应通过试验确定。当无试验资料时,对于生活污水及其类似的污水,容积负荷可取1000~1800gBOD5/( m3·d)。
④进水BOD5浓度以100~250mg/L为好。
⑤污水在滤料内的有效接触时间为1~2h。
⑥填料层总高度一般为3m,对蜂窝填料等为了支持和维修方便、应从下到上分几段填装,每段高度lm左右。
⑦为防止堵塞,蜂窝填料的孔径应不小于25mm。
⑧为保证布水均匀,每格滤池面积一般应不大于25m2。
⑨池中溶解氧含量应维持在2.5~3.5mg/L之间,供气量与进水量之比为10:1~15:1。
(4)填料
生物接触氧化池常用填料有硬性填料、弹性填料和软性填料等三种类型。硬性填料有蜂窝形、球形和波纹板型多种,一般用塑胶或玻璃钢制成。其优点是比表面积较大,空隙率大(一般都在98%左右),质轻高强.管璧光滑无死角,生物膜易于脱落等。其缺点是价格较高,当设计或运行不当时,填料易于堵塞,尤其是在两层填料的接合处。因此一般应采取分层充填,上下两层间留有200~300mm间隙,使水流在层间再次分配,形成横流和紊流,有助于避免填料堵塞。早期的接触氧化池多采用蜂窝型填料。
弹性填料是近年来发展起来的一种新型填料,它由弹性丝和中心绳组成。弹性丝由聚丙烯和助剂制成,具有强度高、耐腐蚀、耐老化和寿命长等优点。由弹性丝组成的弹性填料分柱状型和平板串型两种,该填料具有比表面积大、孔隙率高、充氧性能好、价格较低等特点。目前国内接触氧化他采用较多。
软性翻科由化学纤维,如维纶、睛纶、涤纶和锦纶纤维与中心绳制作面成。纤维丝在水中处于自由漂动状态。具有不易堵塞和价格低廉的优点。但此种填料容易产生断丝和结球而形响处理效果。
综上所述采用两座一段式生物接触氧化法,每座分为八格,单格生物池内分三层,每层一米的高度,曝气采用鼓风曝气的方式,填料采用蜂窝型玻璃钢填料。
6) 混凝沉淀法
(1).混凝沉淀的作用
混凝法是印染废水处理的一种重要处理方法。用于印染废水处理,可有效除去水中疏水性染料物质及部分亲水性染料物质;作为生物处理的预处理,可大大减轻后续生物处理的压力;作为生物处理的后处理,可去除水中残存染料物质,以降低废水的色度。混凝法可去除多种高分子物质、胶状有机物、重金属有毒物质,如汞、镉和铅等,以及导致水体富营养化的物质,如磷等可溶性无机物。此外,还可以作为污泥机械脱水前的调质处理,以改善污泥的脱水性能。
印染废水中含有大量染料、助剂和浆料、洗涤剂和其他化学药剂,其中染料多数呈胶体状态,采用混凝法处理效果显著。
(2).混凝的原理
压缩双电层:所谓压缩双电层是指向分散系中投加可产生高价反离子的电解质,通过增大溶液中反离子浓度,降低扩散层厚度,使胶体粒子的ξ电位降低的过程。这种作用特别使用于无机盐混凝剂提供的简单离子的情况,如Al3+、Fe3+等。
电性中和:胶粒表面对电性相异的胶粒,离子或脸子状分子带异好号电荷的部位的吸附,会中和电位离子所带电荷,导致静电斥力减少,电动电位降低,从而使胶体的脱稳和凝聚易于发生
吸附架桥:吸附架桥是指在悬浮液中加入链状高分子化合物,由于其架桥作用而使悬浮液中的胶体粒子脱稳的现象。高分子絮凝剂具有线性结构,可被胶体微粒强烈吸附,在相距较远的两颗粒间吸附架桥,使颗粒结大,形成粗头絮凝体。
沉淀物网捕:向废水中投加含金属离子的化学凝聚剂,当药剂投加量和溶液介质的条件足以使金属离子迅速生成金属氢氧化物沉淀或金属碳酸盐沉淀时,所生成的难溶分子就会以胶体或细微悬浮物作为晶核形成沉淀物,或是对其产生吸附作用,从而实现对水中胶体和细微悬浮物的网捕。
7) 浓缩池
污泥处理系统产生的污泥,含水率很高,体积很大,输送、处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容,使其体积减小为原来的几分之一,从而为后续处理或处置带来方便。首先,经浓缩之后,可使污泥管的管径减小输送泵的容最减小。浓缩之后采用消化工艺时,可减小消化池容积,并降低加热量;浓缩之后直接脱水,可减少脱水机台数,并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。
污泥浓缩使体积减小的原因,是浓缩将污泥颗粒中的一部分水从污泥中分离出来。从微观看,污泥中所含的水分包括空隙水、毛细水、吸附水和结合水四部分。空隙水系指存在于污泥颗粒之间的一部分游离水,占污泥中总含水量的65% -85%之间;污泥浓缩可将绝大部分空隙水从污泥中分离出来。毛细水系指污泥颗粒之间的毛细管水,约占污泥中总含水量的15%一25%之间浓缩作用不能将毛细水分离,必须采用自然干化或机械脱水进行分离。吸附水系指吸附在污泥颗粒之上的一部分水分,由于污泥段粒小,具有较强的表面吸附能力,因而浓缩或脱水方法均难以使吸附水与污泥颗粒分离。结合水是颗粒内部的化学结合水,只有改变颗粒的内部结构才可能将结合水分离。吸附水和结合水一般占污泥总含水量的10%左右,只有通过高温加热或焚烧等方法,才能将这两部分水分离出来。
污泥浓缩主要有重力浓缩,气浮浓缩和离心浓缩三种工艺形式。国内目前以重力浓缩为主,但随着氧化沟、A2/O等污水处理新工艺的不断增多,气浮浓缩和离心浓缩将会有较大的发展。事实上,这两种浓缩方法在国外早已有了非常成熟的运行实践经验。
(1).浮选浓缩池:适用于浓缩活性污泥以及生物滤池等较轻的污泥,并且运行费用较高贮泥能力小。
(2).重力浓缩池:用于浓缩初沉池污泥和二沉池的剩余污泥,只用于活性污泥的情况不多。
(3).离心浓缩:适用于不适合重力浓缩的污泥,由于其靠离心力浓缩,且为封闭结构,故效果较好。但运行成本较高。
综上所述,本设计采用间歇式重力浓缩池。
8) 污泥脱水
污泥脱水的方法有自然干化、机械脱水及污泥烧干、焚烧等方法。本设计采用机械脱水,采用板框式压滤机,脱水后的污泥运到垃圾填埋场进行卫生填埋。

Ⅵ 印染废水的我国现状

纺织工业发展主要阻碍之一是环保节能(低碳)问题,环保的主要问题是废水,而约80%纺织废水来自于印染行业。统计数据显示,2008年纺织工业废水排放量23亿吨,居各工业行业第3位,占全国工业废水排放量的10.60%。纺织工业排放废水中化学需氧量(CODCr)排放量31.4万吨,居各工业行业第4位,占全国工业废水CODCr的7.76%。该数据是对规模以上企业的统计数据,实际数据可能要大很多。实际上印染行业是以中小企业为主的竞争性行业,中小企业比重占99.6%,非公有制企业占95%,大量小企业数据并未统计在内。若以纤维加工量的70%需进行印染加工计,则年排放废水约在30亿吨左右。
印染厂废水处理的问题分析
印染厂废水处理成功的实例较多,但是成效不佳的也不少,其原因大致有以下几种情况:(1)印染厂未分析自身废水特质(水质、水量),照搬他厂经验,结果往往不理想。(2)将城市污水处理的设计规范,用于印染废水处理,仅仅改变一些参数,造成很大的损失。特别是在早期,大型印染厂废水集中处理,都由大型设计院负责,而其对印染废水性质不够深入了解,造成很大损失。(3)新技术、新工艺、新药剂未经中试,直接用于工程,造成很多失败。新技术多应经过小试、中试,才能用于工程,一般试规模是工程水量的3%~5%,即最多放大20倍左右。实验室研究成果直接用于工程,难有成功案例。工程应该采用最成熟、最稳妥的技术。(4)生产工艺相近的废水,可采用相似的处理工艺,但也要根据水质、水量适当调整技术参数,保证处理水平。(5)实际运行技术和管理技术不当,未根据废水变化作适当调整,也是运行不稳定的原因。
仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000~3000mg/L,从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右,甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战;传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。

Ⅶ 染料废水处理设计方案

染料品种数以万计,印染加工过程中约有10%~20%的染料随废水排出,每排放1t染料废水,就会污染20t水体。废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,造成视觉上的污染。染料废水是难处理的工业废水之一,具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大的特点。大多数染料为有毒难降解有机物,化学稳定性强,具有致癌、致畸、致突变作用;直接危害人类健康,还严重破坏水体、土壤及生态环境,造成难以想象的后果。有效解决染料废水治理问题是消除印染行业发展瓶颈的关键所在。
1 、染料废水及其污染
染料工业污染中尤以染料废水的污染问题最为突出。近些年来,我国每年污水排放量达390多亿吨,其中工业污水占51%,而染料废水又占总工业废水排放量的35%,而且还以1%的速度在逐年增加。每排放1t染料废水,就能造成20t水体的污染。各行业中,印染纺织业的COD排放量排在第4位,而且排放比重还在逐年增加。“三河三湖”中,染料废水对太湖、淮河流域造成的污染状况尤其严重。
染料废水主要来自于染料及染料中间体的生产企业,由染整过程中排放出的染料、浆料、助剂等组成。随着印染工业的迅猛发展,染料废水已成为水体中几种最主要的污染源之一。目前世界染料年产量约为(8~9)x105t。我国是纺织品生产和加工大国,纺织品出口额已多年来列居世界首位,每年的染料生产量达1.5×105 t,其中大约10%~15%的染料会直接随废水排入水体中。
染料废水色度高、水量大、碱性大、组成成分复杂,属于比较难处理的工业废水之。染料是染料废水中的主要污染物,带有各类显色基团(如-N=N-,-N=O等)和部分极性基团(-SO3Na,-OH,-NH2),成分复杂,大多数是以芳烃和杂环为母体,属较难降解的有机污染物,也是我国各大水域的重要污染源。
大多数有机染料化学稳定性强,具有三致(致癌、致畸、致突变)作用,是典型有毒难降解有机污染物。此外,废水中的染料能吸收光线,降低水体的透明度,对水生生物、微生物的生长不利,并且降低了水体的自净能力,同时导致视觉污染,严重破坏水体、土壤及生态环境,直接和间接地危害人类身体健康。
2、 染料废水的处理方法
对染料行之有效的降解和处理技术是治理染料废水的重要前提。针对大多数染料化学性质稳定、难以降解的特点,各国科学家都高度重视染料及染料废水的降解和处理方法的研究。随着科技进步以及污染治理技术的不断发展,人类也找到了很多行之有效的处理染料废水的方法,概括起来不外乎物化法、生物法、物化一生物联合法。
2.1 物化法
2.1.1 混凝沉降法
混凝沉降法是目前处理染料废水效果比较稳定、工艺较为成熟的方法。普遍接受的机理有桥联作用、压缩双层、网捕和电中和作用。混凝剂自身特性决定了其沉降性能的好坏,很多环境因素包括温度、pH和Eh等则可能对沉降功能起促进或抑制作用。近年来,IPF(无机高分子絮凝剂)成为研究混凝絮凝行为和机理的热点。与普通的混凝剂相比,IPF能形成更多的有效絮凝的形态A13+。混凝法的主要研究方向是开发有效混凝剂,尤其是有机一无机复合混凝剂。
张凯松等人副研制的无机一有机复合混凝剂,对染料废水的处理效果比聚合氯化铝(PAC)更为明显。吴敦虎等人¨列对利用硼泥复合混凝剂处理染料污水的研究结果表明:当剂量为0.3~0.6 g/L,pH值为4.0~11.5时,脱色率达到92%以上,优于PAC。
2.1.2膜分离法
膜分离技术具有工艺简单、低能耗、不对环境产生污染的优势。通过自行研制醋酸纤维素(CA)纳米滤膜,郭明远等人指出:CA纳滤膜对活性染料废水的处理和回收染料效果明显。掺入活性炭填充共混的改性壳聚糖超滤膜,适当交联后对酸性红染料废水的最大脱色截留率达98.8%。冯冰凌等人采用壳聚糖超滤膜处理染料废水,脱色率超过95%,COD去除率达80%左右。吴开芬u引利用超滤法对靛蓝染料的废水进行处理,可实现染料的高浓度溶液的直接回用,透过液则可作为中性水被再循环利用。Soma等人mo利用氧化铝微滤膜,对不溶性染料废水进行过滤时的截留率高达98%。
由于膜污染、浓差极化和过快的更换频率,加之膜的价格较贵,使得膜分离技术处理染料废水的成本过高,大大限制了膜分离技术在染料废水治理行业的应用和推广。
2.1.3催化氧化法
催化氧化法是通过催化作用加快体系中氧化剂的分解,并使之与水中有机物迅速反应,在较短的时间内致使有机污染物氧化降解。针对采用高级化学氧化法和好氧生物处理法处理分散染料废水时效果不太理想这一问题,周建等人采用催化氧化法对内电解处理后不能达标的染料废水进行处理,不仅日处理蒽醌系列分散染料达2500t,还降低了内电解处理后未达标染料废水的色度和COD值,大大减少了运行费用。ArslanLt引采用Fe2+催化臭氧氧化法对分散染料废水进行处理,研究结论指出,单独采用臭氧(应用剂量为2300 mg/L)氧化法时,只在pH=3的条件下有一定的降解效果,脱色率也只有77%,COD的去除率仅为ll%;但采用Fe2+絮凝、臭氧氧化和Fe2+催化臭氧氧化相结合的方法处理时,Fe“使用剂量为0.09~18 mmol/L、染料废水pH值为3—13的范围内,脱色率达到了97%,对COD的去除率也提高到54%。
2.1.4 Fenton试剂法
以Fe3+或Fe2+为催化剂,在H202存在时产生的强氧化性,能使许多有机分子氧化,而且反应体系不需要高温高压,反应条件不苛刻,反应设备也比较简单,适用范围较广。陈文松等人利用低剂量Fenton氧化一混凝法处理模拟和实际染料废水的研究结论指出,该方法对处理同时含有亲水性和疏水性染料、成分复杂的染料废水特别适合,而且操作方便、运行成本不高。近年来一些学者把紫外光(uV)、草酸盐等也引入Fenton法中,使得Fenton法的氧化能力大大提高,处理效果也更加显著。K.Swaminathan等人心川就光助Fenton体系对偶氮染料活性橙-4进行了脱色研究,其研究结论指出,光助Fenton体系降解能力远强于一般Fenton体系。
Fenton法的不足之处在于:氧化能力相对较弱,出水因含大量铁离子而显色。近年来,铁离子的固定化技术,成为Fenton氧化法的重要方向。
2.1.5 光氧化法
光氧化法是利用光化学反应降解污染物,包括无催化剂和有催化剂参与2种,前者也称光化学氧化,后者又称光催化氧化。光降解通常是指有机物在光的作用下,逐步氧化成低分子中间产物,最终生成CO2、H20和其他一些离子,如PO43-、NO3-、Cl-等。有机物的光降解过程可分为直接光降解和间接光降解。直接光降解是指有机物分子吸收光能后进一步发生化学反应。间接光降解则是周围环境存在的某些物质吸收光能形成激发态后,再诱导有机污染物产生一系列的氧化降解反应,它在处理环境中难生物降解的有机污染物时更为有效。
2.1.6臭氧氧化法
臭氧的氧化能力极强,除分散染料外,它能够破坏有机染料的发色或助色基团而具有一定的脱色作用。H.Y.Shu等人对8种偶氮染料在单独O3,氧化和UV/O3氧化作用下的降解进行了比较,研究结果表明,可能是因为染料废水色度过深,吸收了大部分紫外光,引入UV后有机染料的降解速度并没有明显加快。史惠祥等人口刮利用臭氧降解偶氮染料阳离子红x-GRL的研究结论中指出,臭氧对染料的脱色以直接氧化为主。
由于臭氧在水中的溶解度较低,如何更有效地提高臭氧在水溶液中的溶解量,已成为研究臭氧氧化技术的热点和关键。此外,臭氧的使用会产生一些副产品,尤其要重视的是羰基化合物中的甲醛、乙醛等醛类,因这类物质具有急性和慢性毒性和一定的致癌、致畸、致突变性,容易导致二次污染,另外,臭氧发生器的成本相对较高,因此单独使用不够经济。

2.1.7 超声氧化法
随着超声化学的研究深入,超声氧化法被认为是一种清洁且具良好应用前景的方法,成为处理水污染的一项有效技术。超声波作用下产生的声空化效应形成的高温高压促使空化气泡内部的水蒸汽与其他气体发生离解产生自由基,引发超声化学反应的进行。N.Ince等人对pH和染料分子结构对超声降解效率的影响研究表明:pH对染料的降解有重要影响,降解程度随pH的减小而增加;分子质量越小,结构越简单,且具有偶氮基临位羟基取代基的染料分子越易被降解。G.Tezcanli—Gtiyer等人刚发现羟基自由基首先进攻染料的发色基团,染料的脱色过程快于芳香环的破坏过程。J.Ge等人研究也指出,引入超声能有效加快染料的降解,并提高矿化速率。
2.1.8 电化学法
电化学处理技术近年来进展很快,原基础上增加了氧化、光催化氧化或催化氧化的协同作用,微电解技术的局限性问题得到了较好地解决。周光元等人处理含盐染料废水的研究表明,处理过程中余氯的产生对脱色和去除COD起关键作用,电解l h后,脱色率可达85%,COD的去除率也达到99.8%。章婷曦等人采用内电解-催化氧化-氧化塘法处理染料废水时COD的去除率和脱色率都超过95%。祁梦兰等人采用微电解一催化氧化一飞灰吸附的组合工艺处理活性染料废水脱色率达99.9%,COD去除率在95%以上。
目前,电化学方法主要应用在去除具有生物毒性的有机污染化合物方面,这种方法最具吸引性的一大特点是能发挥电化学方法所特有的电催化性能,可以有选择性地将有机污染物降解到某一特定程度。此外,电化学方法与其他处理方法有较好的协同性,可实现联用,达到理想的处理效果。但是,利用电化学法彻底降解水中的有机污染物设备投入过高,而且需要消耗大量能源。
2.2 生物法
生物处理法是通过生物菌体的絮凝、吸附功能和生物降解作用,对染料进行分离和氧化降解。生物絮凝和生物吸附并不使染料发生化学变化。而生物降解过程则是利用微生物酶等的作用对染料分子进行氧化或还原,破坏染料的发色基团和不饱和键,并通过一系列氧化、还原、水解、化合等过程,将染料分子最终降解成为简单的无机物,或转化成各种微生物自身需要的营养物或原生质。生物处理法有好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧联合处理3种。
针对传统的生物处理法对纺织、染料废水中的有机染料不能起到有效的处理作用这一实际情况,一些学者近些年来着力研究开发厌氧一好氧联用技术,并取得了意想不到的效果。一些研究表明,同时应用好氧法和厌氧法,通过实现优势互补,很多好氧生物法不能氧化降解或降解程度有限的有机染料,通过厌氧法都能实现不同程度的降解。
作为实用的水污染处理技术之一,微生物处理染料废水的开发和研究已有多年的历史。微生物脱色降解机理非常复杂多样,很多降解过程和反应机制还很不清楚,有待不断探讨。
由于对各种有毒有害的、难以降解的、在环境中宿存的异生物质具有低耗、高效、广谱、适用性强的生物降解作用,以黄孢原毛平革菌为代表的白腐真菌成为治理多种污染物的有效武器,近些年来发展起来的真菌技术被很多学者称之为创新环境生物技术。可能是由于其在次生代谢阶段产生的木质素过氧化酶和锰过氧化酶的作用,许多白腐真菌对染料有广谱的脱色和降解能力。培养条件对白腐真菌脱色及降解活性有较大的影响。Conneely等人认为,白腐真菌对一些染料废水,如Rem.azol绿蓝G133、酞菁染料、Everzol绿蓝和Heli.gon蓝等生物吸附作用较强,并通过胞外酶的代谢作用使染料脱色降解。
利用微生物对染料废水进行处理的发展方向之一是选育和培养高效降解工程菌。微生物对有机染料的脱色、降解,以前多集中在兼性厌氧菌,如芽孢杆菌、假单胞菌和一些光合细菌,近年来逐渐筛选到了不少新品种。一些学者采用假单胞菌属对多种印染工业废水进行处理,研究结果表明,食油假单胞菌对其中的甲基橙、B15染料的脱色率都能达到80%以上,并且在高浓度染料环境中,食油假单胞菌表现出很强的耐受性。
20世纪80年代初,固定化微生物技术成为国内外有机工业废水处理的研究热点。这种技术是将可降解染料的微生物固定在特定载体的表面,提高微生物降解效率。用于固定化的微生物有单一和混合等多种方式。相关研究指出,混合菌脱色降解作用更好。随着固定化脱色菌载体技术的发展,脱色降解反应时问也在大大缩短。
生物强化技术是在生物处理体系中投加具有特定功能的微生物来改善原有处理体系的处理性能,用于对难降解有机物的去除。实施生物强化技术的途径主要有:投加高效降解的微生物;投加遗传工程菌(GEM);对现有处理体系的营养供给进行优化,通过添加基质或底物类似物质,来刺激微生物的生长或提高其活力。
膜生物反应器也是近些年来发展起来的一种新型污水处理技术。最早应用于发酵工业,20世纪80年代,膜生物反应器技术引起了学术界高度重视。膜技术能截流生物体,减少出水中所含的生物。通过无泡鼓气、膜生物反应器使氧的利用最大化。近年来,膜生物反应器已成功地应用于处理水道污水、粪便污水和垃圾渗滤液,并开始应用于处理染料废水。很多学者认为,含酶膜生物反应器将是未来处理染料废水的重要方向。由于膜制造费用高且易堵塞,膜生物反应器技术在水处理领域全面推广还受到了一定限制。
尽管生物法得到了很大发展,但随着染料废水的可生化度降低,受到微生物对营养物质、pH值、温度等条件有苛刻要求的限制,在实际应用处理染料废水时,生物法很难适应染料废水水质波动大、染料种类多、毒性高的实际状况。如微生物的高效化及固定化等生物强化技术。许多专家和学者都致力于高效降解菌的筛选和基因工程菌的构建等研究工作,实现利用大自然现有的丰富资源来为人类服务,但是实践表明,新开发的高效菌应用于染料废水的处理时,并不一定能够完全达到预期的强化作用。此外,微生物本身还存在着安全性问题,高效菌与基因工程菌流落到自然环境中,可能对自然环境和生态平衡造成威胁,因而,这些生物方法的应用必须事先经过严格的环境安全性检查和评估。同时,微生物对染料的降解机理以及微生物的代谢机制还需要进一步研究和探讨。

Ⅷ 印染废水处理工艺

政策规定印染行业的废水回用率必须要达到60%,现有的废水处理工艺,生化尾水COD超标,达不到回用标准,现在企业生产废水进污水处理厂继续处理。

根据企业生产需要,海普对1000t生化尾水进行工艺设计,采用海普的吸附工艺处理该废水,能达到回用要求,在解决企业废水处理难题的同时,减少了废水委外处理的费用和补加新水的费用,有明显的经济效益。

采用海普的吸附工艺处理COD废水时,将废水预先过滤去除其中的悬浮和颗粒物质,然后进入吸附塔吸附,吸附塔中填充的特种吸附材料能将废水中的有机物吸附在材料表面,使出水持续达标排放。

吸附饱和后,再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理,使吸附材料得以再生,如此不断循环进行。

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