1、印染废水处理技术研究进展2011-05-05 来源: 常爱荣 ，孙瑾 （来源互联网） 点击次数：843 关键字： 印染废水 处理技术 研究进展 1印染废水处理面临的问题印染行业是工业废水排放大户。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、成份复杂、色度高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。近年来，随着环境污染的加剧以及人们环保意识的提高，我国加大了对印染废水的治理力度，排放标准日益严格。同时，随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中大量应用，难降解、有毒有机成分的含量也越来越多，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大，给印染废水的处理带来了难度。因
2、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。2印染废水处理方法及其研究进展印染废水是以有机污染为主的成分复杂的有机废水，处理的主要对象是 BOD5、不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质。其处理方法有物理处理法、化学处理法和生物处理法三种。2.1物理处理法2.1.1吸附法吸附法是利用吸附剂吸附印染废水中的杂质，从而净化印染废水的方法，特别适合低浓度印染废水的深度处理。吸附剂种类较多，应用最广的为活性炭。活性炭只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能，对去除水中溶解性有机物也非常有效，但是不能去除水中的胶体疏
3、水性染料，且再生费用高。目前，研究的重点主要为开发新的吸附剂以及对传统的吸附剂进行改良。胡文伟等1研究了用“流炭法” 处理印染废水，Ramakrishna 等2研究了有机膨润土和泥煤对染料的脱色作用，效果显著。此外，王湖坤等3研究了吸附氧化联合法处理印染废水，其效果比单独用活性炭处理好。2.1.2膜分离技术膜分离技术是利用膜的微孔进行过滤，运用膜的选择透过性，将废水中的某些物质分离出来，使水质得以净化。该技术是一种新兴的高效分离、浓缩、提纯和净化的技术，具有低能耗、操作简单、可回收有用物质等优点。膜技术主要有超滤、纳滤和反渗透。QinJian-jun 等4运用纳米膜处理印染废水，染料的去除率达
4、99.1%，且70%的印染废水可以得到回用。当前关于膜分离技术的研究主要集中在与其他处理技术的结合方面，形成废水深度处理及回收利用极有前途的物理化学处理新技术。RenataZylla等5运用膜技术生物技术处理活性低温染料印染废水，先运用纳米膜处理废水，色度和 CODCr 降低90%以上，然后通过厌氧生物降解处理，CODCr 的去除率平均达到50%，并且处理的水可以用来进行重复染色。2.1.3超声波技术该方法的原理是废水经调节池加入选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定的振荡频率的激烈振荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、CODCr、苯胺浓
5、度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。目前，超声波技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。2.1.4高能物理法高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质 HO自由基和 H 原子，与有机物质发生作用而使其分解。高能物理法处理印染废水的特点是设备占地小、有机物去除率高、操作简便。但是用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大。若要真正投入实际运行，还需进行大量的研究工作。2.2化学处理法2.2.1絮凝法絮凝法是采用絮凝
6、剂将染料分子和其它各类杂质进行吸附、絮凝、沉降，以污泥形式排出，使印染废水净化的方法，常用的絮凝剂为铁盐、铝盐、镁盐、有机高分子和生物高分子。印染废水的处理效果主要由絮凝剂的效能决定，传统絮凝法对疏水性染料脱色效率很高，但需随着水质变化改变投料条件，对亲水性染料的脱色效果差，CODCr 去除率低，生成大量的泥渣且脱水困难。目前对于该技术的研究，主要集中在选择高效的絮凝剂和有效的脱色絮凝工艺上。潘涌璋等6研究了絮凝水解接触氧化混凝气浮工艺处理印染废水，取得了很好的效果。2.2.2化学氧化法化学氧化法是目前印染废水脱色较为成熟的方法，利用各种氧化剂，把染料基团的不饱和键断开，形成分子质量较小的有机
7、物或无机物，从而使染料失去发色能力。氧化剂一般采用 Fenton 试剂、臭氧、氯气、次氯酸钠等。按氧化剂和氧化条件的不同，可将化学氧化法分为臭氧氧化法和 Fenton 试剂氧化法。臭氧氧化法不产生污泥和二次污染，而且臭氧发生器简单紧凑、占地少，容易实现自动化控制，处理成本高，不适合大流量废水的处理，且 CODCr 去除率低。通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水，而是将它与生物法、混凝法等其他方法相结合，彼此互补以求达到最佳的废水处理效果。赵伟荣等7研究了臭氧与生化组合处理印染废水的工艺，生化物化O3法处理出水的色度指标可完全满足纺织染整工业水污染物排放标准的一级排放要求。此种方法不仅可以提高出
8、水水质，而且可以降低臭氧消耗量。Fenton 试剂氧化处理印染废水，就是利用羟基自由基超强氧化性与有机物发生反应，实现其对难以降解物质的深度氧化。Fenton 试剂通过催化分解产生羟基自由基(OH)进攻有机物分子，并使其氧化为 CO2、H2O 等无机物质。传统 Fenton 试剂氧化法反应条件温和、设备简单、适用范围广，但是氧化能力相对较弱。刘诗燕等8用 Fenton 试剂对鲜红印染废水的处理进行了实验研究。当印染废水的浓度是20mg/L 时，最佳处理条件为：温度为50 ，pH 等于4.5，时间为20min，加药摩尔比(FeSO4H2O2)为13.1，鲜红印染废水的脱色率为97.7% 。随着人
9、们对 Fenton 法研究的深入，近年来又把紫外光(UV)、草酸盐等引入 Fenton 法中，使 Fenton 法的氧化能力大大增强。2.2.3电化学法该技术是利用电解氧化、电解还原、电解絮凝或电解上浮等作用破坏分子的结构或存在状态而脱色，具有设备小、运行管理简单、CODCr 去除率高和脱色好等优点。但是沉淀生成量及电极材料消耗量较大，运行费用较高。传统的电化学法可分为电絮凝法、电气浮法、电氧化法以及微电解法、电解内法等。随着电化学技术的发展，各种高效率反应器的出现会使处理成本大幅下降。2.2.4光化学氧化法光化学氧化法有光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化4种，目前研究和应用较多的是光
10、催化氧化法。该方法是利用一种氧化物半导体发光激发产生电子/空穴对，空穴与H2O 相作用形成 HO，从而氧化有色污染物。该技术能有效地破坏许多结构稳定的有机污染物，几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为 CO2、H2O 等简单无机物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点。但光催化氧化方法对高浓度废水处理效果不太理想。目前关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上，其中 TiO2化学性质稳定、难溶、无毒、成本低，是理想的光催化剂。近年来，TiO2催化剂的掺杂化、改性化成为研究的热点。孙剑辉等9用掺杂纳米 TiO2对难降解废水的处理进行了研究认为掺杂纳米 TiO2可以大大提高 Ti
11、O2的光催化性能。孙柳等 10研究了镧掺杂 TiO2光催化降解酸性红 B 的性能，降解率可达92.9%。2.3生物法2.3.1好氧处理法好氧生物处理是一种在有氧条件下，以好氧微生物为主，使有机物降解的一种方法，又分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥既能分解大量的有机物质，又能去除部分色度，还可以微调 pH，运转效率高且费用低，出水水质较好，适合处理有机物含量较高的印染废水；生物膜法对印染废水的脱色作用较活性污泥法高。好氧生物处理对 BOD5去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和 CODCr 去除率不高。2.3.2厌氧法厌氧法是指在无氧条件下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解的一种方法。厌氧生
12、物处理的目的主要不是降低 CODCr，而是降低可生化性(B/C)。李亚新等11设计的厌氧生物滤池实验取得了较好的效果，色度去除率为60%84%，CODCr 去除率达70%86%，且出水水质稳定。2.3.3厌氧一好氧处理工艺单一的好氧生物处理法只能去除废水中部分易降解的有机物，而无法解决色度问题。为了降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物，开发出了厌氧好氧新型处理工艺：先由厌氧过程中的产酸阶段，去除部分较易降解的有机污染物，将较难降解的大分子有机物分解为较简单的小分子有机物，再通过好氧生物处理过程进一步去除。厌氧好氧法具有除污染效率高、运行稳定和较强的耐冲击负荷能力等特点，相对于其他生物法具明
13、显优势。王峰等12研究了微电解厌氧好氧组合工艺处理染料废水，处理效果好，达到工业水污染物排放一级标准(GB8978 1996)。尤隽等13研究了厌氧 缺氧好氧工艺处理印染废水，处理结果也达到工业水污染物排放一级标准。关键字： 印染废水 处理技术 研究进展 3结语随着印染工艺的发展，新型染料和染料助剂的推广使用，印染废水的处理较过去会更为艰难。传统单一的处理方法往往将难以达到国家规定的排放标准，不同印染废水处理技术的优化组合势必会成为印染废水处理技术的研究重点。参考文献1胡文伟，屠继延，刘娣 “流炭法”处理印染废水J 印染助剂，2006，(2) ：37-382RAMAKRISHNAKR，VIRA
14、RAGH-AVANTTDyeRemovalusinglowcostadsorbentsJWaterScienceTechnology ，1997，36(2)：189-1963王湖坤任静吸附一氧化联合法处理印染废水的研究J印染助剂，2008 ，(2)：28-304QinJJ，OO Maung Htun，KEKRE K ANanofihration for recovering wastewater from a specific dyeing facilityJ，Separation and Purification Technology， 2007，2(56)：199-203 5Renata
15、Zylla，JADWIGA SojkaLedakowicz，EWA Stelmachet a1 Coupling of membrane filtration with biological methods for textile wastewater treatmentJDesalination，2006，198(1/3)：316-3256潘涌璋，陈永进，吴戍元混凝一水解一接触氧化一混凝气浮工艺处理印染废水J印染，2007 ，(7)：31-337赵伟荣，周威明，刘万生，等臭氧与生化组合处理印染废水研究J工业水处理2006，(5)：75-78 8刘诗燕，张艳，陈欣义，等Fenton 法处理印染
16、废水的试验研究J 广东化工，2009，36(8)：166-1679孙剑辉，王晓蕾掺杂纳米 TiO2在难降解废水处理中的研究进展J 工业水处理，2006，(5) ：1-410孙柳，王鹏镧掺杂 TiO2光催化降解酸性红 B 的研究J染整技术，2006，(5)：27-3011李亚新，李莉，马志敏，等塑料孔板波纹填料厌氧生物滤池处理印染废水实验研究J中国给水排水，1995 ， 11(5)：16-6712王峰，龚跃鹏，赵玲玲，等微电解一厌氧一好氧组合工艺处理染料废水J 水处理技术，2007， (11)：60-63 13尤隽，任洪强，严永红厌氧/缺氧/好氧工艺处理印染废水J中国给水排水，2007，(18)
17、 ：63-64印染废水的特点是什么2011-08-02 来源: 印染在线 点击次数：196 关键字： 印染废水 传统的印染生产工艺都是以水为介质的反应(烧毛和机械整理除外), 由于水相反应的不完全性,造成很多的负面效果。无论是练漂染色, 还是印花整理, 反应后都有残留在织物上的染化料等,只能通过反复洗涤才能除净。例如涤棉混纺织物的热熔染色,染后水洗1h 耗水30t 左右。根据粗略统计,每生产万米织物的耗水量为250 400t, 因此一个年产5000 万米的中型印染厂用水就达200万吨左右, 相当于一个数十万人口的城市居民的生活用水。由于这些水只是反应中的介质,并不进入产品结构, 所以应用后又基
18、本上以等量的废水排放。印染生产一直采用水相反应,这是因为棉、毛、丝、麻都是亲水性纤维,所以选择的染化料也都是水溶性的。自从疏水性的合成纤维出现后,如涤纶就和传统的水相反应工艺产生矛盾。初期研究只是如何使涤纶适应水相工艺,如高温高压染色、载体染色等。后来进一步开发出半水相的热熔染色法,最后又成功开发出气相的转移印花方法。这种印花方法完全实现了废水零排放。我们应重视这种对传统的突破现象,这是一个契机,促使我们深入研究更多的气相反应工艺。当前对印染生产工艺发展目标定在少水和无水工艺两者结合上。这不仅能节约用水,减少废水排放, 而且还能节省能源。因为印染生产各工序要水洗,又要不断烘干。印染废水的特点是
19、什么?印染废水的特点是:(1)数量庞大。印染废水的排放量很大,欧洲统计织物和排放废水的重量比是11501 200。我国约为1 2001400。我国纺织工业废水为全国工业废水排放量的第六位,其中80%属印染废水。(2)成分复杂。印染废水含有未反应的染料、颜料(涂料), 带有浓重的色泽,还有未反应的助剂,以及反应后的生成物和织物上的脱落物。更严重的还有致癌和致畸的有机化合物,具有毒性的重金属等。(3)变化无常。废水中的各种成分的组合、性质等,随着市场变化、季节更换、供应更迭等而呈无规律变化。(4)治理困难。印染废水属工业废水中较难治理的一种。由于技术、经济等原因,目前大多数采用的生物物理治理方法只
20、能达到基本排放要求。虽然在色度上略有下降,但对有机物质只是分解成较小物质,对这些分解产物性质很难控制也很难掌握,无法保证对环境不产生危害。(5)处理经济负荷沉重。现行处理方法占地面积大,投资多,治理费用高昂, 以致生产成本居高不下。据估计,废水治理后达到二级排放标准, 则治理费用基本与城市自来水价格相等。如果要达到废水回用要求,治理费用则更高, 故实际运作起来相当困难。目前,印染废水与农业生产不断产生矛盾, 必须引起重视。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
21、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
22、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
23、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本论文转载于论文天下：http:/
