張家港染色廢水處理設(shè)備一體化污水凈化裝置

染色行業(yè)是典型的高耗水產(chǎn)業(yè)每年需消耗近億噸的工藝用軟化水。染色廢水來(lái)源及污染物成分十分復(fù)雜，具有水質(zhì)變化大、有機(jī)物含量高、色度高（主要為有色染料）等特點(diǎn)，直接排放對(duì)人類健康和生存環(huán)境帶來(lái)極大危害，同時(shí)造成水資源的浪費(fèi)。隨著國(guó)家和社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日益重視和對(duì)可持續(xù)發(fā)展的要求，傳統(tǒng)的處理方法已越來(lái)越難以滿足生產(chǎn)和環(huán)保的要求。

染色廢水主要含有染料、料漿、染色助劑及纖維雜質(zhì)、油劑、酸、堿及無(wú)機(jī)鹽等，成分復(fù)雜且排放量大，色度高、堿度大、PH較高，生物難降解物多及多變化，被為是最難治理的主要有害廢水之一?；炷ㄌ幚碛∪緩U水具有處理效果良好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而成為處理工業(yè)廢水的重要手段。

染料廠污水的排放量大，一直以來(lái)是環(huán)保治理工作中的一項(xiàng)重點(diǎn)，染料廠污水處理技術(shù)在近年來(lái)也有所突破。下面漓源環(huán)保帶您一起了解應(yīng)用在染料行業(yè)中的污水處理技術(shù)。

染料廠污水具有色度大、有機(jī)污染物含量高、組分復(fù)雜、水質(zhì)變化和生物毒性大，以及難生化降解，并朝著抗光解、抗氧化的方向發(fā)展等特點(diǎn)，使染料廠污水處理的難度進(jìn)一步加大。

目前常見(jiàn)的染料廠污水處理技術(shù)有生物處理法、化學(xué)絮凝法、化學(xué)氧化法、吸附法和電化學(xué)法等方法。

生物處理法可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。好氧處理法雖然對(duì)BOD的去除率較高，但對(duì)復(fù)雜大分子物質(zhì)降解效果較差，僅單純采用好氧生物處理，其出水難以達(dá)標(biāo)。相對(duì)于好氧處理法而言，厭氧生物處理法在一定條件下能夠?qū)?fù)雜大分子物質(zhì)有明顯的降解效果，但厭氧法處理工業(yè)廢水經(jīng)常伴隨著腐臭味，且單獨(dú)運(yùn)用厭氧處理法處理染料廠污水效果也不理想，仍難以達(dá)標(biāo)排放。因此在染料廠污水處理中往往是物理化學(xué)處理法和生物處理法相結(jié)合起來(lái)處理。

絮凝法可使富集在廢水中的發(fā)色物質(zhì)分離、去除?；瘜W(xué)氧化法是借助氧化作用破壞染料的共扼體系或發(fā)色基團(tuán)是染料脫色處理的方法，是染料廠污水脫色降解的主要方法之一。吸附脫色的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過(guò)程保留了染料的結(jié)構(gòu)。電化學(xué)法是利用電極產(chǎn)生的氧化還原劑破壞染料分子結(jié)構(gòu)而使染料脫色降解的方法。

酸性染料主要用于羊毛、蠶絲和錦綸等染色，產(chǎn)生的酸性染料污水色度高、污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，污水可生化性差，處理難度大。目前酸性染料污水處理技術(shù)可分為生物處理技術(shù)、物理處理技術(shù)和化學(xué)處理技術(shù)，下面漓源環(huán)保帶您一起了解一些這些污水處理技術(shù)。

生物處理技術(shù)是有機(jī)廢水處理的傳統(tǒng)方法之一，主要是利用各種微生物的生化代謝作用去除廢水中的有機(jī)污染物或轉(zhuǎn)化為無(wú)毒、低毒性物質(zhì)等。目前，生物處理技術(shù)在酸性染料污水處理中的應(yīng)用主要是菌株的馴化與篩選以及生物轉(zhuǎn)化酶等的應(yīng)用。

物理處理技術(shù)是在廢水處理應(yīng)用中比較廣泛的方法之一，也是染料廢水處理中常用的方法，主要有吸附法和分離法等。吸附法是處理酸性染料污水常用的方法之一，主要是利用具有較大比表面積、多孔結(jié)構(gòu)的材料或材料表面的極性基團(tuán)來(lái)吸附水中的特定污染物。

化學(xué)處理技術(shù)是采用氧化還原、溶解沉淀等一系列化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程來(lái)去除水中污染物或?qū)⑽廴疚餃p毒、降毒的方法。常用的酸性染料污水化學(xué)處理技術(shù)有混凝沉淀法和深度氧化法等?；炷恋矸ǔＳ糜谌玖蠌U水的預(yù)處理環(huán)節(jié)，深度氧化法對(duì)反應(yīng)環(huán)境要求不高，污染物降解速率快，被譽(yù)為綠色水處理技術(shù)。

印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產(chǎn)品在預(yù)處理、染色、印花和整理過(guò)程中所排放的廢水。印染廢水成分復(fù)雜，主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團(tuán)(如—N═N—、—N═O)及極性基團(tuán)(如—SO3Na、—OH、—NH2)。染料分子中含較多能與水分子形成氫鍵的—SO3H、—COOH、—OH基團(tuán)如活性染料和中性染料等，染料分子就能全溶于廢水中；不含或少含—SO3H、—COOH、—OH等親水基團(tuán)的染料分子以疏水性懸浮微粒形式存在于廢水中；含少量親水基團(tuán)但分子量很大或不含親水基團(tuán)的染料分子，在水中常以膠體形式存在。 印染廢水中還常帶有以下助劑：①中性電解質(zhì)如NaCl、Na2SO4等；②酸堿調(diào)節(jié)劑如HCl、NaOH或Na2CO3；③表面活性劑；④膨化劑如尿素等；⑤膠粘劑如改性淀粉、脲醛樹(shù)脂、等；⑥穩(wěn)定劑如磷酸鹽等。印染廢水成分復(fù)雜、色度大、COD高，并向著抗氧化、抗生物降解方向發(fā)展，已成為我國(guó)各大水域的重要污染源。當(dāng)前，疏水性或不溶于水的染料廢水脫色已基本解決，難點(diǎn)在于許多親水性或水溶性染料廢水的脫色，而這也正是當(dāng)前的較難處理的工業(yè)廢水之一。印染廢水脫色主要是脫除廢水色度即染料分子和COD，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的脫色方法主要有以下幾種。

1.2.1吸附脫色

吸附脫色技術(shù)是依靠吸附劑的吸附作用來(lái)脫除染料分子的。通常采用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和吸附劑如各種天然礦物(膨潤(rùn)土、硅藻土)、工業(yè)廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等。目前用于吸附脫色的吸附劑主要靠物理吸附，但離子交換纖維、改性膨潤(rùn)土等也有化學(xué)吸附作用。

活性炭是第一個(gè)獲得工業(yè)應(yīng)用且研究得最透徹的固體吸附劑?；钚蕴课⒖锥?、大中孔不足、親水性強(qiáng)，限制了大分子及疏水性染料的內(nèi)擴(kuò)散，適用于分子量不超過(guò)400的水溶性染料分子脫色，對(duì)大分子或疏水性染料的脫色效果較差。由于分子間偶極和變形性(決定誘導(dǎo)偶極大小的主要因素)有很大不同，致使物理吸附也表現(xiàn)出一定的選擇性，如活性炭對(duì)堿性染料廢水脫色率超過(guò)90%，而對(duì)酸性染料廢水脫色率僅30%～40%。作為水處理中廣泛使用的絮凝劑，膨潤(rùn)土已被廣泛用于印染廢水脫色領(lǐng)域，近來(lái)進(jìn)一步研制成多種復(fù)合以及改性膨潤(rùn)土[37]。目前受到廣泛注目的是離子交換纖維，主要用于吸附重金屬及色素[38]且比表面大、離子交換速度快，易再生，對(duì)難處理的活性染料廢水有很好的脫色效果；某些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑如硅藻土復(fù)合凈水劑也已開(kāi)發(fā)[39]，用電廠粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰，對(duì)疏水性和親水性染料廢水均具很高脫色率[40]。

張家港染色廢水處理設(shè)備一體化污水凈化裝置

印染廢水的絮凝脫色技術(shù)，投資費(fèi)用低，設(shè)備占地少，處理量大，是一種被普遍采用的脫色技術(shù)。印染廢水絮凝脫色機(jī)制是以膠體化學(xué)理論為基礎(chǔ)的。就無(wú)機(jī)絮凝劑而言，是鐵系、鋁系等絮凝劑發(fā)生水解和聚合反應(yīng)，生成高價(jià)聚羥陽(yáng)離子，與水中的膠體進(jìn)行壓縮雙電層、電中和脫穩(wěn)、吸附架橋并輔以沉淀物網(wǎng)捕、卷掃作用，沉淀去除生成的粗大絮體，從而達(dá)到脫色目的。對(duì)于有機(jī)高分子絮凝劑而言，除了電中和與架橋作用外，可能還存在類似化學(xué)反應(yīng)成鍵的絮凝機(jī)制。對(duì)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑改性，引入具有絡(luò)合能力的無(wú)機(jī)酸根或有機(jī)官能團(tuán)，逐漸成為水溶性染料廢水脫色的新趨勢(shì)。

無(wú)機(jī)高分子絮凝劑脫色機(jī)制不同于低分子無(wú)機(jī)絮凝劑，開(kāi)發(fā)新絮凝劑也是親水染料脫除的途徑之一，如近來(lái)成為熱點(diǎn)之一的聚硅酸鹽絮凝劑。與此同時(shí)，有機(jī)高分子絮凝劑正在迅速發(fā)展，如淀粉改性陽(yáng)離子絮凝劑對(duì)濁度、色度去除率均在90%以上[41]。

某些物質(zhì)能與染料分子反應(yīng)，掩蔽甚至打斷染料的親水基團(tuán)或破壞染料分子的發(fā)色結(jié)構(gòu)，降低染料分子的水溶性，使其變?yōu)槭杷苑肿踊螂x子。某些具有空軌道的金屬離子如Mg2+、Fe2+、Ca2+，能接受孤對(duì)電子，能與含有孤對(duì)電子的染料分子絡(luò)合生成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子，使染料分子具有膠體性質(zhì)而易被絮凝除去。某些有機(jī)分子也可與染料分子形成絡(luò)合物達(dá)到降低染料分子水溶性的目的，如帶長(zhǎng)鏈的陽(yáng)離子表面活性劑十二烷基二甲基氯化銨對(duì)含磺酸基團(tuán)的水溶性染料廢水[42]。

近年來(lái)發(fā)現(xiàn)氧化亦會(huì)促進(jìn)絮凝，其機(jī)制在于有機(jī)分子在氧化劑作用下發(fā)生一定程度耦合[43]或氧化劑打斷染料分子親水基團(tuán)[44]。對(duì)含陽(yáng)離子染料的印染廢水，以鐵系、鋁系為代表的無(wú)機(jī)絮凝劑對(duì)脫色基本無(wú)效，因?yàn)檫@些無(wú)機(jī)絮凝劑水解生成的聚羥陽(yáng)離子與水體中復(fù)雜染料陽(yáng)離子具有同種電荷，由于同性相斥的原因，凡靠陽(yáng)離子的聚沉作用進(jìn)行絮凝脫色的絮凝劑，包括無(wú)機(jī)絮凝劑，大部分陽(yáng)性高分子絮凝劑，對(duì)陽(yáng)離子染料都自然無(wú)能為力。如果能將水中的染料陽(yáng)離子通過(guò)某種方式轉(zhuǎn)化為陰離子或中性分子，則可用無(wú)機(jī)絮凝劑或陽(yáng)離子高分子絮凝劑除去。據(jù)報(bào)導(dǎo)，國(guó)外采用γ射線輻射絮凝工藝，大大提高了對(duì)陽(yáng)離子染料的去除率。無(wú)論氧化，還是γ射線輻射絮凝工藝，都是將陽(yáng)離子染料變?yōu)橹行曰蜿幮裕龠M(jìn)一步處理而獲得好的脫色效果。

1.2.3氧化脫色

染料分子中發(fā)色基團(tuán)的不飽和雙鍵可被氧化斷開(kāi)、形成分子量較小的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，從而使染料失去發(fā)色能力。氧化法包括化學(xué)氧化、光催化氧化和超聲波氧化。雖然具體工藝不同，但脫色機(jī)制卻是相同的?；瘜W(xué)氧化是目前研究較為成熟的方法。氧化劑一般采用Fenton試劑(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等。

采用Fenton試劑在pH4～5時(shí)催化H2O2生成•OH，使染料氧化脫色，所生成的新生態(tài)Fe2+ 還具有促凝作用。用鐵屑 H2O2處理印染廢水，在pH1～2時(shí)可生成新生態(tài)Fe2+，其水解產(chǎn)物有較強(qiáng)的吸附絮凝作用，可使硝基酚類、蒽醌類印染廢水色度脫除99%以上；用鐵粉 H2O2對(duì)印染廢水脫色時(shí)，當(dāng)鐵粉含量為1g/L、H2O2為1mmol/L、pH2～3時(shí)，脫色效果[45]。光催化氧化法利用某些物質(zhì)(如鐵配合物、簡(jiǎn)單化合物等)在紫外光的作用下產(chǎn)生自由基，氧化染料分子而實(shí)現(xiàn)脫色。如亞甲基藍(lán)溶液[46]及毛紡染整廢水等[47]的光催化脫色及降解；以鐵草酸、鐵檸檬酸或鐵丁二酸絡(luò)合物作催化劑，在紫外光照射下和pH2～4時(shí)進(jìn)行印染廢水脫色實(shí)驗(yàn)，鐵羧酸配合物能生成烷基、羥基等多種自由基使印染廢水氧化脫色[48]；紫外線還可強(qiáng)化 對(duì)重氮染料的脫色效果[45]。鐵草酸鹽絡(luò)合物可用于光解活性艷紅X-3B，其光解機(jī)制也已作了充分論述[49]。超聲波處理印染廢水是基于超聲波能在液體中產(chǎn)生局部高溫、高壓，高剪切力，誘使水分子及染料分子裂解產(chǎn)生自由基，引發(fā)各種反應(yīng)并促進(jìn)絮凝。用超聲技術(shù)降解濃度44.4mg/L酸性紅B水，在投加NaCl約1g/L，處理50min時(shí)，酸性紅B廢水脫色率近90%[50]。

總之，氧化法是一種優(yōu)良的印染廢水脫色方法，但如果氧化程度不足，染料分子的發(fā)色基團(tuán)可能被破壞而脫色，但其中的COD仍未除盡；若將染料分子充分氧化，能量、藥劑量消耗可能會(huì)過(guò)大，成本太高，所以氧化法一般用于氧化絮凝或絮凝氧化工藝。采用氧化絮凝工藝，目的是通過(guò)氧化法將水溶性染料分子變?yōu)槭杷曰蚴龟?yáng)離子染料分子轉(zhuǎn)變?yōu)橹行浴㈥幮苑肿?，以利絮凝除去。反之，采用絮?氧化工藝則是將氧化作為后處理步驟，對(duì)印染廢水做深度處理以進(jìn)一步去除殘余色度及COD。