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。染色廢水來源及污染物成分十分復(fù)雜，具有水質(zhì)變化大、有機物含量高、色度高（主要為有色染料）等特點，直接排放對人類健康和生存環(huán)境帶來極大危害，同時造成水資源的浪費。隨著國家和社會對環(huán)境保護要求的日益重視和對可持續(xù)發(fā)展的要求，傳統(tǒng)的處理方法已越來越難以滿足生產(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、堿及無機鹽等，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。混凝法處理印染廢水具有處理效果良好，成本低等優(yōu)點，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，一直以來是環(huán)保治理工作中的一項重點，染料廠污水處理技術(shù)在近年來也有所突破。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，使染料廠污水處理的難度進一步加大。

目前常見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BOD的去除率較高，但對復(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，其出水難以達標。相對于好氧處理法而言，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，且單獨運用厭氧處理法處理染料廠污水效果也不理想，仍難以達標排放。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。吸附脫色的一個主要優(yōu)點是通過吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過程保留了染料的結(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污染物或轉(zhuǎn)化為無毒、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來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)和物理過程來去除水中污染物或?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)，深度氧化法對反應(yīng)環(huán)境要求不高，污染物降解速率快，被譽為綠色水處理技術(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(如—N═N—、—N═O)及極性基團(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；含少量親水基團但分子量很大或不含親水基團的染料分子，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，已成為我國各大水域的重要污染源。當前，疏水性或不溶于水的染料廢水脫色已基本解決，難點在于許多親水性或水溶性染料廢水的脫色，而這也正是當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、改性膨潤土等也有化學(xué)吸附作用。

活性炭是第一個獲得工業(yè)應(yīng)用且研究得最透徹的固體吸附劑。活性炭微孔多、大中孔不足、親水性強，限制了大分子及疏水性染料的內(nèi)擴散，適用于分子量不超過400的水溶性染料分子脫色，對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，如活性炭對堿性染料廢水脫色率超過90%，而對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，膨潤土已被廣泛用于印染廢水脫色領(lǐng)域，近來進一步研制成多種復(fù)合以及改性膨潤土[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)合凈水劑也已開發(fā)[39]，用電廠粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰，對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制是以膠體化學(xué)理論為基礎(chǔ)的。就無機絮凝劑而言，是鐵系、鋁系等絮凝劑發(fā)生水解和聚合反應(yīng)，生成高價聚羥陽離子，與水中的膠體進行壓縮雙電層、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，從而達到脫色目的。對于有機高分子絮凝劑而言，除了電中和與架橋作用外，可能還存在類似化學(xué)反應(yīng)成鍵的絮凝機制。對無機高分子絮凝劑改性，引入具有絡(luò)合能力的無機酸根或有機官能團，逐漸成為水溶性染料廢水脫色的新趨勢。

無機高分子絮凝劑脫色機制不同于低分子無機絮凝劑，開發(fā)新絮凝劑也是親水染料脫除的途徑之一，如近來成為熱點之一的聚硅酸鹽絮凝劑。與此同時，有機高分子絮凝劑正在迅速發(fā)展，如淀粉改性陽離子絮凝劑對濁度、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+，能接受孤對電子，能與含有孤對電子的染料分子絡(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。某些有機分子也可與染料分子形成絡(luò)合物達到降低染料分子水溶性的目的，如帶長鏈的陽離子表面活性劑十二烷基二甲基氯化銨對含磺酸基團的水溶性染料廢水[42]。

近年來發(fā)現(xiàn)氧化亦會促進絮凝，其機制在于有機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[44]。對含陽離子染料的印染廢水，以鐵系、鋁系為代表的無機絮凝劑對脫色基本無效，因為這些無機絮凝劑水解生成的聚羥陽離子與水體中復(fù)雜染料陽離子具有同種電荷，由于同性相斥的原因，凡靠陽離子的聚沉作用進行絮凝脫色的絮凝劑，包括無機絮凝劑，大部分陽性高分子絮凝劑，對陽離子染料都自然無能為力。如果能將水中的染料陽離子通過某種方式轉(zhuǎn)化為陰離子或中性分子，則可用無機絮凝劑或陽離子高分子絮凝劑除去。據(jù)報導(dǎo)，國外采用γ射線輻射絮凝工藝，大大提高了對陽離子染料的去除率。無論氧化，還是γ射線輻射絮凝工藝，都是將陽離子染料變?yōu)橹行曰蜿幮裕龠M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)色基團的不飽和雙鍵可被氧化斷開、形成分子量較小的有機物或無機物，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時可生成新生態(tài)Fe2+，其水解產(chǎn)物有較強的吸附絮凝作用，可使硝基酚類、蒽醌類印染廢水色度脫除99%以上；用鐵粉 H2O2對印染廢水脫色時，當鐵粉含量為1g/L、H2O2為1mmol/L、pH2～3時，脫色效果[45]。光催化氧化法利用某些物質(zhì)(如鐵配合物、簡單化合物等)在紫外光的作用下產(chǎn)生自由基，氧化染料分子而實現(xiàn)脫色。如亞甲基藍溶液[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時進行印染廢水脫色實驗，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]；紫外線還可強化 對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，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、藥劑量消耗可能會過大，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，目的是通過氧化法將水溶性染料分子變?yōu)槭杷曰蚴龟栯x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，對印染廢水做深度處理以進一步去除殘余色度及COD。