印染废水处理技术现状及发展趋势.doc 0页

'日照职业技术学院毕业设计（论文）题目：印染废水的处理技术现状及发展趋势院部：水产学院专业：环境监测与治理技术学号：200814020127学生姓名：孙聪聪指导教师：李红霞19 印染废水处理技术现状及发展趋势摘要：印染废水是工业废水的排放大户之一，印染废水属于含有一定量难生物降解物质的有机性废水。其污染物浓度高(COD)，色度深，是难处理的工业废水之。因此，对印染废水的综合处理是迫切需要解决的问题。我国印染废水的治理对物理，化学，生物等处理印染废水的方法进行研究·并提出了印染废水处理的未来发展趋势。关键词：印染废水；处理技术；现状；发展趋势Abstract:Itisoneoftheemissionsbigdoorsofindustrialwastewatertoprinttodyewastewater,printtodyewastewatertobelongtocontaindifficultlivingcreatureofcertainquantitytocuttosolvematerialorganicsexwastewater.Itspollutantconcentrationhigher-(COD),thechromanisdeep,theindustrialwastewaterofthedifficulttransaction.Therefore,istheproblemthaturgentlyneedstobeworkedouttothesynthesistransactionthatprintstodyewastewater.Theourcountryprintstodyemanagingofwastewatervsthephysics,chemistry,doesthetransactionslikelivingcreature,etcprintthemethodprogressofdyingthewastewatersearch?Combinedtoproposetoprintthefuturedevelopmenttrendofdyingtheliquidwasteprocessing.Keywords:Printtodyewastewater；Techniquesofhandling；Presentcondition；Deveolptrend19 目录摘要2关键词21引言42印染废水的来源特点危害52.1印染废水的来源52.1.1退浆废水52.1.2煮练废水62.1.3漂白废水62.1.4丝光废水62.1.5染色废水62.1.6印花废水72.1.7整理废水72.1.8碱减量废水72.2印染废水的特点82.3印染废水的危害93印染废水的传统处理方法103.1物理法103.1.1膜分离法103.1.2吸附法103.2化学法113.2.1混凝法113.2.2化学氧化法123.2.3电化学法123.2.4生物处理法134印染废水的新工艺144.1水解-好氧-氯氧化法印染废水处理工艺144.2厌氧-好氧-生物炭接触（AABC）印染废水处理工艺154.3电解法处理印染废水164印染废水处理技术发展前景分析185结论18致谢1919 1引言纺织印染行业排放的印染废水是我国工业系统中重点污染源之一，据国家环保总局统计，印染行业排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放的总量第五位。2004年，全行业排水量13.6亿立方，而其污染物排放总量(以COD计)则位于各工业部门第六位。印染废水属于含有一定量难生物降解物质的有机性废水。其污染物浓度高(COD)，色度深，是难处理的工业废水之一。据有关资料，印染废水中退浆废水造成的污染约占纺织品湿加工整理废水总量的50％，退浆废水中大量的污染物来源于浆纱过程中所用的浆料。退浆废水中主要的的污染物PVA及一些助剂，根据实测资料，天然浆料的退浆废水COD为10g／L～20g／L，BOD为5～10g／L，属易生化的高浓度有机废水，pH值一般在9左右，对于合成浆料(PVA)的退浆废水COD介于10～40g／L之间，BOD在5000mg／L～1000mg／L之间，pH值一般在6左右属于难生化的高浓度有机废水。因此，含PVA的废水排入水体后，在环境中大量积累，使水体表面泡沫增多，粘度加大，影响好氧微生物的活动，从而造成了严重的环境问题。19 2印染废水的来源特点危害2.1印染废水的来源2.1.1退浆废水退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除（被水解或酶分解为水溶性分解物），同时也除掉纤维本身的部分杂质。退浆废水是有机废水，呈淡黄色，含有浆料分解物、纤维屑、酶等，废水呈碱性，pH值为12左右，COD和BOD含量约占印染废水的45％左右。当采用PVA或CMC化学浆料时，废水的BOD下降，但COD很高，废水更难处理。PVA浆料是造成印染废水处理效果不好的主要原因之一。2.1.2煮练废水煮练是用烧碱和表面活性剂等的水溶液，在高温（120℃）和碱性（PH＝10-13）条件下，对棉织物进行煮练，去除纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质，以保证漂白和染整的加工质量。煮练废水水量大，水温高，呈深褐色和强碱性（含碱浓度约为0.3％）。煮练废水中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等物质，其BOD和COD值较高（每升达数千毫克），污染物浓度高。2.1.3漂白废水漂白工艺一般是用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的杂质。漂白废水的特点是水量大，污染程度较轻，BOD和COD均较低，属较清洁废水，可直接排放或处理后循环再用。19 2.1.4丝光废水丝光是将织物在氢氧化钠浓溶液在进行溶液处理，以提高纤维的张力强度，增加纤维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率和提高对染料的亲和力。丝光废水碱性较强（含NaOH3％-5％左右），多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD和SS较高。2.1.5染色废水染色废水的主要污染物是染料和助剂。由于不同的纤维原料和产品需要使用不同的染料、助剂和染色方法，加上各种染料的上色率不同，染液和浓度不同，使染色废水水质变化很大。染色废水一般呈强碱性，水量较大，水质中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，废水色度可高达几千倍，COD较BOD高得多，COD一般为300-700毫／升，BOD／COD一般小于0.2,可生化性较差2.1.6印花废水印花废水主要来自于配色调浆、印花滚筒、印花筛网的冲洗废水，以及印花后处理时的皂洗、水洗废水。由于印花色浆中的浆料量比染料量多几到几十倍，故印花废水中除染料、助剂外，还含有大量浆料，BOD5和CODcr都较高。印花废水量较大，污染物浓度较高，当印花滚筒镀筒时使用重铬酸钾、滚筒剥铬时有三氧化铬产生。铬废水毒剂要单独处理。19 2.1.7整理废水整理废水水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料、表面活性剂、甲醛等。整理废水数量很小，对全厂混合废水的影响也小。2.1.8碱减量废水由涤纶仿真丝碱减量工序产生，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75％。碱减量废水不仅pH值高（一般＞12），而且有机物浓度高，COD可高达9万毫克／升，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。印染行业是工业废水排水大户，占到整个行业废水排放的80％。印染废水因其水量大、有机污染物含量高、色度大、碱性大、水质成分变化多而成为非常难以处理的工业废水。印染废水问题是实现分类治理，这样可以使治理成本大大降低。2.2印染废水的特点19 印染企业生产的产品多种多样，除了织造方法不同外，纤维成分也发生了较大变化，特别是近年来化学纤维的快速发展，各类天然纤维与化学纤维混纺产品不断增加，即使同一企业其产品成分变化也较大，因而其生产过程中排放的废水水质也经常处于变化之中。一般而言，天然纤维产品印染过程中排放的废水水质可生物降解性较好，天然纤维与化学纤维混纺产品排放的废水水质可生化稍差，而纯化学纤维产品排放的废水水质可生化性则较差。这主要是生产加工过程中使用的浆料和染料以及对纤维的不同前处理工艺所致。总的来说，印染废水具有以下特点。①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处理技术的进步，使PVA染料、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。②废水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。③印染废水中的碱量废水，其CODCr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，与其他的印染废水一起进行处理。④印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4000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。⑤印染行业中，PVA染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染料造成的CODCr含量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分CODCr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物[5]。2.3印染废水的危害19 印染废水含大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其它水生生物的生存。沉于水底的有机物，会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，恶化环境。印染废水的色泽深，严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。目前全世界染料年总生产量在60万吨以上，其中50%以上用于纺织品染色；而在纺织品印染加工中，有10%～20%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤为严重，用一般的生化法难以去除。有色水体还会影响日光的透射，不利于水生物的生长。在使用化学氧化法去除色度时，虽然能使水溶性染料的发色基被破坏而褪色，但其残余物的影响仍然存在。印染废水大部分偏碱性，进入农田，会使土地盐碱化；染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转化为硫化物，产生硫化氢。3印染废水的传统处理方法3.1物理法3.1.1膜分离法自然界中经常存在一种物质体系即在一种流体相内或两种流体相之间有一层凝聚相物质把流体相分隔成两部分，这一薄层物质就是所谓的膜。作为凝聚相的膜可以是固态或是液态的，而被膜分开的流体物质可以是液态或是气态的。膜分离法的特点主要有：①19 膜分离法能耗低，因此又称节能技术，在膜的分离过程中不发生相变；②膜分离法的装置比较简单，操作容易且易控制。作为一种新型的水处理方法，与常规水处理方法比，具有占地面积小，处理效率高等特点；③膜分离技术不仅适用于有机物和无机物、病毒、细菌等微粒的分离。还适用于溶液中大分子与无机盐的分离以及一些共沸物或近沸点物系的分离。3.1.2吸附法在物理方法中吸附脱色用的最多，即利用多孔性的固体介质，将染料分子吸附在其表面，从而达到脱色的效果。吸附剂包括再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。。 吸附法特别适合低浓度印染废水的深度处理,具有投资小、方法简便、成本低的特点,适合中小型印染厂废水的处理。传统的吸附剂主要是活性碳,活性碳只对阳离子染料、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,但是不能去除水中的胶体疏水性染料,并且再生费用高,使活性碳的应用受到限制。近几年,研究的重点主要在开发新的新的吸附剂以及对传统的吸附剂进行改良方面。3.2化学法3.2.1混凝法印染废水的混凝处理是以胶体化学的理论为依据。在混凝法中混凝剂起着主要作用，混凝剂是一种可用来有效分离引起水污染的细小悬浮颗粒的化学药剂，它的加入目的主要是去除直径在10-7m19 ～10-9m范围内的胶体物质，胶体表面一般带有负电荷，相互排斥呈现出布朗运动的特征，形成稳定的悬浮液。如果加入的胶体或者带有正电荷的物质，可以中和胶体表面电荷，物理吸附力(TheVanderWaalsforce)可以超过上述排斥力，从而引发胶体物质的凝聚。混凝过程中使用的药剂大体可分为无机混凝剂和有机高分子絮凝剂。混凝法具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点。混凝剂有无机混凝剂、有机混凝剂及生物混凝剂等。传统混凝法对疏水性染料脱色效率很高。缺点是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,COD去除率低。如何选择有效的混凝脱色工艺和高效的混凝剂,则是该技术的关键。3.2.2化学氧化法 化学氧化是目前研究较为成熟的方法。氧化剂一般采用Fenton试剂(Fe2+,H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等。按氧化剂的不同,可将化学氧化分为:臭氧氧化法和芬顿试剂氧化法。臭氧氧化法不产生污泥和二次污染,但是处理成本高,不适合大流量废水的处理,而且CODcr去除率低。通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水,而是将它与其它方法相结合,彼此互补达到最佳的废水处理效果。 3.2.3电化学法 电化学法具有设备小、占地少、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、19 电氧化法以及微电解、电解内法等。国外许多研究者从研制高电催化活性电极材料着手,对有机物电催化影响因素和氧化机理进行了较系统的理论研究和初步的应用研究,国内在这一领域的研究还刚刚起步。FockedeyE.等采用三维电极处理印染废水。YaXiong等设计了一种三相三维电极电化学反应器。3.2.4生物处理法 生物处理法主要包括好氧法和厌氧法。目前国内主要采用好氧法进行印染废水处理。好氧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值,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。但是生物法存在着三个自身无法解决的问题:①剩余污泥的处里费用较高;②单一运用生物法己不能满足实际运用的需要;③有时需要在其前端加一道提高废水可生化性的预处理,提高了投资及运行成本。单一的好氧生物处理只能去除废水中的部分易降解的有机物,色度问题无法解决。为了降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物,出现了厌氧-好氧新型处理工艺和生物强化技术。厌氧-好氧法可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-好氧法处理难生化降解的印染废水具有去除污染效率高、运行稳定和较强的耐冲击负荷能力等特点。有研究报道,采用厌氧-好氧工艺处理印染废水,在进水CODcr为1085mg/L,BODS为315mg/L的情况下,19 二者的去除率分别可达83.9%和76.2%,再经硫化床自然氧化和混凝沉淀处理,去除悬浮物,排水可达排放标准。4印染废水的新工艺4.1水解-好氧-氯氧化法印染废水处理工艺该工艺利用厌氧微生物的分解能力，先将高分子难降解有机物分解成2～6个碳原子简单结构的化合物，再通过好氧微生物做进一步的分解，从而提高各污染物的去除能力并且利用氯的强氧化作用破坏有机物的发色基团而达到脱色效果。工艺流程见图4-1。H2SO4接触氧化池水解池调节池集水池mg/L原水氯氧化池沉淀池出水Cl2图4-1水解-好氧-氯氧化法工艺这种工艺的化学需氧量去处率90.31％；生化需氧量去除率98.47％；色度去除率98.47％；硫化物去除率99.57％。该工艺进水COD浓度为700～1000mg/L,处理后出水最高浓度为150mg/L[7]19 。广东省佛山市纺织废水处理中心采用该工艺对难降解的高分子化合物如PVA、ABS等有较高的去处能力，处理后出水的各项指标均达广东省地方DB-89一级排放标准。另外处理系统中解决了污泥的二次污染问题，环境及经济效益显著。该工艺的缺点是加氯成本高，产生二次污染。4.2厌氧-好氧-生物炭接触（AABC）印染废水处理工艺在印染废水处理中，厌氧一好氧工艺得到了深入的研究和应用。即在好氧处理前先进行厌氧处理，在兼性微生物的作用下。使印染废水中大分子有机物分解成小分子。非溶解性有机物成溶解性物质，难生物降解物质转化为生物降解物质。处理印染废水通常采用厌氧-好氧-生物炭接触（AABC）为主的处理工艺，见图4-2。该处理工艺是近几年来在印染废水处理中采用较多、较成熟的工艺流程。这里的厌氧处理不是传统的厌氧消化，而是进行水解和酸化作用。目的是对印染废水中可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质通过水解酸化，降解为小分子物质和可溶性物质，提高可生化性和BOD5/CODCr值，为后续好氧生化处理创造条件。同时好氧生化处理产生的剩余污泥经沉淀池全部回流到厌氧生化段，因污泥在厌氧生化段有足够的停留时间（8～10h），能进行彻底的厌氧消化，是整个系统没有剩余污泥排放，即达到自身的污泥平衡（注：仅有少量的无机泥渣会在厌氧段积累，但不必设专门的污泥处理装置）。19 调节池节池吧节池厌氧水解酸化池池生物炭池好氧池脉冲发生器沉淀池鼓风机图4-2厌氧-好氧-生物炭接触工艺厌氧池和好氧池中均安装填料，属生物膜法；生物炭池装活性炭并供养，兼有悬浮生长和附着生长法特点；脉冲进水的作用是对厌氧池进行搅拌。该处理工艺系统，对于CODCr＜1000mg/L的印染废水，处理后的出水可达到国家排放标准，如进一步深度处理则可回用[6]。陕西某印染有限公司采用该工艺，其废水处理前后的水质情况见表4-3。表4-3废水处理前后水质情况项目COD（mg/L）BOD（mg/L）悬浮物（mg/L）色度（倍）PH值处理前500～850100～25025～80100～2007.5～11处理后33～934～75～1010～207.66～8.19排放标准15040100806～94.3电解法处理印染废水19 该工艺采用双极型连接方式，利用脉冲电源对废水进行电气氧化、电絮凝和高效固液分离技术，使处理后的废水脱色率高，感官上接近自来水的标准。工艺流程见图4-4。电源气浮池电氧化电絮凝调节池格栅漂染废水清水池砂滤池淀池排放回用图4-4电解法处理工艺该工艺的COD去除率90％；S2-去除率95％；色度去除率95％；SS去除率90％。该技术进水COD浓度是500～600mg/L，COD去除率95％，处理后出水最高浓度为60mg/L，对于任何时间立项的企业均可达一级标准。河南省许昌市棉纺厂采用该印染废水处理系统后，认为该工艺先进合理、设备运行可靠、投资少、占地面积小、操作方便、脱色率高，各项指标符合国家排放标准，并能部分回用于生产，经济效益、社会效益和环境效益显著，彻底解决了本厂废水污染问题及处理后水的回用，缓解了本厂的水源紧张问题。该工艺的缺点是耗电量高。19 4印染废水处理技术发展前景分析我国是纺织大国，印染行业每天有400多万吨的废水排放，占工业废水的1/10，且每年要耗用100多亿吨清洁水，是我国用水量大、排放量大的工业部门之一。按1t印染废水污染20t清洁水体计算，每年未达标排放的废水又会污染清洁水150亿吨。印染废水具有“高浓度、高色度、高pH值、难降解和多变化”等五大特征。针对以上特征，印染污水处理常采用吸附、絮凝、过滤以及沉降工艺，主要包括生物活性污泥池处理法、物理化学处理法和膜处理法等。一级处理以絮凝为主，二级处理主要采用生化技术，有表曝、空曝、接触氧化、生物转盘等。但这些方法在处理印染废水的过程中都存在二次污染。近年来新出现的高级氧化法，如紫外辐射法、Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法以及辐射降解法等，以其高效降解、无二次污染等特点逐渐得到研究人员的广泛关注。在诸多高能氧化方法中，辐射技术具备效率高，工艺简单，处理效果好，对环境影响小等特点，是一种应用前景较广的废水处理方法。再就是膜与其他技术相结合，如何降低膜的制作成本提高过滤性能，保持膜的通量稳定，是未来研究的重点。5结论印染废水具有色度大19 、有机物含量高、水质变化大、PH值大、水质水温变化大、，COD高降解困难等特点，针对这些特征，主要介绍了，好氧生物处理，厌氧生物处理，好养-厌氧生物处理，化学混凝法，物理吸附法，膜分离法，电解法处理印染废水。并且主要介绍三种工艺水解-好氧-氯氧化法印染废水处理工艺，厌氧-好氧-生物炭接触（AABC）印染废水处理工艺，电解法处理工艺。其效果也都比较理想，处理水质可以达标，但仍然会有各自的缺点，如存在着二次污染等，在今后的发展中随着水质的不断变化，要求的处理方法也需要不断完善。致谢本次毕业论文是在我的老师李红霞的精心指导和悉心关怀下完成的，字里行间无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。在多年的学习生活中，还得到了许多学院领导、系领导和老师的热情关心和帮助。在日常学习和生活中，他们都给予了我很大帮助。我也要感谢我的父母和亲人，他们在我的学业中给了我莫大的鼓励、关爱和支持。最后，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意！衷心地感谢在百忙之中评阅我的设计和参加答辩的各位老师！19 参考文献[1]黄川,刘元元,罗宇,娄霄鹏.印染工业废水处理的研究现状[J].重庆大学学报(自然科学版),2001年06期[2]国家环境保护总局科技标准司主编.印染废水防治技术指南.北京:中国环境科学出版社，2002[3]胡维超.印染废水的酸化水解-电解絮凝-MBR处理工艺[J].印染，2006，32(13)：27-30来源：谷腾水网[4]陈荣坅编著.染料化学·第一版上海印染公司职工大学出版，1984[5]杨书铭，黄长盾.纺织印染工业废水治理技术.北京：化学工业出版社，2002[6]耿安朝.废水生物处理发展与实践.沈阳：东北大学出版社，1997[7]广东省地方DB-89一级排放标准19'