上海煤化工废水脱色剂供应商(污水脱色剂生产厂家)
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印染废水,是染浆废水来的,脱色效果不好,怎么办
不知到你用的什么工艺,一般生物处理不易脱色的话,可以考虑加点絮凝剂,另外氧化法也比较常用,下面一个参考文摘不错的:
由于染料生产品种多,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展,从而使染料废水处理难度加大.染料废水处理难点:一是COD高,而BOD/COD值小,可生化性差;二是色度高,而成分复杂.三是水质水量不稳定,排放具有间歇性.印染废水的处理目标一般是COD的去除与脱色,但脱色问题难度更大.
3. 脱色处理方法
3.1 物理方法
3.1.1吸附法
吸附法是利用多孔性的固体物质,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法.吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的.吸附按其作用力可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种.目前用于吸附脱色的吸附剂主要是靠物理吸附, 但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附作用.
常用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等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.传统的吸附剂是活性碳,活性炭具有较高的比表面积(500- 600 m2/g),它只对阳离子染料、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.活性炭去除水中溶解性有机物(分子量不超过400)非常有效,但它不能去除水中的胶体疏水性染料.若废水BOD5 500mg/L,则采用吸附法是不经济的.膨润土作为水处理中的吸附剂和絮凝剂,已被广泛用于印染废水脱色领域,近年来制成多种复合膨润土、VS型纤维和聚苯乙烯基阳离子交换纤维等,具有物理吸附和离子交换功能,且比表面大、离子交换速度快,易再生,对难处理的阳离子染料废水有很好的脱色效果,有些改性的膨润土的脱色效果甚至高于活性炭[4];某些集吸附与絮凝性能为一体的吸附剂如硅藻土复合净水剂也已开发;用电厂粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰,对疏水性和亲水性染料废水均具有很高的脱色率;另外工业废料(如煤渣、粉煤灰等)、天然废料(如木炭、木屑等)、植物秸秆(如玉米棒等)均对印染废水具有一定的吸附作用.
吸附法尤其适合难生化降解的纺织印染废水脱色处理,印染废水的吸附脱色技术是一项非常有效而又比较经济的方法.活性炭吸附脱色技术不适合印染废水一级处理,只能用于深度脱色处理,活性炭处理成本高,再生困难,所以活性炭的再生技术是正在研究的课题,其中生物再生是研究的重点方向.煤、炉渣吸附剂,原料来源广,成本低,但在处理印染废水之后存在二次污染,所以只适合与生化法或砂过滤等方法联合使用.离子交换树脂对水溶性染料离子吸附特别有效,离子交换吸附剂的开发研制是今后的主要发展方向之一.廉价、高效、因地制宜新型吸附材料的开发是一项很有前途的技术.吸附法与其它处理方法的优化组合处理印染废水,脱色效果更佳.[5]
综上所述,吸附脱色的发展方向体现在两个方面: ①根据吸附机制开发、寻找新的吸附剂; ②对现有吸附剂的改性与活化, 以提高脱色效果和再生能力.
3.1.2超滤法脱色
超滤是利用一定的流体压力推动力和孔径在20~200üA 的半透膜实现高分子和低分子的分离.超滤过程的本质是一种筛滤过程,膜表面的孔隙大小是主要的控制因素.该法的优点是不会产生副作用,可以使水循环使用.早在70 年代初期, 膜分离技术就尝试用来处理印染废水.目前, 该方法可用于去除各种染料和添加剂.但由于分离染料混合物的困难, 并未达到完美的程度.
在这种技术中,半透膜的性质起着决定性的作用.就材料而言,膜有动态膜,纤维素类膜,聚砜超滤膜,荷电超滤膜或疏松反渗透膜.[6]
(1)动态膜从处理效果和经济上讲,ZrO-PAA 动态膜是可行的.但能耗较大,其渗透水及化学物质的再利用率可达88% 到96%.
(2) 纤维素类膜.CA 膜的选择性随膜表面与各种染料互变异构体相互作用而发生变化,但膜材料本身在耐pH、耐温等方面仍然有所不足.纤维素类膜在耐pH值、耐压、耐温度等方面优于CA ,用纤维素超滤膜反渗透处理染色废液, 染料去除率97% 以上可实现水的循环使用,但反渗透所需的高压操作仍是它的不足.
(3) 聚砜超滤膜由于其良好的物理化学稳定性,有较大的应用前景.使用聚砜超滤膜代替纤维素膜可实现高温操作, 回收染料减轻污染, 但仍未达到国家排放的标准.
(4) 荷电超滤膜或疏松反渗透膜是用来描述其分离性能介于反渗透和超滤之间的一种膜.荷电超滤膜是以其化学结构含有荷电基团而定义的, 疏松反渗透膜是以其物理结构而命名, 它们往往指的一种膜.对盐NaCl 截留只有2%~ 3% , 而对于500~2 000 分子量的物质,具有较高的分离率, 同时保持高的水通量.一般染料的分子量正好在这种膜的截留范围, 特别是离子型染料.该膜在低压下操作(10 kg/cm 2) 耐pH值、耐压密、耐污染、耐温等方面都比较突出,前景广阔[7].
3.1.3辐射降解法
电离辐射可有效地降解染料水溶液,辐射技术和其它技术有很好的协同作用.与常规污染物处理技术相比,辐射技术在常温常压下进行,具有工艺简单、无二次污染等特点,对难降解有机污染物的处理更有其独特长处.[8]
用60Co γ射线辐照甲基橙和活性艳蓝KNR水溶液,辐照后染料水溶液的可见光区和紫外区的特征吸收峰随吸收剂量的增加而渐渐下降至接近零,说明辐射降解反应既破坏了染料分子的发色基团,同时也破坏了染料的有机分子结构.脱色率和COD去除率均随吸收剂量的增加而增加.过氧化氢与辐射有协同作用,在相同的吸收剂量下,脱色率和COD去除率均随过氧化氢的浓度增加而增加.另外,该法pH值适用范围很广;溶液的初始浓度越大,COD去除和脱色效果越差;氧的存在可以促进染料分子的降解.在同样辐照条件下,染料的辐射降解效果因染料分子的结构不同而略有不同[9].
辐射法处理印染等难降解污水时虽然有机物的去除率高、设备占地小、操作简便,但用来产生高能粒子的装置价格昂贵,技术要求高,而且该方法能耗较大,能量利用率不高,若要真正投入实际运行,还需进行大量的研究工作.
3.2 物理化学法
3.2.1絮凝法
印染废水的絮凝脱色技术, 投资费用低, 设备占地少, 处理量大, 是一种被普遍采用的脱色技术.某印染厂采用混凝脱色- 悬浮曝气生物滤池工艺处理主要含活性染料的废水,原水CODCr, SS的平均质量浓度分别为296,285 mg/L 和平均色度为550倍, 处理后出水水质相应各项指标分别为40, 20 mg/L 和10 倍, 其去除率分别为87%, 92%和98%.[10]
在印染废水中使用的絮凝剂很多,大致可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂三类,其中,有机絮凝剂还分为天然有机高分子絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂.由于印染废水水质比较复杂,无机单盐絮凝剂在水解絮凝过程中,未能完成具有优势絮凝效果的形态,投药量大,絮凝效果差;无机高分子絮凝剂可以较好地除去废水中大部分悬浮态染料,但对于水溶性染料中分子量小、不容易形成胶体的废水则难以处理;有机高分子絮凝剂对于水溶性染料等废水具有很好的脱色性能,但单独使用效果差,而且易于产生有毒物质;因此,开发研制价廉、无毒、高效的新型有机絮凝剂,已成为目前絮凝法的主要研究方向之一.
复合絮凝剂则能同时发挥几种絮凝剂的优点,使絮凝法用于印染废水处理既经济,又适用.如将有机絮凝剂与无机絮凝剂复配使用,充分发挥有机高分子絮凝剂的吸咐架桥性能和无机絮凝剂的电性中和能力,可以使处理出水达到较好的效果.此外,淀粉衍生物、木质素衍生物、羧甲基壳聚糖[11]等天然高分子具有无毒、原料广、价廉和可生物降解等优点,也得到科研工作者的高度重视.另外,微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效,且能自然降解的新型水处理剂.与普通的絮凝剂相比,有固液易于分离,沉淀少,适用性广等优点,因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题[12].总之,高效、无毒、无害的环境友好性絮凝即将在印染废水处理中有广阔的应用前景.
絮凝法虽然是含染料废水处理的常用方法,但对于许多可溶性好的染料, 处理效果往往不佳.因此, 复合絮凝法将成为工业废水处理工艺研究的主要内容和发展方向.根据实际出水要求,采用适当的预处理和后处理手段,发挥絮凝工艺与其它工艺的协同工作的优势,以达综合治理的目的,这对于提高印染废水的处理效果,降低处理成本具有极其重要的意义.
然而,用絮凝法进行废水脱色依然存在以下几个方面的问题:产生大量的淤泥;由于废水水质变化大,每批废水脱色前均需要进行预试验,以确定最佳条件,提高了成本,又费时.过量的阳离子絮凝剂会在废水中产生大量氮的化合物,它们对鱼类有毒且难以生物降解和硝酸化抑制,絮凝剂过量也可能导致沉淀重新溶解.脱色效率低,不符合排放标准.因此,实际生产中,应根据实际出水要求,采用适当的预处理和后处理手段,发挥混凝工艺与其它工艺的协同工作的优势,以达综合治理的目的,这对于提高印染废水的处理效果,降低处理成本具有极其重要的意义.
3.3 化学方法
3.3.1电化学法
电化学法是处理印染废水的另一种有效的处理方法.电化学法通过可溶性电极在阳极和阴极上发生电絮凝、电气浮和H的间接还原作用从而达到处理废水的目的.电化学法处理印染废水具有设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高和脱色好等优点,但同时电化学法存在着能耗大、成本高和析氧析氢副反应等缺点.近年来,随着电化学和电力工业的发展以及许多新型高析氧析氢过电位电极的发明,电化学法又重新引起人们的重视.根据电极反应方式划分, 传统电化学方法可细分为内电解法、电絮凝和电气浮法、电氧化学.
内电解法是利用废水中有些组分易被氧化,有些组分易被还原,在有导电介质存在时,电化学反应便会自发进行,同时兼有絮凝、吸附、共沉淀等综合作用的一种废水处理方法[13].最著名的内电解法是铁屑法, 即将铸铁作为滤料, 使印染废水浸没或通过, 利用Fe 和FeC 与溶液的电位差, 发生电极反应, 产生较高化学活性新生态H, 能与印染废水多种组分发生氧化还原反应, 破坏染料发色结构, 而阳极产生的新生态Fe2+, 其水解产物有较强的吸附和絮凝作用.该法不需要外加电源,操作简单,成本低廉,是种很有前途的处理方法.
电气浮法是以Fe、AL作阳极产生的H2将絮体浮起;而电絮法则是利用电极反应产生的Fe2+ 、Al3+实现絮凝脱色.采用石墨、钛板等作极板, 对染料废水通电电解, 阳极产生O2或Cl2, 阴极产生H2.通过O的氧化作用及H的还原作用破坏染料分子而使印染废水脱色, 脱色率可达98% 以上,COD去除率达80%以上.
国内重点研究的是电化学与其它方法相结合,其中较为有成就的是用絮凝复合床新技术处理高色度印染废水,对色度10000倍的印染废水处理后,脱色率可达99%以上,CODCr去除率达75%.国外在新型电极方面研究较多,如:Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RnO2、Ti/Pt等电极.
电催化高级氧化技术(Advanced Electro catalysis Oxidation Processes , AEOP) 是最近发展起来的新型AOPs ,因其处理效率高、操作简便、与环境兼容等优点引起了研究者的注意.它能在常温常压下,通过有催化活性的电极反应直接或间接产生轻基自由基, 从而有效降解难生化污染物.陈武等进行了三维电极电化学方法处理印染废水实验, COD去除率达74.7% ,色度去除率达93.3%[14].
3.3.2氧化法
氧化法是使染料分子中发色基团的不饱和双键被氧化断开,形成分子量较小的有机物或无机物,从而使染料失去发色能力的一种印染废水处理方法.氧化法主要有:高温深度氧化法、化学氧化法和光催化氧化降解法等.
高温深度氧化法主要是焚烧法.
化学氧化法是印染废水脱色处理的主要方法,其机理是利用氧化剂将染料不饱和的发色基团打破而脱色.Fenton试剂(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等是一般采用的氧化剂.常见的有组合法和催化氧化法等.如采用混凝- 二氧化氯组合法的优点在于ClO2氧化能力强,是HClO的9倍多,且无氯气氧化法处理废水时可能与水中有机物结合生成氯代有机物(AOX)[15].
化学氧化法能有效地去除印染废水中的色度,但不能很好地去除废水中的COD,对此有人提出了不完全氧化的方法,即只部分氧化,使有机物通过自由基耦合降低水溶性而絮凝去除.陈玉峰[16]等通过实验发现,电生成Fenton试剂处理实际工业印染废水,CODCr去除率在80 %以上, 脱色率达到95% ,处理费用1117元/m3,具有很好的实际应用价值和市场前景.盛翼春[17]通过研究发现,采用新型电催化氧化对染料浓度高达0.3g/l的水溶性染料废水在2分钟内脱色率高达95%以上.
同时,随着太阳能技术的发展进步,光催化氧化也越来越受到人们的重视.夏金虹[18]用纳米TiO2粉体光催化降解印染废水,脱色率为96% , CODCr去除率为86%,TiO2催化性能比较稳定,可重复使用.光催化氧化技术具有工艺设备简单、操作条件易控制、处理成本较低、氧化能力强、无二次污染等突出优点,在有机废水处理中有着广阔的应用前景.但悬浮体系的纳米TiO2颗粒由于粒径极为细小,存在着难以回收、容易中毒、不易分散等缺点,需通过先进的负载技术或光化学反应器,甚才会获得更高催化效率.因此,纳米TiO2光催化剂的负载技术对其实现大规模实用化、商品化和工业化具有重大的实际意义,是今后TiO2研究的主要方向[19].
总之, 氧化法是一种优良的印染废水脱色方法,但也有其自身的缺憾.如果氧化程度不足, 染料分子的发色基团可能被破坏而脱色, 但其中的COD仍未除尽; 若将染料分子充分氧化, 能量、药剂量消耗可能会过大, 成本太高, 所以氧化法一般用于氧化- 絮凝或絮凝- 氧化工艺.采用氧化- 絮凝工艺, 目的是通过氧化法将水溶性染料分子变为疏水性或使阳离子染料分子转变为中性, 阴性分子, 以利絮凝除去.反之, 采用絮凝- 氧化工艺则是将氧化作为后处理步骤, 对印染废水做深度处理经进一步去除残余色度及COD[20].
3.3.3还原法
还原法式使用还原型脱色剂对直接染料废水进行脱色处理的方法,使用的原料主要是铁屑.铁屑是机械加工过程中的废料, 用于处理印染废水,不仅成本低廉、操作简单, 而且能够获得以废治废的效果.该方法主要基于电化学反应.铁屑是铁-碳合金, 浸入废液后形成无数微小原电池.电极反应产物为Fe2+, H2,OH-, 均具有较高的化学活性, 可有效地脱除废水中的染料分子.其它还原剂有保险粉(+ 活性炭)、亚硫酸及其盐.洪俊明等[21]通过铁屑内电解的强化A/ O MBR 工艺处理印染废水, 出水的水质中色度的去除率超过90.0 %和COD的去除率达到94.9 %.董永春[22]等采用以含硫还原剂和氢化物引发剂为基础的稳定双组分还原反应系统,处理直接染料染色废水,使之与其中的直接染料发生还原脱色反应,其优点是脱色剂用量少,反应快速,脱色率高.还原法的主要缺点是还原降解产物具有毒性, 必须经过二次处理.如活性炭吸附等, 处理费用增大.
3.3.4高级氧化法
高级氧化法(Advanced Oxidation Processes ,AOPs)脱色被认为是一种很有前途的方法.所谓高级氧化法如UV + H2O2、UV + O3, 因为在氧化过程中产生羟基自由基(·OH), 其强氧化性使染料废水脱色.经研究发现它对偶氮染料的脱色很有效, 高级氧化反应随O3和H2O2加入量的增加,其反应速率也随之增加[23]. 在实际生产中与某些化学辅助剂会提高脱色效果, 而且UV + H2O2方法处理偶氮型活性染料产生的降解产物对环境完全无害.最近的研究发现二氯三嗪基型偶氮类活性染料使用UV + H2O2方法脱色也有很好的效果[24].
氧化剂O3对绝大多数染料的脱色效果较好, 无二次污染, 引入紫外光(UV) 等可加快氧化和提高脱色率.有学者指出O3/UV 对偶氮染料脱色效果好,UV 的引入促使O3在溶液中产生氧化性强的羟自由基.胡文容[25]等指出, 虽超声波几乎不能降解偶氮肿I , 但对O3氧化有明显的强化作用, 当O3浓度为7107mg/ L , 加80w 超声波是超声波协同O3处理偶氮肿的最佳组合, 既可满足90 %脱色率, 又可节省48%的O3.但是目前用O3处理染废水费用较高, 开发新型臭氧发生器并和UV 或超声波连用以提高效率、降低费用是O3在染料废水处理中推广的前提, O3对COD的去除不理想.
高级氧化法的对环境污染极小,效果较好,但有一个严重不足之处是处理费用较高, 从而限制了它的广泛使用.
3.3.5超声波氧化
超声波处理印染废水是基于超声波能在液体中产生局部高温、高压、高剪切力,诱使水分子及染料分子裂解产生活性非常强的氢氧自由基, 对大部分有机污染物有氧化作用并可并促进絮凝;同时,在超声波作用下传质加强,超声空化产生局部高温高压,可大大强化氢氧自由基对有机物的氧化速度,提高降解效率.
用超声波可以强化臭氧氧化处理偶氮类染料废水,这是因为超声波空化效应产生高能条件促使臭氧快速分解,产生大量的自由基,从而使氮类染料脱色.张家港市九州精细化工厂用根据超声波气振技术设计的FBZ 废水处理设备处理染料废水[26],色度平均去除率为97.0 % ,CODCr去除率为90.6% ,总污染负荷削减率为85.9 %.符德学[27]等使用该法处理含碱性湖蓝-5B的印染废水,COD去除率达90.2%,脱色率达到98.3%.刘静[28]等的实验结果表明,超声波与微电场的协同作用大大提高了脱色率,在最佳条件下处理60min,色度去除率可达96.6%.
3.3.6萃取法
萃取是采用与水互不相溶,但能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分混合接触后,利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物,从而净化废水.废水中的酸性染料可用混合胺进行萃取回收,阴离子染料可用离子对萃取法用长碳链去除,萃取剂可用氢氧化钠再生.由邻苯二甲酸与间苯二酚为原料制备荧光黄的生产废水可用N235/煤油系统萃取,其COD去除率可达91-98%,色度去除率为99.8%[29].
离子对萃取法是一种新的废水脱色方法.该法是将染色残液与一非水溶性有机溶剂一同振荡,当两相分离时,水相中便呈现无色,染料聚积于上层有机相中.只要燃料含有至少一个磺酸基团或者是染料必须是酸性的,那么任何深浓的染色废液均可用此法脱色.该有机相可反复使用数次[30].离子对萃取法的优点有:液/液相分离工艺简单,能耗低.对于活性染料来说,仅钠盐和钙盐形成的水解产物需处理.萃取剂无需再生就可重复使用[31].
3.4 生物处理方法
生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子,破坏其不饱和键及发色基团,从而达到处理目的的一种印染废水处理方法.生物法目前仍是国内外主要的印染废水处理方法.
生物法的缺点在于微生物对营养物质、PH、温度等条件有一定的要求,难以适应印染废水水质波动大、染料种类多、毒性高的特点;同时还存在占地面积大、管理复杂、对色度和COD去除率低等缺点.生物法处理印染废水的脱色率和COD去除率不高,一般不适宜单独应用,可作为预处理或深度处理.
3.4.1传统生物处理技术
生物法处理印染废水中,以活性污泥法最为普遍,这是因为活性污泥法具有可分解大量有机物、能去除部分色素、可调节pH值、运转效率高且费用低等优点,但对色度的去除往往不够理想,因此组合式生物处理技术是目前印染废水的常用方法.我国生物法中以表面活性污泥法和接触氧化法占多数,此外,鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘法等也有应用,生物流化床尚处于试验性应用阶段.
在印染废水处理中,厌氧- 好氧工艺具有的这种独特降解机理引起国内的广泛关注,并得到了深入的研究和应用,取得了明显的效果[32].娄金生等在印染废水的处理过程中采用了厌氧- 好氧工艺,取得了良好效果,COD总去除率大于90 % ,脱色率大于95%.
3.4.2微生物强化处理技术
随着纺织工业新产品和新技术的开发,印染废水中水溶性染料、活性染料和化学浆料的数量和种类的不断增加,从而导致印染废水可生物降解性下降,如大量的聚乙烯醇(PVA)等,因此选育及应用优化脱色菌和PVA降解菌开始引起人们的关注.选育和培养出各种优良脱色菌株或菌群是生物法一个重要的发展方向.白腐真菌不但对活性艳红X3B染料有较好的脱色作用,而且对难处理的成分复杂的实际染料废水也有较好的降解作用,能有效去除印染废水的COD和BOD5.虽然不能彻底生化降解染料废水,但给后续的深度处理带来极大方便[33].
黄建岷[34]在实验中采用富集法分离菌株,所得脱色菌处理印染废水有明显的脱色效果,脱色率可达70 %以上.与活性炭吸附脱色相比差异不大,证明利用微生物处理印染废水的色度问题是可行的, 但在菌种筛选方面仍有大量工作可做.
3.4.3膜生物反应器处理技术
膜生物反应器处理技术作为一种新型的污水处理工艺,是传统活性污泥法和膜分离技术的有机结合,可通过膜片提高某些专性菌的浓度和活性,还可以截留许多分解速度较慢的大分子难降解物质,通过延长其停留时间而提高对它的降解效率.但由于膜易堵塞且制造费用较高,对膜技术在水处理领域全面推广产生一定阻力.不过,随着材料科学的发展、膜制造技术的进步、膜质量的提高、膜制造成本的降低以及工艺的改进,膜生物反应器的应用范围将越来越广.
3.4.4生物酶脱色技术
一些使用合适的厌氧和嗜氧的联合生物处理可提高染料的降解性, 但是在厌氧条件下, 偶氮还原酶通常将偶氮染料分解为相应的胺类, 其中许多会致低能或致癌,而且偶氮还原酶具有强专一性, 只分解被选择染料的偶氮键.与此相反,苯氧化酶——过氧化木质素酶(木质素酶, LiP) , 过氧化锰酶(MnP) , 和漆酶——对芳香环没有强的专一性, 因此, 有可能降解各种不同的芳香化合物.这些酶制剂可有效地使许多结构不同的染料脱色.初始反应速率与制剂中每一个酶(漆酶、LiP 和MnP) 都有关系.一些染料添加剂可显著降低脱色速率.因此, 在评价新的酶及其处理工艺时, 必须考虑染色助剂对酶活性的影响.今后研究工作主要集中于已选择出的酶的固定化以便为酶脱色的工业应用打下基础[35].
4. 发展前景
各种脱色方法比较分析,可以看出每种处理方法从经济性,技术性,对环境影响和实用性都有一定的缺陷, 气吹、混凝、吸附、过滤等一般具有设备简单、操作简便和工艺成熟等优点,但是这类处理方法通常是将有机物从液相转移到固相或气相,不仅没有完全消除有机污染物和消耗化学药剂,而且造成废物堆积和二次污染.吸附脱色具有只吸附染料, 但不破坏其结构的特点, 但目前使用的吸附剂往往存在吸附量不够, 或再生不容易的缺点.高级氧化法脱色如光氧化、超临界氧化、湿式氧化、低温等离子体化学法被认为是一种很有前途的方法, 但其昂贵的价格成为制约其广泛应用的重要原因.一些传统的氧化方法如NaClO、H2O2、臭氧和紫外氧化等证明对废水脱色并不有效, 采用强化物理化学与酶催化降解的方法可能将有非常广阔的应用前景.因此在实际工程中应该按照具体条件和要求,合理选择工艺组合,以便取得最佳的效果.
焦化废水的来源
焦化废水是由原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的。废水成分复杂,其水质随原煤组成和炼焦工艺而变化。核磁共振色谱图中显示:焦化废水中含有数十种无机和有机化合物。其中无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等,有机化合物除酚类外,还有单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等。总之,焦化废水污染严重,是工业废水排放中一个突出的环境问题。
《污水综合排放标准》(GB8978-96)对焦化废水新改扩建项目要求:NH 3 -N≤15mg/L,COD≤100mg/L。过去,国内外去除焦化废水中的NH 3 -N和COD主要采用生化法,其中以普通活性污泥法为主,该方法可有效去除焦化废水中酚、氰类物质,但对于难降解有机物和NH 3 -N去除效果较差,难以达标排放。难降解有机物的处理已引起国内外有关学者的高度重视,许多学者对难降解有机物进行了大量研究,同时改进了焦化废水中NH 3 -N脱除工艺,提出了许多切实可行的处理设施和技术,使出水COD和NH 3 -N浓度大大降低。本文将介绍几种先进有效的焦化废水的处理技术。
1 焦化废水的预处理技术
去除焦化废水中的有机物主要采用生物处理法,但其中部分有机物不易生物降解,需要采用适当的预处理技术。常用的预处理方法是厌氧酸化法。
厌氧酸化法是一种介于厌氧和好氧之间的工艺,其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化,生成易降解物质。厌氧微生物对于杂环化合物和多环芳烃中环的裂解,具有不同于好氧微生物的代谢过程,其裂解为还原性裂解和非还原性裂解。厌氧微生物体内具有易于诱导、较为多样化的健全开环酶体系,使杂环化合物和多环芳烃易于开环裂解。焦化废水中存在较多的易降解有机物,可以作为厌氧酸化预处理中微生物生长代谢的初级能源和碳源,满足了厌氧微生物降解难降解有机物的共基质营养条件。焦化废水经厌氧酸化预处理后,可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能,为后续的好氧生物处理创造良好条件 [1] 。赵建夫等 [2] 将水解一酸化作为焦化废水预处理工艺,废水经6h水解一酸化,12h好氧生化处理,COD去除率达91%,比传统的生化处理法提高了近40% [3] 。
2 焦化废水的二级处理技术
焦化废水经预处理后,废水的可生化性得到了提高,但其中难降解有机物不能彻底分解为CO2和H2O,必须进行二级处理。焦化废水的二级处理方法很多,有生物化学法、物理法、化学法以及物理化学法等。目前,效果较好的二级处理技术主要有以下几种。
2.1 催化湿式氧化技术
催化湿式氧化技术是80年代国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的新技术,是在一定温度、压力下,在催化剂作用下,经空气氧化使污水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质,达到净化目的。其特点是净化效率高,流程简单,占地面积少。杜鸿章等研制出适合处理焦化厂蒸氨、脱酚前浓焦化污水的湿式氧化催化剂,该催化剂活性高,耐酸、碱腐蚀,稳定性高,适用于工业应用,对CODcr及NH 3 -N的去除率分别为99.5%及99.9%;而且,经催化湿式氧化法治理焦化废水小试结果估算,治理费用与生化法相近,但处理后的水质远优于生化法。从技术、经济指标、环境效益分析采用催化湿式氧化法治理焦化废水经济可行 [4] 。
2.2 生物强化技术
生物强化技术是指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效果。投加的微生物可以来源于原有的处理体系,经过驯化、富集、筛选、培养达到一定数量后投加,也可以是原来不存在的外源微生物。实际应用中这两种方法都有采用,主要取决于原有处理体系中的微生物组成及所处的环境 [5] 。这一技术可以充分发挥微生物的潜力,改善难降解有机物生物处理效果 [6-7] 。Selvaratnam等 [8] 通过在活性污泥中投加苯酚降解菌Psendomonas Pvotida ATCC11172,提高了苯酚的去除率,系统在40d内一直保持在95%-100%的苯酚去除率,而没有进行生物强化的对照组中苯酚去除率开始很高,但很快降到40%左右。
2.3 纷顿试剂技术
纷顿试剂对有机分子的破坏是非常有效的,其实质是二价铁离子和过氧化氢之间的链反应催化生成·OH自由基,三价铁离子催化剂(称纷顿类试剂)也能激发这个反应,这两个反应生成的·OH自由基能有效地氧化各种有毒的和难处理的有机化合物;或者采用紫外灯作为辐射能源放射紫外线进入废水,当过氧化氢被紫外光激活后,反应产物是一个高反应性的·OH自由基,这个·OH基团迅速引发氧化链反应,最终有机化合物被分解为CO2和H2O。K.Banerjeek等经实验证明:采用过氧化氢添加铁盐和同时采用紫外光、过氧化氢和催化剂的两个处理过程都能有效地减少焦化废水中COD浓度 [9] 。
2.4 固定化细胞技术
固定化细胞(简称IMC)技术是通过采用化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内,使其保持活性并可反复利用的方法。制备固定化细胞可采用吸附法、共价结合法、交联法、包埋法等。固定化细胞技术充分发挥了高效菌种或遗传工程菌在降解有机物治理中的降解潜力,该技术特点是细胞密度高,反应迅速,微生物流失少,产物分离容易,反应过程控制较容易,污泥产生量少,可去除氮和高浓度有机物或某些难降解物质 [10] 。
Amanda等 [11] 以PVA-H3BO3包埋法固定化假单孢菌Psendomonas,在流化反应器中连续运行2周,进水酚浓度从250mg/L逐渐提高到1300mg/L,出水酚浓度均为0。
2.5 三相气提升循环流化床
蔡建安 [12] 经实验研究证明:用三相气提升内循环流化床反应器(AZLR)处理焦化废水比活性污泥法效果好,其处理负荷高,COD进水负荷为13kg/(d·m 3 ),COD去除的容积负荷可达7kg/(d·m 3 )。它对酚、氰等污染物的耐受力强,去除效果好,并具有较低的曝气能耗,其COD去除率为54.4%~76%,酚的去除率为95%~99.2%,氰去除率为95%~99.2%。
2.6 缺氧-好氧-接触氧化法
该工艺在缺氧过程溶解氧控制在0.5mg/L以下,兼性脱氮菌利用进水中的COD作为氢供给体,将好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原生成氨气排入大气,同时利用厌氧生物处理反应过程中的产酸过程,把一些复杂的大分子稠环化合物分解成低分子有机物。在好氧过程溶解氧在3~6mg/L范围内,先由好氧池中的碳化菌降解易降解的含碳化合物,再由亚硝酸盐菌和硝酸盐菌氧化氨氮;在接触氧化过程溶解氧控制在2~4mg/L,能够进一步降解难降解有机物,脱除氨氮、磷,对水质起关键作用。山西省临汾市煤气化公司采用这一工艺,出水水质由处理前COD3000mg/L、氨氮650mg/L、酚250mg/L,经处理后分别变为140mg/L、230mg/L、0.9mg/L,基本接近《污水综合排放标准》 [13] 。
3 焦化废水深度处理技术
焦化废水二级出水中COD和NH 3 -N常常超标,应进行三级处理。许多学者已研究出了一些三级处理方法,如化学氧化法、折点加氯法、絮凝沉淀辅以加氯法、吸附过滤辅以离子交换法等,但由于经济和技术的原因,这些方法均处于试验阶段,目前较为经济可行的三级处理方法主要有以下两种。
3.1 氧化塘深度处理法
氧化塘深度处理焦化废水简单易行,处理效果好,能耗低,易管理,费用低。COD进水浓度在250-400mg/L范围内,该方法对COD处理效果较为理想。氧化塘对低浓度焦化废水进行处理的适宜pH值为6-8,最佳pH值为7;适宜温度范围为25-35℃,最佳温度为35℃。如果投加生活污水于焦化废水中,其COD和NH 3 -N去除率都可得到提高。藻类吸收作用是焦化废水氧化塘脱除NH 3 -N的主要途径,硝化反应是焦化废水NH 3 -N转化的重要反应。吴红伟等经试验证明,采用氧化塘深度处理焦化废水,COD、NH 3 -N均可达标排放 [14] 。
3.2 粉煤灰吸附法
X光衍射仪测定结果表明:粉煤灰主要成分是SiO 2 、Al 2 SO 5 、NaAlSiO 4 等,将粉煤灰作为吸附剂深度处理焦化废水,脱色效果好,对CODcr、挥发酚、油等去除效果好,费用低廉。张兆春 [15] 等研究表明腐植酸类物质-长焰煤作为吸附剂对焦化废水中化学耗氧物质具有较快的吸附速率以及可观的吸附容量,可以对焦化废水进行深度处理。山西焦化厂采用生化-粉煤灰深度处理焦化废水的工艺技术,经处理后,除氨氮偏高外,CODcr、挥发酚、硫化物、氰化物、BOD5等污染物浓度均低于国家规定的允许排放标准,处理后的水60%被回用。
4 结束语
深入研究焦化废水的先进处理技术,既是当前经济建设面临的现实问题,也是将来进行技术攻关的重点,我们应该寻求既高效又经济的处理技术,改善环境质量,实现水资源的循环利用。
化工污水处理药剂有哪些
化工厂污水主要来自石油化学工业、煤炭化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、制药工业、染料工业、橡胶工业等排出的生产废水。化工厂污水处理过程中用到阳离子聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等污水处理药剂。在絮凝剂的选型中一般常使用中强阳离子聚丙烯酰胺作为污泥脱水药剂使用和用阴离子聚丙烯酰胺作为污水沉降絮凝剂用。
聚丙烯酰胺
工业级聚合氯化铝不仅具有强烈的凝聚除浊效果,而且也具有明显脱色及去除腐殖质的效果。在相同处理条件下能达到较佳絮凝作用。聚合氯化铝所需剂量比传统铝盐要减少2/3之多。在相同剂量条件下,使用聚合氯化铝能够获得比传统铝盐更低的残余浊度,因而可以以较低剂量得到相同的处理结果。
主要用途:
主要用于生活废水、各种工业废水、食品工厂、造工厂废水、畜牧业废水及自来水、中水回用的净化处理,也可作为纯水制备的预处理药剂。具有净水效果好,净水速度快,pH弱酸性,无机,安全性高,不产生二次污染,属绿色环保产品。用具有吸附能力的天然材料为原料,具有极强的净化效果,可除去水中的重金属。处理原水不受水温,pH值的影响,使用范围广,处理后的水透明度极高,可回用。
水处理药剂不仅仅需要合适的工程设备,还需要有好的水处理药剂的辅助,才能使污水达标排放。污水处理达标率主要取决于污水浓度的性质、排放标准、工艺、药剂、管理五个因素。前面三个因素基本固定,可变因素主要是药剂和管理,选用好的水处理药剂是提高达标率的一个重要因素。
1.处理效率高:指不同药剂污染物的较高去除率比较,有效物质含量越高,处理效率越高,废水达标的概率就越高,环保风险也就越低,避免造成浪费。
2.吨水综合单耗低:指处理1吨污水用不同药剂,所需要的该药剂费用、其他辅助药剂费用(如调酸、调减、PAM)、压泥费用(泥含量、压泥费用)动力系统的费用、人工和管理费用等。
安全:
1.不产生二次污染:水处理药剂一定要选择环保无污染的产品,不会加重污染,如果产品生产二次污染将会带来更多的麻烦。
2.环保对人体无害:水处理药剂不含氰化物、硫醇、硫脲环保无污染,对人体无害。
3.对设备无害:对水泵、管道、仪器、混凝土、容器的腐蚀性小,否则会大幅增加维修成本和重建成本。
怎样处理废水脱色的问题?
色度超标的原因
色度也是衡量水体干净与否的一个重要指标,对正常的河流中:水体中的植物如藻类需要阳光进行光合作用,产出氧气可供应给动物。同时植物也是生物(当然是食草的咯)的粮食。色度高,光进不去,植物不能光合作用。久而久之,该地段水体中的植物死去,破坏该地段生态,如食物链。另外工厂排放的废弃废水对河流污水色度也产生很大影响,污水色度高还有一个原因铁、铜还有一些重金属污染都也可能导致色度偏高,对人们的生活用水产生很大影响。
降低色度的方法
一、粉煤灰吸附法
粉煤灰吸附法分为物理过程和化学过程。物理吸附过程是指粉煤灰与吸附质间通过分子间阴历产生吸附作用。这一作用取决于粉煤灰的多孔性和表面积,表面积越大,吸附效率约高约好。化学吸附是指粉煤灰表面存在大量的铝、铁、硅等活性点,能与吸附质通过某种化学作用发生结合,行程离子交换和离子对的吸附,另一方面,粉煤灰中的
一些成分还能与废水中的有害物质发生吸附、絮凝沉淀协同作用而使得废水可以得到净化。
缺点:去除率不算太高
二、电化学氧化还原法
电化学法的实质就是直接或间接利用点解作用,把水中的污染物去除,或者把有毒物质变成无毒或者低毒物质。电解槽阳极可分为可溶性阳极与不溶性阳极两类,不溶性阳极大多数是用铂或者石墨制成的。由于电化学氧化还原法反应彻底,去除率还是比较高的。
缺点:操作时候危险,通电成本过高,维护成本过高。
三、生物法
生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子,破坏其不饱和键及发色基团,从而达到处理目的的一种废水处理方法。由于生物法操作简单,运行费用低,无二次污染等有点,尤其是在印染废水的处理中得到了广泛的应用。生物法的缺点在于微生物对营养物质、温度等条件有一定的要求,传统的生物法难以适应类似与印染废水的水质波动大、染料种类多、毒性高的特点,同同时还存在占地面积大、一次性投入大、对色度去除率低邓特点。
缺点:占地面积大、去除率低、适应水质波动的能力差。
四、化学法
絮凝沉淀法,是新一代的无机高分子絮凝剂,是一种多核络合物,在水处理过程中具有吸附力强、絮凝体形成速度快、矾花密实、沉降速度快、过滤性能好、使用PH值范围广、对低温高浊度原水处理效果特好的特点,而且还能去除水中的少量有机物、悬浮物、重金属、硫化物及致癌物,、脱色除油、除臭除菌效果显著。广泛应用于生活饮用水、工业污水、环保污水处理等,具有投加使用方便。处理后水质优良,处理成本低等特点。使用是用原液稀释成10%的溶液,结合少量的PAM和PAC加入废水工艺的搅拌池中,待沉淀完成后,即可达标!
染料中间体还原物废水为什么很难处理
【污水处理技术】染料及染料中间体废水处理
1前言
染料及染料中间体废水是指染料或染料中间体生产过程中排出的工艺废水。染料中间体的生产包括以下几个过程:由苯、萘、蒽等基本有机原料经磺化、硝化、还原、卤化、胺化、氧化、酰化、烷基化等化学反应过程,生成比原来结构复杂,但不具有染料特性的有机化合物,如H酸、土氏酸、J酸等。染料中间体经重氮化、偶合等反应过程制成原染料。原染料再经染料后处理,制成商品染料。染料生产过程耗用的原料多,每吨物耗可达几吨到几十吨,同时在其生产过程中,往往需要一次或多次水洗,因而产生大量的副产物或废料,尤其是废液产生量很大。
一般来说,染料及染料中间体废水具有如下特点:
①废水中污染物种类多。染料及染料中间体废水含有酸、碱、盐、卤素、烃、硝基物、胺类和染料及中间体等物质,有些还含有剧毒的联苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金属汞、镉、铬等。
②有机物浓度高。其CODCr值一般在4000 mg/L以上,对于酸性染料、直接染料以及食用染料,由于原料往往带有磺酸基团,易溶于水,导致这些有机污染物多以水溶态存在于废液中。
③含盐量高。废水中含盐量可以达到几十到几百g/L。
④染料的使用要求,促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向发展,使得这些废水难以用常规的方法治理。
⑤染料生产多为间歇操作,工艺较落后,产生的废水水质波动很大,乡镇企业的水质波动更为显著。
2源头治理技术
从根本上讲,治理废水的途径应该从清洁生产入手,实行污染源全过程控制,少排或不排废水。源头治理技术主要是包括以下几个方面:
①推行清洁生产,实行工业污染源全过程控制。清洁生产、污染源全过程控制是以节能、降耗、减污为目标,通过产品开发设计、原材料使用、良好的企业管理、采用先进合理的生产工艺、有效的物料循环、综合利用等途径实施生产、产品周期的全生命周期控制,使污染物产生量最小化的一种科学性很强的综合技术,其目标是实现工业生产经济效益、社会效益和环境效益的统一。
②加强冷却水系统工艺管理,提高水循环利用率。意大利某厂设计产量为5000 t/d,年总用水量为6500 000 m3,其中50%是冷却系统循环水。发达国家工业循环水利用率一般达70%以上,目前国内染料厂冷却水循环利用尚未引起足够的重视,冷却水循环利用率不高,冷却水系统工艺管理更有待改进。
③实行工艺改革,使“三废”产生量最小化。同一染料产品常常有几条合成路线和不同生产方法,选用合理的合成路线和先进的生产方法,使“三废”在工艺过程中消灭或减低到最低限度。例如,同样一种产品中间体N-氰乙基苯胺的合成,国内某染料厂采用的工艺为:以苯胺为原料,在氰乙基化罐中加入丙烯氰,使用催化剂ZnCl2,在温度60~100℃下反应28小时,制得氰乙基苯胺。而意大利Acna公司采用苯酚做催化剂,苯酚可以通过蒸馏回收,产品质量有保证,废水中不存在Zn污染。
④提高产品回收率,降低原材料消耗。目前,我国染料及中间体生产技术水平与发达国家相比,还有一定的差距,产品回收率低,“三废”污染比较严重。因此,提高产品回收率,降低原材料消耗,既有经济效益又有环境效益。
⑤加强物料回收,大力开展综合利用。染料及中间体产生的“三废”实质是生产过程中流失的原料、中间体和副产物。应用资源循环原理,开展“三废”资源化技术,使染料工业废水中污染物减至最低限度。
⑥研究与开发无“三废”工艺。无“三废”生产工艺研究与开发,已成为染料中间体开发研究的重要方向。前苏联有机中间体和染料研究院,首先把以水为介质反应改为有机溶剂,废水数量大为减少,例如在有机介质中由邻氨基酚同光气作用制取苯并酮唑,可完全消除污水的产生,同时还提高了产品质量。间硝基苯磺酸生产中原来每吨产品产生20 m3废水,采用碱或碳酸钠中和并将过量的硫酸钠分离出来,废水套用到成品的分离和洗涤,成为无“三废”工艺。有废水需要处理的单位,也可以到易净水网服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
3末端治理技术
一般来说,染料废水的末端治理以降低水中的CODCr、色度,回收废水中的有机物、废酸和无机盐为目的。根据不同水质和排放要求,采用不同的处理方法:去除固体杂质,可采用混凝法和过滤法;脱色一般采用混凝—吸附组合工艺流程;去除有毒物质和有机物,主要采用化学氧化法、生物法和反渗透法等;去除重金属,可用化学沉淀法和离子交换法等相关技术文档请参考易净水网资料库。
从染料及中间体废水末端治理技术原理上看,大致可把它们分为三类:物理处理法、化学处理法及生物处理法。
3.1物理处理法
物理处理法包括混凝沉淀法、吸附法、气浮法、电渗析法、结晶分离法、精馏法、离子交换法、萃取法等。一些比较常用的方法简述如下:
①混凝沉淀法
混凝沉淀法近年来发展较快,是染料废水净化的主要方法之一。对于成分复杂的染料废水,先经均化沉淀,加入适量的酸或碱中和后,再加混凝剂絮凝沉淀。
混凝沉淀法主要用于染料废水的脱色,对萘系染料处理效果较好,对蒽醌染料较差。染料废水混凝沉淀的处理效果取决于混凝剂、助凝剂的选择和用量、废水的pH值、混凝的水力条件等。该方法对色度的去除率约为70%~90%,CODCr的去除率约为50%~80%。英国水研究中心对某厂分散染料废水进行混凝沉淀处理,CODCr去除率为77.9%,色度去除率为80%。
常用的絮凝剂可分为无机、有机和高分子三种类型。使用最广泛的是铁盐和铝盐,常用的还有含活性氧化铝、高岭土、皂土的混凝剂。近年还开发了不少新型无机和有机絮凝剂,如聚硅酸、硫酸铝等。
②吸附法
吸附法可去除水中的色、臭、重金属离子和有机物。由于吸附剂对不同类型的吸附能力存在差异,即吸附剂具有选择性,因此,采用吸附法处理染料废水,吸附剂的选择是影响处理效果的一个关键因素。最常用的吸附剂是活性炭。天津长城化工厂以活性炭为吸附剂用于土氏酸生产中吸附母液中的二萘胺。
另外一些吸附剂是氧化铝和活性氧化铝。活性氧化铝的处理效果可以通过添加沉淀剂或絮凝剂来提高。其它的吸附剂有SiO2、活化煤、高分子吸附剂等,根据当地情况还可以使用一些廉价的吸附剂,如粘土、矿渣、粉煤灰等。
高分子吸附剂与离子交换树脂联合使用,可以去除染料废水中的重金属、酚类、胺类等。在一种二步法处理工艺中,第一步使用的吸附剂是具有较大表面积的非离子型聚合物,废水随后通过一个弱酸性的离子交换器。RockStevens公司用这种方法去除水中酸性、活性、金属络合及碱性染料。该方法不大适用于分散染料的去除。在这种工艺中,吸附树脂去除废水中的有机物,未被吸附的残余离子随后被离子交换树脂去除。两种树脂都可再生利用。
吸附法能够去除废水中难以分解的物质,对于不能生化处理或生物法处理后达不到排放标准的废水,可用吸附法处理。
③萃取法
萃取法是利用有机物在水中和有机溶剂中溶解度的差异,选择一种适宜的溶剂,通过与水混合,使有机物从水中迅速转移到溶剂相中,然后经两相分离,水相得到处理,而溶剂相含有染料。
染料从废液中去除后浓缩于有机相中。根据废水初始浓度的不同,染料可浓缩5~10倍。在该过程中,其它一些带负电荷杂质也会从废水中去除,例如某些含卤素亲油性物质。有机相可以用蒸馏法再生,但目前更多的是用酸或碱进行反萃取,就可以使萃取剂得到再生,而染料以浓缩盐的形式分离出来,萃取剂循环使用,这是一个很大的优点。
④结晶法
结晶法是通过控制物理条件,使染料或盐分从水中结晶分离出来,从而达到去除水中污染物的目的。该方法不必向水中另行投加化学物质。采用冷冻分离法处理J酸生产过程中的酸性废液,将废液冷冻至-10~-20℃,使废液中Na2SO4结晶析出,然后过滤除去。滤液加热、浓缩后,返回原生产工序使用。
⑤气浮法
气浮法是废水经过混凝后,通过加气使水中污染物上浮。根据废水性质不同,采用不同的气浮方法。以疏水性染料、还原、冰染为主的染料废水,普遍采用压力溶气气浮法;废水中含亲水性物质、盐类物质、以离子化形态存在的待分离物质或苯环上有取代基团的苯胺类化合物,则其它气浮净水技术效果较好,这些气浮技术包括电解凝聚气浮、离子气浮、吸附气浮等。
3.2化学处理法
化学处理法主要是利用化学反应改变废水中有害物质的结构,以达到回收或分解去除的目的。化学处理法常与物理法或生物法联合使用。
①氧化法
氧化法的目的是通过强氧化剂的氧化作用,破坏发色基团或染料分子结构,达到脱色和去除CODCr的目的。常用的氧化方法有药剂氧化法、电解法、O3氧化法、光氧化法、湿式空气氧化法等。药剂氧化法一般可用氯气、双氧水作氧化剂。
随着太阳能利用研究的发展,利用太阳光为光源的光氧化法处理废水的研究越来越受到人们的重视,并取得了可喜的进展。
②还原法
偶氮染料可进行还原处理,但有时所产生的芳香胺是致癌物。对于蒽醌染料来说,还原是可逆的。基于上述原因,还原法在染料废水处理中应用不多。
③焚烧法
焚烧法是在高温下,利用空气深度氧化处理极高浓度有机物废水的最有效手段,是最易实现工业化的方法。CODCr大于1.0×105 mg/L,热值大于1.0×104 kJ/kg的高浓度废水,炉内操作温度为900~1000℃,停留时间3~4 s,空气剩余系数为1.2~1.4,可使废水直接燃烧。国内染料废水处理基本都是以回收无机盐为目的。目前,国内焚烧处理存在的主要问题是:热回收率低,不少焚烧装置因运转费用高而不能运行。国外先进的焚烧系统都配备废热回收和废气污染控制装置,有利于降低能耗和消除二次污染。
3.3生物处理方法
生物处理方法是污水处理的常规方法,也是染料废水常用的处理手段之一。常用的生物方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厌氧生物法等。废水中含胺、酚类等,用生物法处理有较好的效果;对于酸性和碱性废水,可先经中和处理后再用生物法处理;对偶氮染料和硫化染料废水,可先经还原和氧化处理,降低其毒性后,再用生物法处理;亦有采用菌藻共生系统降解偶氮染料的报导,废水先进入厌氧塘,使偶氮双键断裂,然后进入好氧塘,降解芳香胺。
近年来,由于染料行业发展迅速,为了提高染料的使用性能,染料产品逐渐向抗氧化、抗光解、抗生物降解方向发展,废水中难生物降解的物质越来越多,给生物处理带来一定的困难。
采用生物法处理染料废水,最重要的是解决废水的可生化性问题。目前,一般趋于采用强化生物法与物化法结合的方案。
4废水资源化技术
国内外关于染料废水的资源化研究主要集中在以下几个方面:
4.1稀酸的浓缩与回用
染料废水中常伴有稀酸的排出,这部分酸可以回收利用。稀酸的回收主要包括浓缩和净化。净化指去除水中的有机物,主要有气提法、水解法、吸附法、萃取法、氧化法等,其中以氧化法最好。浓缩方法主要有鼓泡多室浓缩法、升膜式真空蒸发浓缩法。日本的Yawata化学工业公司采用浸没燃烧法将含稀盐酸的染料废水中的有机物燃烧后,获得13%的盐酸,然后用浓H2SO4进行循环脱水,转化为浓盐酸,既处理了废物,又回收了盐酸。
4.2盐类的回收
染料废水中含盐量很大,可采用浓缩和焚烧法回收。浓缩法不能去除废水中的有机物质;焚烧法虽然能把有机物作为热源焚烧,但是,如前所述,由于其成本高,难以得到广泛应用。
4.3有机物的回收
染料生产过程中会产生高浓度废母液,这种废液有机物和无机盐浓度很高,处理困难,如果能将其中有用的有机物提取出来,加以回收利用,将具有很好的经济效益和环境效益。有机物回收的方法主要有:树脂吸附、液膜萃取、络合萃取和离子缔合萃取。
有机物回收后,废水中污染物浓度大大降低,经过适当处理后易达到排放标准。因此,这是一种很有前途的处理方法。
5小结
总的来说,对于染料工业废水,使用单一处理方法,难以使处理后的出水达到国家要求的排放标准。目前一般采用两级处理方法:即物化法加生化法、生化法加氧化法,或生化法加吸附法等。在地球资源日益枯竭的情况下,国内外关于废水资源化技术的研究越来越多,人们趋向于寻找不造成二次污染,同时可回收废水中有用物质的技术,以取代目前耗资巨大的各种处理方法。