摘要:印染废水的主要特点是色度、BOD,COD,pH值、温度和浊度高,分子量大,生物降解性低,且废水成分复杂,含有有机高分子化合物和助凝剂等。本文介绍了印染废水中常用的物理处理法、化学处理法和生物法,分析了不同处理方法的研究及应用效果及优缺点,提出了各处理方法的技术缺陷及存在的问题,并对印染废水处理未来的研究方向进行了展望,不同处理方法间的组合可以较好地发挥它们各自的优点,是未来可靠处理印染废水的有效方法。
关键词:印染废水;处理技术;研究进展
引言
纺织业是用水量最大的工业项目之一,它在处理及染色的过程中会产生含有大量化学物质的染料,夹杂在废水中形成难以治理的印染废水。印染废水的主要特点是色度、BOD,COD,pH值、温度和浊度高,BUD/COD比值小,分子量大,生物降解性低,且废水成分复杂,含有有机高分子化合物和助凝剂等。
印染废水对人体健康和水生态环境具有直接和间接的影响,大量的染料排放,使得水体色度增大,同时也会阻碍阳光射入水体,从而影响生态系统;某些染料和它的衍生物即水生植物、鱼类和其它动物存在一定的毒性,长期持续摄入会破坏它们的结构;有研究发现,染料在一定程度上会加剧水体的富营养化。
目前印染废水的处理主要有物理法、化学法、生物化学法。但是,这些方法单独使用并不能达到很好的处理效果,往往要两个或三个方法同时应用才能获得理想的处理效果。因此对相关的方法进行探讨,为废水处理提供相关的理论依据。
1物理处理法
1.1吸附法
吸附法是利用吸附剂吸附印染废水中的杂质,从而打到净化印染废水的效果,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。胡文伟等研究了用“流炭法”处理印染废水,Ramakrishna等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。
1.2膜分离法
膜分离法是利用膜的微孔进行过滤,利用膜的选择透过性,将废水中的某些物质分离出来的方法。目前用于印染废水处理的膜分离法主要是以压力差作为推动力,如反渗透、超滤、纳滤等方式。郭明远等研究了纳滤膜对活性染料X- 3B水溶液的分离性能,结果表明,纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收。赵宜江等人采用氢氧化镁吸附预处理的陶瓷膜微滤技术对含活性染料的印染废水进行脱色处理,脱色率可达98%以上,1.0m膜的通量在150 L/(m2•h)左右。膜分离法是一种新型分离技术,具有分离效率高,能耗低,工艺简单,操作方便,无污染等优点。但由于该技术需要专用设备,投资高,且膜有易结垢堵塞等缺点,目前还未能推广。
1.3超声波气振法
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化学处理法
2.1絮凝法
絮凝法是采用絮凝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,净化印染废水的方法,常用的絮凝剂有铁盐、铝盐、镁盐、有机高分子和生物高分子。
南通大学王春梅、刘轶讳和贡烨萍探讨了无机絮凝剂、有机絮凝剂及有机/无机复配絮凝剂对直接红BWS、酸性红N-3BL和活性红BF-DB的染色废水的脱色情况研究,发现复配絮凝剂可明显提高脱色效果,有机絮凝剂和硫酸铝的投加量分别为120mg/L和80 mg/L,pH值为6~7时,实际印染废水的脱色率可达96.8%,COD去除率达80.6%。
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絮凝法技术在化学法中属于流程简单、设备投资少、占地面积小、方便操作管理的方法,同时该方法对疏水性染料脱色效率高,但对亲水性染料处理效果差。
2.2化学氧化法
化学氧化法技术成熟,氧化剂多采用芬顿试剂(F-H2O2)、臭氧、含氯氧化剂等,其原理是利用氧化剂破坏有机物结构,将大分子有机物断键或氧化分解成小分子的有机物或无机物,从而达到去除污染物的目的。
曹向禹用二氧化氯作为催化剂处理COD浓度为3000mg/L、色度为550倍的印染废水,当pH值为6.5、C102投加量100mg/L、催化剂用量为1 L,常温反应45min时,COD和色度的去除率分别高达96%和93%,处理后废水COD浓度小于120mg/L,色度小于40倍。冯丽娜等研究了TiO2/活性炭光催化剂印染废水进行深度处理,在一定的实验条件下,出水COD为50mg/L,色度为2倍,取得了较好的处理效果。卜龙利等用微波辅助催化氧化连续处理印染废水,在最佳的实验条件下,COD、色度去除率可高达98%,99%。有学者对Fe粉/H2 O2对染料脱色效果进行了研究,在铁粉质量浓度为1g/L,pH值为2.0~3.O,H2O2浓度为1mmol/L实验条件下,脱色率极好。
2.3电化学法
电化学法是通过直接或间接地电解作用,将废水中的污染物去除或将有毒物质转化为无毒或低毒物,使用的设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高、脱色效果好。根据电极反应的不同方式,电化学法可细分为电气浮法、电絮凝、内电解法、电催化氧化法和高压脉冲电解法。
尹红霞、康天放等人采用电沉积和热解氧化法制备了含有中间层SnO2 + Sb2O3的钛基体二氧化铅电极(Ti/SnO2 + Sb203 /PbO2),研究制备的电极对甲基橙水溶液的电催化氧化具有脱色性能,该电极对60mg/L模拟废水甲基橙处理2h,脱色率可达82.21%,COD去除率76.75%。
3生物法
3.1生物膜法
生物膜法主要有生物流化床、生物接触氧化、生物滤池和生物转盘等,对印染废水的脱色作用比活性污泥法高。
华南理工大学韦朝海等人研究了新型生物流化床组合工艺技术对印染废水的处理情况,发现采用新型生物流化床组合技术处理印染废水,克服了传统方法的缺点,停留时间短、氧利用率高、有机
污染物转化速率快以及污泥产量少。
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。
3.3厌氧-好氧生物法
厌氧-好氧生物法兼有厌氧法和好氧法的优点,分为厌氧阶段和好氧阶段。在厌氧阶段,可以去除掉部分易降解的有机物,而难降解的部分在厌氧菌的作用下分解为小分子有机物;在好氧阶段,好氧菌氧化将小分子有机物氧化分解从而去除。厌氧-好氧生物法对难处理的高浓度印染废水具有较好的效果,且具有较强的耐冲击。
4结束语
纺织工业是轻化工业支柱产业之一。印染废水由于色度高、水质变化大、生化性差等特点。是当前工业废水处理的难点和焦点之一。传统的印染污水净化技术各有优缺,单一的物理、化学、生物法处理印染废水难以达到相关排放标准要求,多种处理技术联合应用及高效微生物强化技术的研究将是今后印染废水净化处理技术的重要方向。
参考文献:
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[4]国外印染废水处理情况[J].针织工业.2006(07)
论文作者:张连福
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/3
标签:废水论文; 色度论文; 染料论文; 有机物论文; 生物论文; 废水处理论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第21期论文;