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一、染料生产厂酸性染料废水的处理技术
(一)降低酸度
降低酸度的方法有两种:
1、加废铁屑降低酸度,同时可制的硫酸亚铁。原理如下:
2、加入石灰降低酸度,同时可制的石膏。其原理如下:
(二)去除染料废水中的悬浮物和固体颗粒
去除染料废水中的悬浮物和固体颗粒常用的有以下几种方法,由于染料废水中成分复杂,它们往往配合使用。
1、絮凝沉淀(气浮)法——废水的预处理
常用的絮凝剂最多的是铝盐,如硫酸铝、聚合氯化铝等;其次是铁盐,如硫酸铁、氯化铁、氯化硫酸铁及聚合硫酸铁等;也可以使用铁铝混合盐,如聚合氯化铁铝。
2、吸附法
吸附法利用多孔性固体物质,如活性炭、硅聚物、高岭土、工业炉渣、离子交换树脂、碳纤维等。对废水中的染料及污染物进行有效的吸附,从而达到净化的方法。
(三)化学、生物法去除染料废水中的有毒物质
1、电化学法-电解法
采用石墨、钛板等作极板,以NaCl 、Na2SO4或水中原有盐分作导电介质,对染料废水通电电解,分别在阴阳两极发生氧化还原反应,使废水得以净化。另外还可以依靠产生的气态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏有害分子结构使其分解为生物易降解的分子。见表1。
2、化学氧化法
该法主要用于分解破坏废水中难以分离,或无明显使用价值的有机和无机污染物的方法。它利用臭氧、氯及其氧化物,如次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢等,将染料废水中的某些有机物基团氧化被分解。
3、光催化氧化法
一般采用ZnO-CuO-H2O2-Air复合体系进行光降解,它是利用紫外光(UV)使半导体激发产生电子空穴,破坏染料分子中的共轭发色体系和分子结构。
4、生物法
可采用生物接触氧化法和深井曝气法,最适宜的方法多采用SRS法和AB法。
SBR法SBR法包括硝化与反硝化两个过程。在好氧条件下,亚硝酸菌和硝酸菌将废水中的氨氧化成亚硝酸盐,同时生成酸,随后亚硝酸盐再进一步氧化成硝酸盐,此过程称为硝化。在缺氧条件下,反硝化菌从硝化所产生的硝酸盐中夺取氧,放出氮气,同时生成碱,此过程称为反硝化。这种方法脱氮、脱磷效果显著。
硝化与反硝化作用可用下式表示:
吸附絮凝-生物降解法(简称AB法)
AB法是由A(吸附絮凝段)和B(生物氧化段)两个曝气池串联而成,A段与B段回流系统严格分开,且一般不设初沉池。A段微生物以细菌为主,其泥龄短(0.3天~0.5天),繁殖速度快,它主要靠污泥的吸附絮凝作用去除水中的有机物,它是AB工艺的主体,而B段原生物居多。其工艺流程图如图1。
二、实际工艺实验分析
(一)项目概述
河南某染料厂主要成产酸性分散染料,在生产中排放的废水呈淡黄色,其中含硫酸14%~40%,硝酸及盐酸2%~3%,染料及相关杂质5%~8%,废水色度30~40万,COD为5000 ~8000mg/L,PH约为1~3。
针对废水特点采用结合经济效益,现采用预处理(降低酸度)+电化学法+絮凝沉淀+厌氧处理+好氧处理相结合来处理废水。
(二)工艺流程
根据工艺流程图2所示,来自酸性染料车间的废水先在反应池内与经过预先处理的废铁屑(废铁)反应,降低废水的酸度,并得到一定品质的硫酸亚铁产品,反应后废水(滤液)由泵泵往调节池,与其它废水被送往调节池用石灰石继续中和,提高废水的PH值达7左右,中和后经过滤,固渣焙烧得产品石膏板,滤液经调节池(保证水质的稳定性)由污水泵输送到电化学分解塔和絮凝沉降池,去除废水中一部分COD和悬浮颗粒。絮凝处理后的废水进入厌氧反应池中进行厌氧分解,去除大部分COD并将难生物降解的大分子分解为易生物降解的小分子物质。
厌氧分解后的废水自流进入好氧池,好氧池分为活性污泥池、中沉池、接触氧化池三部分,在接触氧化池内安装半软性填料,在微生物的作用下,废水得到净化。二级好氧池的出水自流进入二沉池。二沉池出水达标排放。
厌氧反应池、中沉池和二沉池的剩余污泥除部分回流外,其余排至污泥浓缩池中,经浓缩后抽入带式脱水机脱水,干污泥定期外运清理。
(三)处理后水质分析
处理后废水排放执行GB 8978-1996《污水综合排放标准》中一级标准,主要污染指标见表2所示:
三、结论
虽然在染料废水处理工艺中使用预处理(降低酸度)+电化学法+絮凝沉淀+厌氧处理+好氧处理相结合来处理废水,取得了较好的效果,但要从根本上解决我国染料工业的水污染问题,最好能结合染料生产工艺的改革进行。我国加入WTO后,各项环保法规将逐步与国际接轨,污染物排放标准的制定及执行将更加严格,因此不断改进对废水治理的工艺和设备将是今后工业的工作重点之一。
参考文献:
[1]彭国富,张玲芝.清洁生产与可持续发展的控制[M].北京:中国计量出版社,2001.
[2]李旭东,杨芸.废水处理技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]朱利中.酸性染料废水的脱色方法的研究[J].水处理技术,1998, 24(4).
[4]高旭光.染料废水处理的有效工艺[J].重庆环境科学,2000,22(2):25-26.
[5]叶招莲.催化氧化处理酸性染料废水[J].上海化工,2001,(23):4-6.
(一)降低酸度
降低酸度的方法有两种:
1、加废铁屑降低酸度,同时可制的硫酸亚铁。原理如下:
2、加入石灰降低酸度,同时可制的石膏。其原理如下:
(二)去除染料废水中的悬浮物和固体颗粒
去除染料废水中的悬浮物和固体颗粒常用的有以下几种方法,由于染料废水中成分复杂,它们往往配合使用。
1、絮凝沉淀(气浮)法——废水的预处理
常用的絮凝剂最多的是铝盐,如硫酸铝、聚合氯化铝等;其次是铁盐,如硫酸铁、氯化铁、氯化硫酸铁及聚合硫酸铁等;也可以使用铁铝混合盐,如聚合氯化铁铝。
2、吸附法
吸附法利用多孔性固体物质,如活性炭、硅聚物、高岭土、工业炉渣、离子交换树脂、碳纤维等。对废水中的染料及污染物进行有效的吸附,从而达到净化的方法。
(三)化学、生物法去除染料废水中的有毒物质
1、电化学法-电解法
采用石墨、钛板等作极板,以NaCl 、Na2SO4或水中原有盐分作导电介质,对染料废水通电电解,分别在阴阳两极发生氧化还原反应,使废水得以净化。另外还可以依靠产生的气态氧或NaClO的氧化作用及H2的还原作用破坏有害分子结构使其分解为生物易降解的分子。见表1。
2、化学氧化法
该法主要用于分解破坏废水中难以分离,或无明显使用价值的有机和无机污染物的方法。它利用臭氧、氯及其氧化物,如次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢等,将染料废水中的某些有机物基团氧化被分解。
3、光催化氧化法
一般采用ZnO-CuO-H2O2-Air复合体系进行光降解,它是利用紫外光(UV)使半导体激发产生电子空穴,破坏染料分子中的共轭发色体系和分子结构。
4、生物法
可采用生物接触氧化法和深井曝气法,最适宜的方法多采用SRS法和AB法。
SBR法SBR法包括硝化与反硝化两个过程。在好氧条件下,亚硝酸菌和硝酸菌将废水中的氨氧化成亚硝酸盐,同时生成酸,随后亚硝酸盐再进一步氧化成硝酸盐,此过程称为硝化。在缺氧条件下,反硝化菌从硝化所产生的硝酸盐中夺取氧,放出氮气,同时生成碱,此过程称为反硝化。这种方法脱氮、脱磷效果显著。
硝化与反硝化作用可用下式表示:
吸附絮凝-生物降解法(简称AB法)
AB法是由A(吸附絮凝段)和B(生物氧化段)两个曝气池串联而成,A段与B段回流系统严格分开,且一般不设初沉池。A段微生物以细菌为主,其泥龄短(0.3天~0.5天),繁殖速度快,它主要靠污泥的吸附絮凝作用去除水中的有机物,它是AB工艺的主体,而B段原生物居多。其工艺流程图如图1。
二、实际工艺实验分析
(一)项目概述
河南某染料厂主要成产酸性分散染料,在生产中排放的废水呈淡黄色,其中含硫酸14%~40%,硝酸及盐酸2%~3%,染料及相关杂质5%~8%,废水色度30~40万,COD为5000 ~8000mg/L,PH约为1~3。
针对废水特点采用结合经济效益,现采用预处理(降低酸度)+电化学法+絮凝沉淀+厌氧处理+好氧处理相结合来处理废水。
(二)工艺流程
根据工艺流程图2所示,来自酸性染料车间的废水先在反应池内与经过预先处理的废铁屑(废铁)反应,降低废水的酸度,并得到一定品质的硫酸亚铁产品,反应后废水(滤液)由泵泵往调节池,与其它废水被送往调节池用石灰石继续中和,提高废水的PH值达7左右,中和后经过滤,固渣焙烧得产品石膏板,滤液经调节池(保证水质的稳定性)由污水泵输送到电化学分解塔和絮凝沉降池,去除废水中一部分COD和悬浮颗粒。絮凝处理后的废水进入厌氧反应池中进行厌氧分解,去除大部分COD并将难生物降解的大分子分解为易生物降解的小分子物质。
厌氧分解后的废水自流进入好氧池,好氧池分为活性污泥池、中沉池、接触氧化池三部分,在接触氧化池内安装半软性填料,在微生物的作用下,废水得到净化。二级好氧池的出水自流进入二沉池。二沉池出水达标排放。
厌氧反应池、中沉池和二沉池的剩余污泥除部分回流外,其余排至污泥浓缩池中,经浓缩后抽入带式脱水机脱水,干污泥定期外运清理。
(三)处理后水质分析
处理后废水排放执行GB 8978-1996《污水综合排放标准》中一级标准,主要污染指标见表2所示:
三、结论
虽然在染料废水处理工艺中使用预处理(降低酸度)+电化学法+絮凝沉淀+厌氧处理+好氧处理相结合来处理废水,取得了较好的效果,但要从根本上解决我国染料工业的水污染问题,最好能结合染料生产工艺的改革进行。我国加入WTO后,各项环保法规将逐步与国际接轨,污染物排放标准的制定及执行将更加严格,因此不断改进对废水治理的工艺和设备将是今后工业的工作重点之一。
参考文献:
[1]彭国富,张玲芝.清洁生产与可持续发展的控制[M].北京:中国计量出版社,2001.
[2]李旭东,杨芸.废水处理技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]朱利中.酸性染料废水的脱色方法的研究[J].水处理技术,1998, 24(4).
[4]高旭光.染料废水处理的有效工艺[J].重庆环境科学,2000,22(2):25-26.
[5]叶招莲.催化氧化处理酸性染料废水[J].上海化工,2001,(23):4-6.