印染废水处理原则及方法

印染废水处理原则及方法

马春燕1,谭书琼2,奚旦立1

(1.东华大学,上海200051;2.上海市固体废物处置中心,上海201815)

摘 要:印染废水是高浓度、难降解的有机废水,介绍了废水处理原则及处理方法的选择;分析了各类印染

废水处理的一般工艺,包括棉及棉混纺印染、毛印染、丝绸染整、麻染整、化纤染整和蜡染的废水处理工艺;提

出了印染废水处理中需要注意的几个问题,如水解酸化池的设计、色度的处理方法比较等;指出了印染废水

处理采用新技术、新药剂的原则以及中试的必要性。

关键词:染整;废水处理;原则;技术;工艺流程

中图分类号:TS199 文献标识码:B 文章编号:1000-4017(2010)16-0030-03

Principles and m ethods of dyeing and finis hing wastewater treat m ent

M A Chun yan1,TAN Shu q i ong2,X I Dan li1

(1.D onghua Universit y,Shanghai200051,China;2.Shanghai Soli d W aste D ispo sal C enter,Shanghai201815,Chi na)

Abstrac t:The p rint i n g and dye i n g wastewa te r cha racte rized h igh concentrat i o n and d ifficu lt deg r adation.I n th is pape r,p rinci p les and m e thod s o f dye ing wastewate r trea t m ent and som e gene ra l process were ana lyzed,i n vo l v ing p rin ting and dye ing e f fluents o f co tton and its b lends,woo,l sil k,hemp,chem i c a l fi b e r,as we ll as batik p rints.Severa l issues in dye i n g wastewate r treat m ent we re proposed,such as p recaut i o ns in hydro l y sis and ac i d ification poo l de si g n and chrom a treatmen t.The pr i n c i p le o f using new techno logy and new p har m aceut ical and the need fo r p il o t w ere a lso p resented.

K ey word s:dye ing and fin ish ing;wastewate r treat m ent;p rincip le;techno logy;p rocess

0 前言

由于不同纤维(棉、毛、丝、麻、涤纶、腈纶、氨纶、锦纶等)所采用的前处理和染色工艺不同,所用的染料和助剂也不同,故其污染物种类和浓度相差很大。例如,针织、丝绸、毛纺(精纺)和牛仔织物染整加工污染较低,而棉、化纤印染废水污染物浓度相对较高,两者差别很大。据国际染料制造工业生态学协会(ETAD)调查,在4000种染料中,有90%以上的半数致死量(LD50)大于2 103m g/kg;全世界使用的3万多种合成染料中,80%以上为含偶氮键、多聚芳香环的复杂有机化合物;某些染料为有毒难降解有机物,化学稳定性强,具有致癌、致畸、致突变作用[1];每排放1t印染废水,就会污染20t水体,不仅直接危害人类健康,还严重破坏水体、土壤及生态环境。

目前,国内外印染废水的处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生化法等。近年来,运用光催化和电化学等方法治理印染废水的研究得到了人们的重视,废水处理最终效果还与施工质量、设备选型、运行管理等多种因素有关。

要达到同一个处理目标,可以有几套方案,任何一

收稿日期:2010-05-31

作者简介:马春燕(1981-),女,上海人,讲师,博士,研究方向为印染行业节能减排技术的开发。个好的工艺方案,实际上是从技术、经济、操作的可靠性等多方面综合考虑后,多种技术的优化组合。

一般评审重视对工艺的评审,需要强调的是工艺方案只是解决处理达到目标的可能性,而不是现实性。对于同样的废水,由于技术参数不同,即使采用同样的工艺可能处理结果也不一样。在具体实施时,技术参数的选择是施工设计的关键。

1 印染废水的特点

(1)水量大,无论单位产品排水量或全行业排水总量均是如此。

(2)以有机污染为主,但是可生化性(B/C)低,处理难度高。

(3)属高浓度有机废水,其中某些工序如退浆、煮练、碱减量属极高浓度。

(4)废水中的污染物主要是前处理工艺中的纤维残余物,如纤维屑、胶质、蜡、浆料等;染色、印花工艺中残留于废水中的染料、助剂;整理工艺中残留于废水中的添加物质。

(5)污染物基本上是有害物质(指其长远影响小于有毒物质)。根据东华大学长期研究,由于染料上染率都很高,残留物经过废水处理基本分解,部分工艺用到铬化合物,但用量较少,一般经处理后能达到废水排放标准。

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印 染(2010N o.16) www.cdfn.co http://www.360docs.net/doc/info-78c42db269dc5022aaea0045.html

(6)绝大部分废水呈碱性,色泽较深,尤其是染色废水,颜色随染料而异。

2 废水处理方法的选择

印染废水是有机废水,一般可采用生物处理为主、物化处理为辅的综合处理工艺。工艺路线的选择应根据废水的水质特征、处理后水的去向、排放标准,并进行技术经济比较后确定。应考虑当地的自然条件选择工艺。环境温度低的北方地区,不宜采用生物滤池或生物转盘等生物膜技术;地下水位高、地质条件差的场所,一般不宜选用构筑物深度较大、施工难度较高的工艺。以下综合各类染整废水的处理工艺,仅供参考。2.1 棉及棉混纺印染废水处理工艺

(1)混合废水处理工艺 格栅p H值调整调节池水解酸化好氧生物处理物化处理

(2)废水分质处理工艺 煮练、退浆等高浓度废水经厌氧或水解酸化后,再与其它废水混合处理;碱减量的废碱液经碱回收再利用后,再与其它废水混合处理。

2.2 毛印染废水处理工艺

格栅调节池水解酸化好氧生物处理

洗毛废水应先回收羊毛脂,再采用厌氧生物处理+好氧生物处理,然后混入染整废水合并处理或进入城镇污水处理厂。

2.3 丝绸染整废水处理工艺

格栅调节池水解酸化好氧生物处理

绢纺精炼废水宜采用的处理工艺为:格栅冷水池(可回收热能)调节池厌氧生物处理好氧生物处理。

缫丝废水应先回收丝胶等有价值物质再进行处理,处理工艺:格栅、栅网调节池好氧生物处理

沉淀或气浮。

2.4 麻染整废水处理工艺

根据生物脱胶废水、化学脱胶废水、洗麻废水的水质水量以及与染整废水混合后的实际水质,宜采用的处理工艺为:格栅沉砂池p H值调整厌氧生物处理水解酸化好氧生物处理物化处理生物滤池。

如果麻脱胶废水比例较高,则应单独进行厌氧生物处理,或者物化处理后再与染整废水混合处理。

2.5 涤纶为主的化纤染整废水处理工艺

(1)含碱减量废水的涤纶染整废水

格栅p H值调整调节池物化处理好氧生物处理。其中,碱减量废水应先回收对苯二甲酸再混入染整废水。

(2)涤纶染色废水

格栅p H值调整调节池好氧生物处理物化处理。

2.6 蜡染废水处理工艺

蜡染工艺过程中应减少尿素用量。由于废水中污染物浓度较高,且含氮量也较高,通常采用水解酸化+具有脱氮功能的兼氧、好氧生物处理工艺,具体参数应通过试验确定。

2.7 采用磷酸盐助剂的废水处理工艺

采用磷酸盐助剂时,工艺过程中产生的废水应单独进行化学除磷,如进行氢氧化钙(石灰水)沉淀等。

2.8 环境容量较小或附近为敏感地区的废水处理

当环境容量较小或附近为敏感地区时应该设事故池,因操作失误、非正常工况、停电等事故造成废水排放数量和浓度异常时,应排入事故池。事故池容积应大于一个生产周期的废水量,或大于4h排放的废水量。以上属于为达到排放标准(以COD100m g/L)的常规处理工艺,当要求执行特别排放限值时,应进行深度处理。

3 需要注意的几个问题

3.1 水解酸化池的设计

印染废水水解酸化技术参数非常重要。印染废水中C OD主要来源于各种助剂、蜡质、果胶、纤维素和半纤维素等,而色度主要来源于染料,这些污染物大多属难降解物,B/C值小于0.2,有的只有0.1。对近20种染料、助剂包括荧光增白剂的测定表明,开始水解酸化时间大多在16h以上,而完成水解酸化需24~36d。最近研究表明,新型浆料PVA1790或PVA1799,其分子质量可高达70000,完全水解约需7~8d。

水解酸化可以降解大分子、提高B/C比,从而增加可生化性,提高好氧生化的效果,同时也是污泥减量、脱色最经济的方法。虽然占地面积和初次投资较高,但是运行费用几乎为零。根据不同类型印染废水污染物的生物降解性,采用不同的水解酸化时间。对于高浓度PVA、难降解的染整废水和碱减量废水还需延长水解酸化时间,或采用相应的厌氧技术。

水解酸化容积负荷可按0.7~1.5kgC OD C r(m3!

d)设计。酸化池有效深度一般不小于4m,温度控制在20~30?,内设布水和泥水混合设备,防止污泥沉淀。根据主要污染物浓度和组分确定水解酸化容积负荷时,停留时间应根据难降解污染物的性质和浓度确定。对于牛仔水洗废水,停留时间不小于6h;对于丝

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印染废水处理原则及方法印 染(2010No.16)

绸、毛、针织废水,停留时间不小于8h;对于较高浓度的棉及涤纶染色废水,停留时间不小于24h。

水解酸化池设计的难度,在于如何保证泥水充分混合,不能沉淀;其次是调试时细菌培养时间长,难度高。

3.2 关于分质处理或混合废水处理的选用

有条件的建议采用分质处理。对于高浓度退浆废水和碱减量废水,应单独处理,回收有用资源,这样可大大降低废水处理成本。分质处理后的淡废水有利于处理后回用。但是分质处理会使占地增加25%左右,若土地紧张则需要重新考虑。

老厂若采用清浊分流,需要改造管道,有些困难,新厂则可以一起设计。

3.3 色度问题

解决色度问题的最佳方法是采用低成本的水解酸化工艺,因为染料分子已经分解,好氧方法无法脱色。如最后排水色度超标,可采用物化方法。常使用氯气、次氯酸钠、臭氧和二氧化氯等氧化剂以及紫外线来破坏水中的染料,也可以将混凝与氧化联合处理,以取长补短。氯气、次氯酸钠价格最低,最终变成淡黄色(可以达标),所以使用较广泛,但缺点是氧化产物大部分仍留在水中,而且可能比氧化前更有害。有关有机物被氯氧化后的产品毒性已引起人们重视。尤其是可吸附有机卤化合物(AOX)毒性较大。二氧化氯不产生可吸附有机卤化合物,且最终颜色接近无色,但成本较高。以上二类添加后可以在水中持续作用一段时间。而臭氧和紫外线一旦停止照射,就会失效,且实际使用价格也较高。

由于活性炭吸附成本高,一般用于检验时少量使用。

4 新技术、新药剂的使用

(1)印染废水处理用新技术、新药剂作为研究成果可以相互交流,但废水处理工程不是试验场所,为避免较大损失,均采用最成熟的方法。

(2)有些废水处理方法或药剂在现场小试,效果不错,但不能以此为准。需要按照科学方法严格予以验证,即经小试、中试,经过技术和经济论证后才能进入工程阶段。中试的时间应不少于1年,中试的规模大于工程规模的1/30。这是一般的顺序和规律。

参考文献:

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[3] H J471#2009.纺织染整工业废水治理工程技术规范[S].

(?上接第29页)

水中具有离子导电功能,使摩擦产生的静电荷迅速逸散。此外,壳聚糖整理后织物的吸湿性增加,在纤维表面形成连续的水膜,可溶解空气中的二氧化碳和纤维中存在的电解质,从而间接地提高了表面电导率。织物导电性增加后,表面能降低,因此,防污性提高。亲水整理剂KL W PS/壳聚糖溶液复配比例为1%1时,防污性能和抗静电性能较好。

3 结论

(1)聚酯织物亲水整理时,聚酯聚醚型亲水整理剂KL WPS的最佳用量为60g/L。

(2)聚酯聚醚型亲水整理剂KL W PS与壳聚糖溶液的相容性好,复配时未出现浑浊、沉淀现象。两者复配比例为1%1时,织物的吸湿性、导湿性、防污性和抗静电性均显著提高,且比单纯用亲水整理剂KL W PS 整理效果更好。

参考文献:

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