水處理劑在印染廢水處理中的應(yīng)用2

1、摘要 印染廢水組分復(fù)雜, 常含有多種染料, 色度深、毒性強(qiáng)、難降解、ph 值波動(dòng)大, 而且濃度高, 廢水量大, 是難處理的工業(yè)廢水之一。本文對(duì)國內(nèi)外印染廢水治理中各種處理工藝作了綜述, 和介紹了各種水處理劑在當(dāng)中的應(yīng)用，以說明水處理劑在印染廢水處理中起著重要的作用。 關(guān)鍵詞： 水處理劑；印染；廢水處理工藝；應(yīng)用目 錄前言11、概述12、印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展412.1物理處理法12.2 化學(xué)處理法12.3 生物化學(xué)法23、各種水處理劑的應(yīng)用33.1絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用633.2天然高分子水處理劑的應(yīng)用44、cmf+ro 在印染廢水回用工程應(yīng)用1744.1工藝流程44.2工藝分析及水

2、處理劑的應(yīng)用55、總結(jié)56、 參考文獻(xiàn)6前言 水處理劑是一類用于水處理的化學(xué)藥劑的總稱，廣泛用于石油、化工、冶金、交通、輕工、紡織等工業(yè)部門。我國每天排放大量印染廢水，印染廠每加工100 m 織物會(huì)產(chǎn)生35 m3 廢水，每年大約有67 億m3 印染廢水排入水環(huán)境中，由此而造成重大生態(tài)破壞及經(jīng)濟(jì)損失?，F(xiàn)階段我國處理印染廢水的工藝方法有很多，其中各種水處理藥劑在各處理工藝中都起著重要的作用。 1、概述中國是紡織印染第一大國，而紡織印染業(yè)又是排放大戶，約占整個(gè)工業(yè)廢水排放量的35 %1。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國印染污水每天排放量約為31064106 m3，印染廠每加工100 m 織物會(huì)產(chǎn)生35 m3 廢水

3、，每年大約有67 億m3 印染廢水排入水環(huán)境中，由此而造成的重大生態(tài)破壞及經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的2。印染廢水特點(diǎn)是廢水量大，水質(zhì)復(fù)雜，有機(jī)物濃度高，難生物降解物質(zhì)多，色度深，其中尤以染料的污染最為嚴(yán)重。此類廢水經(jīng)生化處理仍帶有較深色度,難以達(dá)標(biāo)排放,脫色是印染廢水處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)3。隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進(jìn)步，新型助劑、染料、整理劑等在印染行業(yè)中被大量使用，進(jìn)一步加重了印染廢水脫色處理的難度。 2、印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展42.1物理處理法 物理處理法中研究較多的有吸附(氣浮) 法、膜分離技術(shù)、超聲氣振法、高能物理法和萃取法。2.2 化學(xué)處理法 廢水的化學(xué)處理法是利用化學(xué)反應(yīng)的

4、原理及方法來分離回收廢水中的污染物, 或改變其性質(zhì), 使其無害化的一種處理方法。在印染廢水處理中常用的有絮凝沉淀法、化學(xué)氧化法、電化學(xué)法及光化學(xué)氧化法等。2.2.1 絮凝沉淀法 絮凝沉淀是通過加入絮凝劑、助凝劑,使膠體在一定的外力擾動(dòng)下相互碰撞、聚集, 形成較大絮狀顆粒,從而使污染物被吸附去除。絮凝沉淀法的關(guān)鍵是絮凝劑,應(yīng)用于印染廢水處理方面的絮凝劑主要是鐵鹽、鋁鹽、鎂鹽、有機(jī)高分子和生物高分子等。2.2.2 化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化法是目前印染廢水脫色較為成熟的方法, 利用各種氧化劑將染料分子中發(fā)色基團(tuán)的不飽和鍵斷開, 形成分子質(zhì)量較小的有機(jī)物或無機(jī)物, 從而使染料失去發(fā)色能力。常用的氧化劑有臭

5、氧、氯氧化劑和fenton 試劑等。低劑量fenton 氧化- 混凝法對(duì)印染廢水的處理效果5 ,結(jié)果表明,低劑量fenton 氧化- 混凝法特別適合于處理成分復(fù)雜(同時(shí)含有親水性和疏水性染料)的染料廢水,處理后codcr和色度分別達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),且該法處理成本低, 操作簡便。2.2.3光化學(xué)氧化法 光化學(xué)氧化法由于反應(yīng)條件溫和(常溫、常壓)、氧化能力強(qiáng)和速度快等優(yōu)點(diǎn), 近20 多年來發(fā)展迅速, 具有較為廣泛的應(yīng)用前景。利用該技術(shù)處理印染等難降解廢水已成為廢水處理領(lǐng)域中的熱點(diǎn)之一。光化學(xué)氧化可分為光分解( 光氧化)、光敏化氧化、光激發(fā)氧化和光催化氧化等4 種。光分解原理是污染物分子吸收光子(主要是

6、波長小于300nm 的紫外光) , 獲得能量后分子化學(xué)鍵斷裂, 使有機(jī)污染物分解。光敏化氧化是通過加入敏化劑, 利用光(可以是可見光) 誘發(fā)產(chǎn)生單線態(tài)氧或超氧負(fù)離子, 從而可將許多難降解物去除。光激發(fā)氧化是在紫外光的激發(fā)下使o3,h2o2,o2等氧化劑分解產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的自由基ho,h和o等氧化分解污染物。光催化氧化效率較高, 無二次污染,是一種較有發(fā)展前途的脫色方法。2.3 生物化學(xué)法2.3.1好氧法印染廢水的好氧生物處理是一種在提供游離氧的前提下,以好氧微生物為主, 使有機(jī)物降解、穩(wěn)定的處理方法。廢水中存在的各種有機(jī)物,主要以膠體狀或溶解性的為主,作為微生物的營養(yǎng)源,這些高能位的有機(jī)物質(zhì)

7、經(jīng)過一系列的生化反應(yīng), 逐級(jí)釋放能量,最終以低能位的無機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來,達(dá)到無害化的要求,以便進(jìn)一步回到自然環(huán)境和妥善處置。2.3.2厭氧法在印染廢水處理上,厭氧生物處理與好氧生物處理相比有以下優(yōu)勢: ( 1) 應(yīng)用范圍廣,厭氧法不但能應(yīng)用于中、低濃度的印染廢水,還可應(yīng)用于高濃度的印染廢水,且某些有機(jī)物只有在厭氧條件下才能被降解,如固體有機(jī)物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等; ( 2) 能耗低,印染廢水一般為高濃度有機(jī)廢水,厭氧處理時(shí)不需要曝氣,而且產(chǎn)生的沼氣可以作為能源,單一的厭氧處理還能提供能源; (3) 有機(jī)負(fù)荷(bod5)高；(4) 剩余污泥量少,濃縮性、脫水性良好,而且污泥可以長期貯存,這

8、樣便于處理工藝的運(yùn)行及裝置的迅速啟動(dòng)。2.3.3 聯(lián)合處理技術(shù) 目前,最主要的聯(lián)合處理技術(shù)就是厭氧法與好氧法相結(jié)合,即將厭氧與好氧工藝串聯(lián)起來, 協(xié)同處理印染廢水。其中,厭氧處理主要是使印染廢水中可生化性較差的一些高分子物質(zhì)發(fā)生水解、酸化,變成較小的分子,或改變難降解有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu),從而改善廢水的可生化性,為好氧處理創(chuàng)造條件;同時(shí),好氧階段產(chǎn)生的剩余污泥也可全部回流到厭氧池,由于厭氧階段有足夠長的固體停留時(shí)間(srt), 污泥可以得到徹底的厭氧消化,從而使整個(gè)系統(tǒng)基本上沒有剩余污泥排放。3、各種水處理劑的應(yīng)用從印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展中可以看到，各種水處理劑在印染廢水處理中有著廣泛的應(yīng)用，

9、特別是化學(xué)法和生物處理法中，各種水處理劑起著關(guān)鍵性的作用。3.1絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用63.1.1無機(jī)絮凝劑 無機(jī)絮凝劑的作用機(jī)理主要是靠化學(xué)鍵力、分子間力或機(jī)械力來達(dá)到沉淀效果,這三種力可單獨(dú)或共同發(fā)生作用。在印染廢水中膠體粒子帶有負(fù)電荷的情況較多,因此絮凝劑多為陽離子型,將其加入水中,膠體粒子的電荷被中和, 離子間的斥力作用也隨之消失,便可形成大塊顆粒而沉降,水即澄清。無機(jī)鹽類絮凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽,它們的優(yōu)點(diǎn)是較經(jīng)濟(jì),用法簡單,但絮凝效率低、用量較大,而且在印染廢水處理中還存在自身難以克服的缺點(diǎn),如:殘留在水中的鋁離子會(huì)導(dǎo)致二次污染;鐵離子本身有顏色,而且fe3+具有氧化性,對(duì)設(shè)備

10、有腐蝕作用。3.1.2高分子絮凝劑 在近代印染廢水處理方法中,高分子絮凝劑占有重要地位,該類絮凝劑分子量大、官能團(tuán)多,它的凝聚機(jī)理與小分子有所不同,可用架橋機(jī)理來解釋。長鏈的高分子一部分被吸附在膠體顆粒表面上,而另一部分則被吸附在另一顆粒表面, 并可能有更多的膠體顆粒吸附在一個(gè)高分子的長鏈上,從而容易發(fā)生絮凝。目前使用的高分子絮凝劑主要有無機(jī)高分子絮凝劑、有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。3.1.3微生物絮凝劑 微生物絮凝劑主要是微生物的代謝產(chǎn)物(具有絮凝功能且能被自然降解的高分子有機(jī)物) 像糖蛋白、粘多糖、纖維素、dna 等, 有些則直接利用微生物細(xì)胞, 還有些是從細(xì)胞壁提取的, 能夠分泌絮凝

11、劑的微生物稱為絮凝劑產(chǎn)生菌7 。其作用機(jī)理為橋聯(lián)作用,即微生物絮凝劑大分子借助離子鍵、氫鍵和范德華力,同時(shí)吸附多個(gè)膠體顆粒, 在顆粒間產(chǎn)生架橋作用,從而形成較大的絮凝顆粒沉降下來。3.1.4復(fù)合絮凝劑印染廢水的成分復(fù)雜, 有時(shí)僅靠單一絮凝劑的處理效果并不理想, 將兩種或多種絮凝劑組合為復(fù)合絮凝劑使用, 可能會(huì)獲得更好的效果。除了采用復(fù)合絮凝劑, 為了提高印染廢水的絮凝效果, 還可以考慮絮凝與其它工藝相結(jié)合的復(fù)合工藝來處理印染廢水, 如絮凝- 過濾8 , 絮凝復(fù)合床9等工藝。3.2天然高分子水處理劑的應(yīng)用3.2.1以纖維素為基體纖維素是不溶于水的均一聚糖。它是由d-葡萄糖基構(gòu)成的鏈狀高分子聚合物

12、10。將纖維素進(jìn)行改性使其具有- nh2、- oh 等離子官能團(tuán), 這些官能團(tuán)可與某些染料及中間體的陰離子基團(tuán)(如磺酸基團(tuán)、羧酸基團(tuán))和活性基團(tuán)(如三聚氰酰氯)等進(jìn)行化學(xué)、物理的作用,從而使染料分子脫穩(wěn)與水分離,達(dá)到脫色和去除cod 的作用。3.2.2以木素為基體 吳冰艷等人11以造紙黑液中的木質(zhì)素為原料,引入自制的季銨鹽單體對(duì)其進(jìn)行接枝聚合反應(yīng),成功研制出木質(zhì)素季銨鹽絮凝劑。應(yīng)用于天津某廠排出的高濃度高色度染料中間體j 酸染料廢水的處理。張芝蘭等人12對(duì)木質(zhì)素絮凝劑也進(jìn)行了深入的研究。他們以草漿黑液中提取的木質(zhì)素直接用作絮凝劑處理活性染料廢水。實(shí)驗(yàn)表明,脫色率最高可達(dá)87%,濁度去除率可達(dá)9

13、8%。朱建華等13合成的木質(zhì)素陽離子絮凝劑處理ugn2509、s-bwf4 和2glkwl染料,脫除率均超過90%。雷中方等14研究了從厭氧處理前后的堿法草漿黑液中提取的木質(zhì)素作為絮凝劑,處理蒙脫土懸濁液和印染廢水。3.2.3以淀粉為基體淀粉含有許多羥基,通過羥基的酯化、醚化、氧化、交聯(lián)、接枝共聚等化學(xué)改性,其活性基團(tuán)數(shù)目大大增加,聚合物呈枝化結(jié)構(gòu),分散的絮凝基團(tuán)對(duì)懸浮體系中顆粒物有較強(qiáng)的捕捉與促沉作用。gao jianpin15等以高錳酸鉀為引發(fā)劑,使淀粉與丙烯腈接枝共聚,配以助凝劑處理印染廢水。馬希晨等人16以淀粉- 丙烯酰胺接枝共聚物為原料, 通過mannich 反應(yīng)和水解反應(yīng), 合成了

14、同時(shí)具有陰、陽離子基團(tuán)的兩性高分子絮凝劑，產(chǎn)物對(duì)印染的濁度和化學(xué)耗氧量(cod)去除率較高。4、cmf+ro 在印染廢水回用工程應(yīng)用174.1工藝流程工藝流程如下：4.2工藝分析及水處理劑的應(yīng)用4.2.1預(yù)處理系統(tǒng)預(yù)處理工藝在膜工藝應(yīng)用中非常關(guān)鍵，良好的預(yù)處理效果不但可確保達(dá)到膜進(jìn)水水質(zhì)要求，還可以減少膜元件的通量衰減，延長系統(tǒng)化學(xué)清洗周期及膜元件使用壽命，降低運(yùn)行成本。預(yù)處理工藝主要去除對(duì)象一般為懸浮物、膠體、有機(jī)物和微生物等物質(zhì)。達(dá)標(biāo)生化出水首先進(jìn)入原水池，經(jīng)過供水泵提升至mmf，并視濁度情況，加入pac，提高mmf的截留效率。mmf主要去除二級(jí)生化出水中的懸浮物，防止大顆粒進(jìn)入下cmf系

15、統(tǒng)。之后廢水進(jìn)入cmf進(jìn)一步脫除水中的的膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物等物質(zhì)。4.2.2反滲透系統(tǒng)(reverse osmosis 以下簡稱ro)水進(jìn)入ro 系統(tǒng)前，在ro 供水泵和高壓泵之間，需要設(shè)置5m保安過濾器，并在保安過濾器前投加nahso3去除水中的余氯，因?yàn)檫^高的余氯濃度對(duì)膜元件材料造成不可逆的損傷。nahso3 投加量以水中氧化還原電位控制在250mv以下為準(zhǔn)。另外還預(yù)留了阻垢劑、還原性殺菌劑、ph 調(diào)節(jié)等加藥口，視進(jìn)水和運(yùn)行情況對(duì)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行投加，以保持ro系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定和對(duì)ph要求。在正常操作條件中，ro 系統(tǒng)會(huì)受到無機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機(jī)物的污染。操作過

16、程中這些污染物沉積膜表面，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量和系統(tǒng)脫鹽率分別下降或惡化。這時(shí)需要對(duì)ro 進(jìn)行化學(xué)清洗。4.2.3水處理劑的應(yīng)用 本工藝中，主要用到的水處理劑有絮凝劑（pac），阻垢劑，殺菌劑和酸堿中和劑。同時(shí)，本工藝主要運(yùn)用物理法處理印染廢水，阻垢劑，緩蝕劑起著關(guān)鍵的作用，防止管道堵塞和銹化而對(duì)設(shè)備和工藝的正常運(yùn)作造成影響。5、總結(jié) 水處理劑在印染廢水中應(yīng)用廣泛，種類也較多，所以在應(yīng)用中選用合適的藥劑很關(guān)鍵。當(dāng)前，綠色化學(xué)為我們提供充分利用資源和能源, 降低成本的方法, 研究新型綠色水處理劑是以后處理各種廢水的主流,為實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。6、 參考文獻(xiàn)1姚署光，楊玉杰，李貴生，等印染廢

17、水深度處理及回用技術(shù)的研究現(xiàn)狀j河南化工，2007，24(1)：14-182張林生.印染廢水處理技術(shù)及典型工程m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，20053黃長盾.印染廢水處理m.北京:紡織工業(yè)出版社,1987:116 1224趙雪,何瑾馨,展義臻.印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展j.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2009，30（2）.5顧曉揚(yáng),汪曉軍,林德賢.fenton試劑- 曝氣生物濾池處理酸性玫瑰紅印染廢水j.工業(yè)水處理,2006, 26( 11):28 316胡濤,馬永梅,于鵠鵬,陸益丹.絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用研究j.甘肅科技,2006,22(10).7sakakibara y,nakayama t.a

18、 novel multi-electrode system for electrolytic and biological water treatments electric charge transfer and application to denitrificationj.water res,2001,35(3):768 7788肖和蓮,陽立華,劉源,等.絮凝沉降- 爐渣過濾深度處理印染廢水j.印染,2005,(11):10 119孫杰,張靖,李進(jìn)平.氧化絮凝復(fù)合床處理印染廢水的研究j.武漢科技學(xué)院院報(bào),2005,18(1):67 7010郭義明.植物纖維化學(xué)(第二版) m.北京: 輕工業(yè)出版社,1991.4.11 吳冰艷, 等. 新型脫色絮凝劑木質(zhì)素混凝劑的研制及其絮凝性能與機(jī)理的研究j.化工環(huán)保,1997,17(5):268 272.12張芝蘭,等.稻麥草類堿木素混凝劑的性質(zhì)及其應(yīng)用j.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 1997,17(4):50 453.13朱建華,等.木質(zhì)素陽離子表面活性劑的合成及應(yīng)用j.精細(xì)化工,1992, 9(4):1