印染工業(yè)廢水處理 -

1、印染工業(yè)廢水處理n印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，全國紡織印染廢水每天排放量為31064106m3。n印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點，屬難處理的工業(yè)廢水。印染廢水的特點n廢水量大n水質(zhì)波動大n印染廢水有機物含量高n可生化性較差，廢水BOD/COD值很低，一般在0.2左右n印染廢水通常堿性大n印染廢水色度高n近年來由于化學纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理技術的進步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其COD濃度也由原來的數(shù)百 mg/L上升到20003000mg/L，從而使原有

2、的生物處理系統(tǒng)COD去除率從70%下降到50%左右，甚至更低。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴重挑戰(zhàn)；傳統(tǒng)的化學沉淀和氣浮法對這類印染廢水的COD去除率也僅為30%左右。n因此開發(fā)經(jīng)濟有效的廢水處理技術日益成為當今環(huán)保行業(yè)關注的課題。 進水水質(zhì)及出水要求項目pHCODCrBOD5SS色度平均81200312151000處理要求6-9100301550注：大除pH外單位均為mg/L。一、生產(chǎn)工藝及廢水的產(chǎn)生n(一)生產(chǎn)工藝n 棉紡織產(chǎn)品主要是由棉花或棉花與化學纖維混合后經(jīng)過紡紗、染色(或印花)、整理等工序生產(chǎn)出的產(chǎn)品。有純棉(白坯布、漂白布、染色布、印花布)產(chǎn)品和棉混織產(chǎn)品(白坯布、漂白布、染色布、印

3、花布)。棉混紡織產(chǎn)品中化學纖維所占比例較大(一般均超過棉花的數(shù)量)。 n棉及棉混紡織產(chǎn)品可分為薄型織物(普通白布及染色布)及厚型織物(絨布、燈芯絨布)兩種。根據(jù)織造方式的不同，棉及棉混紡織產(chǎn)品可分為機織產(chǎn)品(由經(jīng)紗和緯紗相互交錯而織成的產(chǎn)品)和針織產(chǎn)品(由針將紗線鉤成線圈，再將線圈相互串套而成的織物產(chǎn)品)，除了染色前處理過程略有不同之外，其染色及印花工藝基本相同。圖 織布工藝流程n開清棉是紡紗工藝的第一道工序，由不同類型開清棉機組成的聯(lián)合機完成下列任務： 將緊壓的原棉開松成約0.1mg的棉束； 清除混在原棉中的雜質(zhì)和棉結，除雜效率達到40%70%； 將各種品級的原棉進行均勻混和； 制成均勻的棉

4、卷或棉叢供梳棉工序使用。梳棉是利用蓋板式或羅拉式梳棉機，借助針面運動，把小棉束梳理為單纖維狀態(tài)，進一步去除雜質(zhì)和不可紡的短纖維，使纖維平行伸直，最后制成棉條盤入條筒中。n梳機制成的纖維條，長片段不勻率較大，且纖維伸直度較差，大部分纖維都呈彎鉤或卷曲狀態(tài)，并有部分小纖維束存在，若直接用于紡紗，必然影響成紗質(zhì)量。n并條 是把若干根生條并合在一起，經(jīng)羅拉牽伸后，降低纖維條的長片段不勻率，消除生條中卷曲的纖維，改善纖維的伸直平行度及分離度。利用纖維條之間的并合作用， 使纖維條中不同性質(zhì)的纖維按一定混合比相互混合，并混合均勻。 n粗紗是紡織的一道工序，可把熟條加工成不同支數(shù)和不同捻度的粗紗，以供細紗工序

5、使用 .n絡筒，將管紗（線）卷繞成容量大、成型好并具有一定密度的筒子 。n整經(jīng)，根據(jù)工藝設計的規(guī)定，將一定根數(shù)和長度的經(jīng)紗，從絡紗筒子上引出，組成一幅紗片，使經(jīng)紗具有均勻的的張力，相互平行地緊密繞在整經(jīng)軸上，為形成織軸做好初步準備 。n上漿，旨在防止或減少紗、線在織造時產(chǎn)生斷頭，提高工作效率，將紗、線用漿料進行處理以增加其強度，稱為上漿。漿料分天然的與合成的兩類。前者有淀粉、改性淀粉、海藻膠等。后者用羧甲基纖維素（CMC）、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯等。兩者也可相互配成混合漿料。 n (二)廢水來源n 印染工業(yè)廢水主要來自染整工段，包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花和整理等?？椩旃ざ螐U水排放較少

6、。圖 染整工藝流程n (1)退漿廢水 n棉織物上的漿料和纖維本身的部分雜質(zhì)在漂染前必須去除。退漿廢水一般占廢水總量的15左右，污染物約占總量的一半。退漿廢水是堿性的有機廢水，pH值為12左右，含有各種漿料分解物、纖維屑、酸和酶等污染物，廢水呈淡黃色。n退漿廢水的污染程度和性質(zhì)視漿料的種類而異：n過去多用天然淀粉漿料，淀粉漿料的BOD5CODcr值為0.30.5；n目前使用較多的化學漿料(如聚乙烯醇PVA)的BOD5CODcr比值為0.1左右；近年來改性淀粉逐漸有取代化學漿料的趨勢，改性淀粉的可生化降解性非常好， BOD5CODcr比值為0.50.8。表 PVA漿料與改性淀粉漿料的比較n (2)

7、煮煉廢水 n為保證漂白和染整的加工質(zhì)量，要將纖維中的棉蠟、油脂、果膠類含氮化合物等雜質(zhì)去除。煮煉工藝一般用燒堿、肥皂、表面活性劑等的水溶劑，在120、pH值1013的條件下對棉纖維進行煮煉。煮煉廢水量大，呈強堿性，含堿濃度約0.3，廢水呈深褐色， BOD5和CODcr均高達每升數(shù)千毫克。n (3)漂白廢水 n漂白工藝一般采用次氯酸鈉、過氧化氫(雙氧水)、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維表面和內(nèi)部的有色雜質(zhì)，使織物漂白。由于雙氧水在漂白廢水中幾乎完全分解，而次氯酸鈉和亞氯酸鈉等含氯漂白劑的大部分氯又在漂白過程中被分解，所以漂白廢水的特點是量雖大，但污染程度小， BOD5和CODcr濃度均較低，基本上屬于

8、清潔廢水，可直接排放或循環(huán)使用。n (4)絲光廢水 n絲光處理是將織物在氫氧化鈉濃堿液內(nèi)浸透，目的是提高纖維的張力強度，增加纖維的表面光澤，降低織物的潛在收縮率，同時增加與染料的親和力。n絲光廢水含氫氧化鈉35，一般通過多效蒸發(fā)蒸濃回收后，先供絲光應用，再用于調(diào)配煮煉液、廢堿液和用于退漿。所以絲光廢水實際上很少排出，它在工藝上被多次重復使用，雖經(jīng)堿回收，但堿性仍很強，BOD5卻低(但仍高于生活污水)，其污染程度根據(jù)加工漂白布或本色布而異。n加工漂白布時，織物先經(jīng)漂煉后再絲光污染程度較低：加工本色布時， 退漿后直接進行絲光，致使原來進入煮煉廢水的纖維雜質(zhì)轉(zhuǎn)到絲光廢水相應提高了污染程度。n (5)

9、染色廢水 n染色廢水的特點是水質(zhì)變化大，色澤深，主要的污染源是染料和助劑。n不同纖維原料需用不同的染料、助劑和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的濃度不同、染色設備和規(guī)模不同，廢水水質(zhì)變化很大。一般染色廢水的堿性都強，特別當采用硫化染料和還原染料時，pH值高達10以上。染料本身的BOD均較低，COD卻要高得多。染色廢水中的許多物質(zhì)不易被生物分解，生物處理對印染廢水的COD去除率僅為6070，脫色率也僅50左右。左燒杯內(nèi)為染色廢水，右燒杯內(nèi)為加脫色劑后的處理效果 n (6)印花廢水 n印花廢水污染物主要來自調(diào)色、印花滾筒、印花篩網(wǎng)的沖洗水，以及后處理的皂洗、水洗、洗印花襯布的廢水。印花廢水的污

10、染程度很高。此外活性染料應用大量尿素，使印花廢水的氨氮含量升高。n(用尿素作助溶劑,染料容易溶解 )n n(7)整理廢水 n水量較小，其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料、甲醛、表面活性劑等，廢水量較少。二、清潔生產(chǎn)n 根據(jù)棉紡印染各加工工段所使用的化學品種類，可以了解相應排放廢水的水質(zhì)及其成分，這是選擇廢水處理方法的依據(jù)，更是找尋工藝改革、清污分流、原料再利用等一系列清潔生產(chǎn)方式的重要依據(jù)。許多成功的實例說明，結合生產(chǎn)工藝的改革，可以杜絕原料的流失和浪費，而很大程度上減輕后續(xù)廢水處理的難度。n同一種廢水處理方法，其處理效果因印染加工工藝采用不同的化學品(尤其是采用不同的漿科和染料)而相差極為懸殊

11、。對于同一種纖維原料，所使用的化學品成分決定了廢水的性質(zhì)。n不同漿料的BOD和COD值；染整工藝和染色工藝所用的主要化學品；關系到廢水處理方法的選用。n各種常用染料、有毒化學品、表面活性劑的性質(zhì)、用途及它們的生物降解性能。n見表表 100mg/L漿料中的BOD和COD值表 染整工藝用的主要化學品表 染色工藝用的主要化學品。表 棉織品常用的有毒化學品性質(zhì)、用途及毒性分析表 常用表面活性劑的生物降解性能n在回收利用方面，可按水質(zhì)特點分別回收利用。漂煉廢水和染色印花廢水要分流，漂煉廢水可對流洗滌，一水多用。n 又如堿液回收利用，絲光工序的淡堿液可用作循環(huán)沖洗，還可用于調(diào)配煮煉液，煮煉廢堿液又可用于退

12、漿，達到多次重復使用。并可根據(jù)堿液量的大小，采用適當手段回收堿。再如染料回收，士林染料及硫化染料可分別酸化后通過沉淀過濾法回收，還原染料和分散染料可用超過濾法回收。廢水經(jīng)過回收染料后，可減少色度85，減少硫化物90。三、棉紡印染工業(yè)廢水的治理方法n根據(jù)棉紡印染廢水的水質(zhì)特點，廢水處理的主要對象是堿度、不易生物降解或生物降解速度極為緩慢的有機質(zhì)、染料色素以及有毒物質(zhì)等。n國內(nèi)棉及棉紡織物染色廢水多采用以好氧處理為主的處理工藝。n純棉織物染色廢水采用生物處理效果較好。n棉混紡織物染色廢水及純化纖織物染色廢水的處理效果較差。n針織產(chǎn)品因無退漿廢水，其廢水的生物處理效果比同種機織產(chǎn)品廢水處理效果好。n

13、棉紡工業(yè)廢水經(jīng)生物處理后一般達不到排放標準，通常在生物處理裝置后還串聯(lián)不同型式的化學處理裝置作進一步處理。n 對于棉混紡織物及純化纖織物廢水，可在好氧生物處理裝置前增加水解酸化裝置，使難生物降解的有機物水解為較易生物降解的物質(zhì)，改善廢水的可生物降解性，提高全流程的去除效率。n典型的純棉織物及棉混紡織物染色廢水處理流程如圖所示。圖 純棉織物染色廢水處理流程圖圖 棉混紡織物染色廢水處理流程圖n 上述流程中，生化處理工藝可采用各種類型的活性污泥法。廢水停留時間多為3h以上。n生物膜法多采用兩段生物接觸氧化法，廢水停留時間為2.54h。水解酸化池廢水停留時間為58h或更長一些。調(diào)節(jié)池廢水停留時間宜在8

14、h以上。n生物處理單元的CODcr去除率為60左右，BOD5去除率為8090，色度為50左右。后續(xù)化學處理單元(混凝沉淀或氣浮)的去除率， CODcr為50一60， BOD5為50左右，色度為60一90?；炷齽┒嗖捎镁酆箱X。投藥量需要經(jīng)過試驗確定。n印染廢水生化處理裝置主要設計數(shù)據(jù)見表。 n印染行業(yè)染色廢水COD、BOD、色度等污染物通過生化處理達標排放是有可能的。綜合各種技術條件，生物流化床、接觸氧化和表曝應優(yōu)先選用的，可以根據(jù)各個工廠的具體條件選用處理方案。一般認為：當廢水量較小時(小于500m3d)，選用接觸氧化混凝沉淀；廢水量較大(大于500m3d)時為節(jié)省占地面積，建議選用生物流化床

15、混凝沉淀。n棉紡印染廢水的處理，總體處理流程除采用前述的幾種典型流程之外，對具體排放對象的水質(zhì)特點還應采取一些專項治理技術，如堿度、色度以及某些有毒物質(zhì)的去防。 (一)堿度的去除n 印染廢水的pH值往往高達11以上，如直接用酸中和，費用很大。如能利用排出廢水本身酸、堿度的不均勻性，設置調(diào)節(jié)池，保證一定的勻質(zhì)時間，以達到一定要求的pH值是常用的經(jīng)濟辦法。下圖為某印染廠廢水pH值變化圖，可以看出利用調(diào)節(jié)池能夠起到平抑pH峰值的作用。圖 某印染廠pH值變化圖 n還有許多印染廠采用煙道廢氣中和堿性廢水。用煙道氣處理堿性廢水既降低廢水的pH值，又消除煙道氣中塵粒、SO2、CO2對大氣的污染。煙道氣處理堿

16、性廢水時，一般pH值能從1112降到89。下表為煙道氣中和堿性廢水主要技術參數(shù)。經(jīng)煙道氣中和后，廢水中的硫化物、耗氧量和色度等都有所增加，需要作進一步處理。表 煙道氣中和堿性廢水的主要參數(shù)1活性炭吸附法n活性炭吸附法是目前去除染色廢水色度的重要方法之一?；钚蕴繉θ玖鲜怯羞x擇地進行吸附的，同時活性炭能吸附廢水中可溶性有機物質(zhì)而降低廢水的BOD和COD，但對于較高濃度廢水則必須結合其他方法一并使用。n 活性炭對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的廢水具有良好的吸附性能；但對硫化染料、還原染料等不溶性染料的廢水，由于這些染料的溶解度低，吸附時間需要很長，活性炭對它們幾乎完全不能吸附

17、或吸附得很少。下圖為活性炭對上述染料的吸附曲線。n 圖 活性炭對某些染料的吸附曲線n用作吸附劑的活性炭有粉狀、軟質(zhì)拉狀、顆粒狀等。軟質(zhì)粒狀活性炭硬度差，液體通過時易粉碎，一般采用顆粒狀活性炭較好。顆粒狀活性炭n生物活性炭(BAC)法是利用加入的微生物所分泌的外酶滲入到炭的微孔結構，使活性炭所吸附的有機物不斷分解成二氧化碳、水或合成新的細胞，最后滲出炭的結構而被去除?；钚蕴康拇呋趸纱蟠笱娱L活性炭的再生周期。定期更替失效活性炭可節(jié)省昂貴的再生費用。n下圖為生物活性炭裝置圖。生物活性炭圖 生物活性炭裝置圖n國內(nèi)應用生物活性炭法對經(jīng)表曝處理后的染色廢水的主要運行參數(shù) n國內(nèi)用于染色廢水脫色處理的

18、炭柱設計數(shù)據(jù)一般為：炭柱直徑23m；炭層高3m；總停留時間為30min左右；氣水比為4：1。 2.混凝法n混凝法是向廢水中投加化學混凝劑、助凝劑，由于吸附、微粒間的電荷中和(染料廢水通常帶有負電荷，金屬氫氧化物混凝劑帶正電荷)和擴散離子層的壓縮等產(chǎn)生的凝聚，形成較粗粒凝聚集，通過沉淀、浮選、過濾方法將它們除掉?；炷ㄍ瑯涌晌挥∪緩U水達到脫色目的。n混凝法的缺點是投藥量較大，沉渣較多，對于某些染料，例如活性染料等，混凝沉淀較困難，投藥量有時高達1000mg/L以上。n無機混凝劑(明礬、石灰、硫酸亞鐵、三氯化鐵等)幾乎不能或完全不能去除水溶性染料中相對分子質(zhì)量小的和不容易形成膠體狀的染料，如酸性染

19、料、活性染料、金屬絡合染料及一部分直接染料。n當絮凝物質(zhì)輕浮，不容易沉降時，可加少量助凝劑，使其生成良好的絮凝物，提高凈化效果。下表為適用印染廢水處理的助凝劑n近幾年，國內(nèi)在染色廢水處理方面采用堿式氯化鋁(PAC)的逐漸增多它在除色除油方面都有效果。由于堿式氯化鋁為堿式鹽，相應的氯離子含量較其他混凝劑少，PH值較高。n下表為各種混凝劑1濃度液體的PH值。n棉紡染色廢水的性質(zhì)是由所含染料的性質(zhì)決定的。分散、冰染染料廢水用堿式氯化鋁(PAC)絮凝，處理效果較好。而陽離子型染料廢水，由于PAC所形成的膠團不能很好地起到壓縮雙電層的作用，所以COD和色度的去除率較低。如果改用聚丙烯酰胺等非離子型或陰離

20、子型混凝劑，混凝效果就會明顯提高。幾種混凝劑對印染廢水的處理效果見下表。表 幾種混凝劑對印染廢水的處理效果n染色廢水往往含有多種類型染料，物化處理時常常采用幾種混凝劑復合使用，幾種混凝劑同時投加能取得更好的效果，這主要是因為每種混凝劑都有各自的化學基團，可以在水體中發(fā)揮各自的優(yōu)勢起到架橋作用，使絮體增大，有更好的處理效果。 3活性硅藻土吸附法n活性硅藻土在印染廢水中既有混凝作用，又有吸附作用，起到良好的脫色效果。通常，活化硅藻土對親水性染料脫色效果不一，對疏水性染料效果較好。當廢水中表面活性劑和均染劑較多時，效果將顯著下降。n 活化1t硅藻土約需0.5t硫酸，故耗酸量較大。日本對濃度為200m

21、g/L的染料液投加500mg/L的活化硅藻土，包括對分散、酸性、納夫妥、士林、硫化等染料，脫色率均達到90以上?；钚怨柙逋?4加壓氣浮法n加壓氣浮法應用于染色廢水的處理具有較好的脫色效果。加壓浮選所加壓力在(35)x105Pa時，空氣溶解度約為48。某棉布印染廠用壓力氣浮法處理染色廢水(處理量44m3/h)，壓力罐采用動態(tài)型的填充噴灑式(泵后加氣)，罐高與罐徑之比為3.3，氣浮池停留時間為30min，上升流速為4mms，氣浮池投加400600mg/L硫酸鋁凝聚劑，氣浮池出水經(jīng)濾池過濾。其處理效果見表。表 壓力氣浮法處理棉布印染水n 該氣浮池由氣浮和過濾兩部分組成。浮渣含水率為98.299.3，

22、經(jīng)3d濃縮后降為89.691.8，再經(jīng)壓濾機脫水，泥餅含水率為74.185.4。 5臭氧法n臭氧法處理染色廢水流程一般有三種情況：n活性炭與臭氧聯(lián)合法，適用于含泥量極少的廢水；n混凝與臭氧聯(lián)合法，適用于含泥量多、顏色深的廢水；n活性污泥與臭氧聯(lián)合法，適用于原水BOD高或要求處理后BOD較一般低的廢水?；炷?吸附或活性污泥)臭氧法處理流程n 印染廠用生化臭氧法處理染色廢水，色度去除率可達90以上，效果較好但耗電量大，處理1m3廢水約需1kwh電，設備費用高。n 國外認為，臭氧對直接、酸性、堿性、活性等親水性染料脫色速度快，效果好；對于還原、納夫妥、氧化、硫化、分散性染料等硫水性染料，則脫色效果較差，臭氧用量大；對于含鉻染料廢水，反而生成六價鉻離子，毒性更強。表 國外對各種染料用臭氧法脫色情況 (三)染料的回收n染色廢水中染料的回收多采用混凝沉淀法，也有采用超濾膜法。n1混凝沉淀法n染色殘液(腳水)存入貯水池，加硫酸和混凝劑，經(jīng)攪拌、反應后進行沉淀，沉渣經(jīng)過濾成漿狀回收。n士林染料的回收可經(jīng)酸化后(PH=5)變成隱色酸，呈膠體微粒懸浮于殘液中。用動物膠使隱色酸遇膠質(zhì)后沉淀，或投加明礬加速沉淀，沉淀物經(jīng)過濾成色漿回收。n硫化染料價廉，從經(jīng)濟角度一般不