中、小型印染企業(yè)廢水處理工藝的選擇

1、收稿日期5作者簡(jiǎn)介王先平, 女, 高級(jí)工程師, 多年從事環(huán)境科學(xué)研究工作中、小型印染企業(yè)廢水處理工藝的選擇王先平(呼和浩特市環(huán)境科學(xué)研究所, 呼和浩特010030摘要:隨著印染工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變, 印染水質(zhì)同時(shí)也發(fā)生了很大變化, 印染廢水的處理難度也隨之加大。針對(duì)印染廢水的這一特點(diǎn), 本文首次提出了以膜分離技術(shù)為核心印染廢水閉路循環(huán)處理技術(shù), 以實(shí)現(xiàn)印染廢水的再生利用, 解決印染廢水對(duì)環(huán)境的危害。膜分離技術(shù)對(duì)中、小型印染企業(yè)廢水處理是比較經(jīng)濟(jì)適用的廢水處理技術(shù), 并以某企業(yè)40m 3/d印染廢水處理工程為例對(duì)該工藝進(jìn)行了深入的研究。關(guān)鍵詞:印染廢水; 閉路循環(huán); 絮凝沉淀; 再生中圖分類號(hào):

2、X703. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-0370(2008 04-0080-05THE SEL EC T I O N O F W ASTE W AT ER D ISPO SALT ECHN IQUE O F M ED I U M -S M ALL ENTERPR ISEWANG Xianp ing(Hohho t city Institu te of Envir onmen ta l Sciences , H ohh ot 010030Ab str a c t :W iththe change of dyeing technique and p roduct struc ture, t

3、he wa ter quality of dyeing industry va ried to o, the difficulty ofdye ing wa stewa ter dis pos a l wa s deepened . The membrane sep ara ti on technol og y of dye ing wa stewa ter dis pos a l wa s intr oduced as first ti m e t o realize regene rati on of dyingwa ste wate r and resol ve the har m s

4、of dye ing wa stewa ter on environment .K e y word s:dy e ing wa stewa ter;c l osed c ircula ti on; p recipit a tion by fl occul a tion regene ra ti on1印染廢水的特點(diǎn)印染企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品多種多樣, 除了織造方法不同外, 纖維成分也發(fā)生了較大變化, 特別是近年來化學(xué)纖維的快速發(fā)展, 各類天然纖維與化學(xué)纖維混紡產(chǎn)品不斷增加, 即使同一企業(yè)其產(chǎn)品成分變化也較大, 因而其生產(chǎn)過程中排放的廢水水質(zhì)也經(jīng)常處于變化之中。一般而言, 天然纖維產(chǎn)品印染過程中排放的

5、廢水可生物降解性較好, 天然纖維與化學(xué)纖維混紡產(chǎn)品及純化學(xué)纖維產(chǎn)品排放的廢水可生物降解性稍差。這主要是生產(chǎn)加工過程中使用的漿料和染料以及對(duì)纖維的不同前處理工藝所致。總的說來, 印染廢水具有以下特點(diǎn)。1. 1色度大、有機(jī)物含量高印染廢水總體上屬于有機(jī)性廢水, 其中所含的顏色及污染物主要由天然有機(jī)物質(zhì)(天然纖維所含的蠟質(zhì)、膠質(zhì)、半纖維素、油脂等 及人工合成有機(jī)物質(zhì)(染料、助劑、漿料等 所構(gòu)成。由于在印染加工中大量使用了各種染化料, 這些染化料不可能全部轉(zhuǎn)移到織物上, 有一部分殘留在水中, 使得廢水的顏色加深。不同纖維織物在印花和染色過程中使用的染料不同, 染料的上染率也不同, 染料的殘留形態(tài)也不同

6、, 致使排放廢內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué)第20卷第4期2008年8月:2008-0-10:.08水的顏色也不相同。近年來, 隨著大量新型助劑、漿料的使用, 有機(jī)污染物的可生化性降低, 處理難度加大。1. 2水質(zhì)變化大印染廢水排放與企業(yè)生產(chǎn)的織物品種、數(shù)量及所選用的染化料等多種因素有關(guān), 水質(zhì)變化大, 在所排放的廢水中, 化學(xué)需氧量(CO D 高時(shí)可達(dá)20003000mg /L,且BOD 與CO D 之比小于0. 2, 可生化性差。1. 3pH 值變化大由于不同纖維織物在印染加工中所使用的工藝不同, 在染色或印花中為使染色溶液和印花色漿更好地上染到不同織物上, 需要在不同pH 值條件下進(jìn)行染色。因此, 不同

7、纖維織物在印染加工中所排放廢水的pH 值是不同的。一般來說, 由于棉及其混紡織物印染加工中很多工藝都需要加入堿, 造成廢水中pH 值較高。1. 4水溫水量變化大由于加工品種、產(chǎn)量的變化, 導(dǎo)致水溫水量的不穩(wěn)定。正是由于印染企業(yè)生產(chǎn)品種的多樣性及生產(chǎn)工藝的多樣性, 而且其廢水向著抗氧化、抗生物降解方向發(fā)展的特點(diǎn), 因而印染廢水的處理具有一定難度, 需采用物理、化學(xué)、生物等多種方法組合進(jìn)行。2印染廢水對(duì)人體健康及環(huán)境的影響2. 1對(duì)環(huán)境的影響印染廢水是色度深的難處理廢水, 其中含有多種有害物質(zhì), 對(duì)環(huán)境和生態(tài)危害較大。印染廢水若直接排入江河中, 廢水中的染料造成視覺上的污染, 并且吸收光線, 降低

8、水體透明度, 干擾水中微生物的生長, 妨礙水的自然凈化過程, 造成水中缺氧, 使魚、蝦等水產(chǎn)品難以生存而死亡, 從而使水質(zhì)變壞。廢水中染料的毒性很大, 印染廢水一旦排入江河, 水中部分有毒有害的污染物會(huì)隨水循環(huán)積累在動(dòng)植物體內(nèi), 毒性比原水中濃度增加幾百倍甚至幾千倍, 而染料中的致癌物質(zhì)和染料色澤對(duì)人類影響更大。印染廢水大部分偏堿性, 如果進(jìn)入到農(nóng)田, 還會(huì)使土地鹽堿化。印染廢水的硫酸鹽在土壤的還原條件下可轉(zhuǎn)化為硫化物, 產(chǎn)生硫化氫。2. 2染料對(duì)人體和動(dòng)物體健康的危害染料中可能含有的對(duì)人體和動(dòng)物體健康不利的物質(zhì)為急毒性物質(zhì)、致癌致突變物質(zhì)、致過敏物質(zhì)、環(huán)境荷爾蒙、產(chǎn)生環(huán)境污染的化學(xué)物質(zhì)(包括

9、揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)等 、變異性化學(xué)物質(zhì)、持久性有機(jī)污染物、重金屬和甲醛等。其中含有可裂解為致癌芳香胺的一些偶氮類染料, 是國際上明文禁止使用的染料?？傊? 紡織印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶。印染廢水含有多種染料、漿料、表面活性劑等助劑, 具有水量大, 有機(jī)污染物濃度高, 可生化性較差, 色度高且多變, 堿性大, 水質(zhì)水量變化大, 成份復(fù)雜等特點(diǎn)而且印染廢水是濃度高、色度深、高臭味的難處理廢水, 因此研究一項(xiàng)印染廢水達(dá)標(biāo)排放, 最終實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)零排放的處理技術(shù)非常重要。3中、小型紡織印染企業(yè)廢水處理現(xiàn)狀及前景展望我國的小型紡織印染企業(yè)眾多而且私營、個(gè)體企業(yè)較多。這些企業(yè)在地域上零星分布, 不易集中處理

10、, 且印染廢水是一類難處理的工業(yè)廢水。目前, 這些企業(yè)排放的廢水大部分沒有得到有效的治理, 這不僅造成了環(huán)境污染, 而且浪費(fèi)了水資源。許多私營、個(gè)體企業(yè)由于生產(chǎn)規(guī)模小, 受市場(chǎng)的影響較大, 他們的染色車間一般一年內(nèi)有幾個(gè)月將會(huì)停產(chǎn), 因而目前技術(shù)比較成熟的生物接觸氧化等生物處理技術(shù)無法有效運(yùn)行。而且, 這些生物處理技術(shù)占地面積較大, C OD 、色度去除率不高, 對(duì)于土地比較緊缺的企業(yè)無法采用。氧化法處理效果較好, 但其能耗大、成本較高。將膜分離技術(shù)結(jié)合起來, 實(shí)現(xiàn)印染廢水的閉路循環(huán), 是可持續(xù)發(fā)展和清潔生產(chǎn)的最佳選擇, 它必將成為今后印染行業(yè)廢水處理的一個(gè)方向。另外, 面對(duì)水資源日益緊張和短

11、缺的現(xiàn)狀, 如果能將處理后的印染廢水再生利用則對(duì)保護(hù)環(huán)境、造福后代意義重大。本文以印染廢水閉路循環(huán)的典型實(shí)例為依托, 研究提出以膜分離技術(shù)為核心的印染廢水閉路循環(huán)處理技術(shù), 在治理印染廢水的同時(shí), 實(shí)現(xiàn)印染廢水的再生和利用。這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義, 它不但解決了印染行業(yè)的污染問題, 保護(hù)了生態(tài)環(huán)境, 也為在印染行業(yè)推廣清潔生產(chǎn)提供了理論和技術(shù)支持。因此, 本項(xiàng)技術(shù)的研究成功具有重要的理論價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。同時(shí), 也為印染廢水處理技術(shù)的發(fā)展提供了新的途徑。:184印染廢水處理工藝選擇印染廢水閉路循環(huán)技術(shù)以膜分離技術(shù)為核心, 由純水制備單元和廢水處理單元構(gòu)成。純水制備單元采用目前先進(jìn)的反滲

12、透脫鹽技術(shù), 工藝流程為:砂濾-碳濾-陽床-反滲透; 印染廢水處理單元的工藝為:絮凝-砂濾-納濾。印染廢水經(jīng)廢水處理單元處理后除少部分達(dá)標(biāo)排放外, 其它的大部分可直接回用作為純水制備的水源或沖洗水, 從而實(shí)現(xiàn)了印染廢水的閉路循環(huán)。圖1為印染廢水閉路循環(huán)處理技術(shù)工藝流程圖。 284. 1純水制備單元純水制備單元采用目前先進(jìn)的反滲透技術(shù), 圖1為純水制備單元的工藝流程簡(jiǎn)圖。自來水經(jīng)過砂濾-活性炭-陽床-保險(xiǎn)過濾器-反滲透膜處理后送筆試貯備水箱, 供印染使用。4. 2廢水處理單元廢水處理單元采用絮凝-砂濾-納濾集成膜技術(shù)處理印染廢水, 具有占地小, 投資少, 處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn), 出水水質(zhì)可以達(dá)到再生水

13、的水質(zhì)要求, 對(duì)于緩減水資源緊張的局面有著重要的意義。4. 2. 1絮凝沉淀過程絮凝沉淀過程是廢水處理中的最常用的方法, 也是去除COD 和色度最為有效的方法之一, 絮凝處理的好壞直接影響后面處理單元的效果。因?yàn)橹挥袕U水中的染料分子被充分吸附和沉淀下來, 才能減輕納濾膜的處理負(fù)荷。為此, 選用合適的絮凝劑、助凝劑以及它們的添加量是達(dá)到較好處理效果的關(guān)鍵。在選絮凝劑、助凝劑時(shí)還要考慮工業(yè)應(yīng)用方面, 也就是說, 要在已經(jīng)商品化的絮凝劑中挑選, 并且要考慮它的經(jīng)濟(jì)性。在印染廢水中加入絮凝劑和助凝劑, 靜置一段時(shí)間, 水體分層, 上清液可通過砂濾處理, 沉淀污泥可脫水處理。4. 2. 2離心脫水過程通

14、過絮凝沉淀后, 可去除大部分C OD , 出現(xiàn)一定量的沉淀污泥, 這部分污泥用內(nèi)襯濾布的脫水機(jī)將大部分水脫掉, 粘在濾布上的污泥可以刮掉, 濾布可重復(fù)使用。這部分沉淀污泥經(jīng)脫水后可以與煤混在一起燒掉, 也可以進(jìn)行填埋處理。污泥含水率越低, 其固體體積越小, 液/固比也就越高, 越有利于后續(xù)處理, 廢水處理成本也較低。4. 2. 3砂濾過程印染廢水經(jīng)絮凝沉淀后, 上清液通過砂濾后進(jìn)入貯備水箱。上清液中仍含有部分微小絮凝體, 不能從水中完全沉降下去, 而砂濾能過濾掉這些微小絮凝體, 增加出水體透明度, 減輕納濾膜的負(fù)荷。4. 2. 4納濾過程印染廢水經(jīng)過絮凝沉淀、砂濾處理后進(jìn)入貯備水箱, 砂濾出水

15、在一定的壓力下通過納濾膜, 由于染料分子的尺寸大于納濾膜的孔徑而被截留。在適宜的操作條件下, 透過液可以完全脫除染料分子和其它二價(jià)離子而成為可以再生回用的水資源, 濃縮液中染料的濃度增大, 繼續(xù)返回到絮凝沉淀單元處理。4. 3印染廢水閉路循環(huán)處理系統(tǒng)的運(yùn)行效果該裝置自2005年5月投入使用以來, 運(yùn)行狀況一直良好, 完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求, 滿足公司的生產(chǎn)任務(wù)。在正常生產(chǎn)的條件下, 經(jīng)砂濾后的印染廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn); 再經(jīng)納濾后的廢水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了回用水的標(biāo)準(zhǔn), 可直接回用作為工藝軟水的部分水源使用。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比, 不僅具有一定的經(jīng)濟(jì)效益, 而且更重要的是還具有非常明顯的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

16、具體印染廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行效果見表1。表1印染廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行效果日期濁度( 電導(dǎo)率(S /cm COD (m g/L 濁度( 電導(dǎo)率97. 51893576-64375. 6注表示檢測(cè)不到。3:-8此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施, 實(shí)現(xiàn)了印染廢水的再生利用, 不僅可節(jié)約大量的自來水, 保護(hù)生態(tài)環(huán)境, 而且具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。膜分離技術(shù)實(shí)施后環(huán)境效益對(duì)比分析見表2。表2膜分離技術(shù)實(shí)施前后環(huán)境效益對(duì)比分析表項(xiàng)目廢水量(t/dCODcr (m g/l BOD 5(m g/l SS (m g/l 色度(倍實(shí)施前4077428828632實(shí)施后81020未檢出未檢出削減量3276426828632該企業(yè)

17、染色車間每天產(chǎn)生印染廢水40t 。從表2中可以看出, 處理后的印染廢水20%(8t /d 達(dá)標(biāo)排放, 80%(32t/d 直接回用作為純水裝置的水源。本項(xiàng)措施實(shí)施后年節(jié)約新鮮水10, 560t, 年節(jié)約水費(fèi)34, 848元。5結(jié)論印染廢水閉路循環(huán)處理技術(shù), 在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上成功的應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。處理后的水質(zhì)CO D cr <80m g/L, 色度去除率為100%, 濁度已經(jīng)檢測(cè)不到, 已達(dá)到了再生水的水質(zhì)要求。通過上述實(shí)例分析, 印染廢水閉路循環(huán)處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn), 既能使環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)效益雙贏, 提高市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力, 又能提升國內(nèi)印染行業(yè)抗擊國際市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力, 應(yīng)用前景較好。參考文

18、獻(xiàn)1國家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司. 印染廢水污染防治技術(shù)指南M . 北京中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2002:33-35.2蔡冬鳴, 李圭白. 廢電池中回收的錳氧化物對(duì)印染廢水脫色研究J . 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 36(11 :1527-1530.3戴日成, 張統(tǒng), 郭茜等, 印染廢水水質(zhì)特征及處理技術(shù)綜述J . 天津:工業(yè)水處理, 2002, 6(10:33-37.4朱虹, 松杰, 李劍超, 印染廢水處理技術(shù)M . 北京:中國紡織出版社, 2004:15-20.(上接第56頁導(dǎo)致大量的工業(yè)廢水、農(nóng)田廢水過渡排入烏梁素海, 使其自身調(diào)節(jié)能力大幅下降, 水體富營養(yǎng)化鹽含量迅速增高, 水生植物漫延, 充斥水體, 湖底生物填平作用加劇。烏梁素海濕地的結(jié)構(gòu)和功能正在發(fā)生變化, 人類若想達(dá)到長期利用該地資源, 必須采取及時(shí)有效措施進(jìn)行合理規(guī)劃、科學(xué)地進(jìn)行管理、開發(fā)、利用, 使烏梁素海濕地在有限的生命中充分發(fā)揮其功能與作用。3結(jié)果利用Supe r m apDe skp r o 地理信息系統(tǒng)軟件對(duì)1996年T M 衛(wèi)星遙感影像圖和2004年的ET M +衛(wèi)星遙感影像圖進(jìn)行矢量化, 獲得1996年和2004年烏梁素海濕地各景觀要素面積數(shù)據(jù), 運(yùn)用馬爾科夫模型以1996年和年各景觀要素面積數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 預(yù)測(cè)出年2050年間任意一年的濕地景觀各要素的面積, 從而得知, 烏