印染廢水處理開(kāi)題報(bào)告

1、開(kāi)題報(bào)告一、選題依據(jù)印染廢水是指印染加工過(guò)程中各工序所排放的廢水混合而成的混合廢水。主要包括：預(yù)處理階段(如燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光)排放的退漿、煮練、漂白、絲光廢水；染色階段排放的染色廢水；印花階段排放的印花廢水和皂洗廢水；整理階段排放的整理廢水。 印染廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工藝、管理水平的不同而有所差異，導(dǎo)致各個(gè)印染工序排放后匯總的廢水組分非常復(fù)雜。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，難降解有毒有機(jī)成分的含量也越來(lái)越多，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有機(jī)物，對(duì)環(huán)境尤其是水環(huán)境的威脅和危害越來(lái)越大。總體而言，印染廢水的特點(diǎn)

2、是成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、色度深化學(xué)需氧量(COD)高，而生化需氧量(BODs)相對(duì)較低，可生化性差，排放量大。 印染廢水處理的目的就是為了除去廢水中的各種有害物質(zhì)，防止環(huán)境污染，使水能夠重新利用！所以說(shuō)印染廢水處理大意義：水是一種易受污染而可以再生的自然資源。隨著人口的不斷增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)開(kāi)展，加之水污染的日益嚴(yán)重，可利用的水資源數(shù)量日益短缺，造成水危機(jī)。根據(jù)水工業(yè)的觀點(diǎn)，給水和排水分別是人類向自然界取用和歸還可再生資源“水的兩個(gè)程序，為了使這個(gè)循環(huán)能夠持續(xù)地為人類效勞，水在使用后回歸自然界前，必須進(jìn)行廢水的再生處理，使水質(zhì)到達(dá)自然界自凈能力的承受水平，恢復(fù)其作為自然資源的屬性。對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的

3、實(shí)施有著極為現(xiàn)實(shí)的意義。 水資源是不可再生資源，我們不僅要節(jié)約用水，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)持可持續(xù)開(kāi)展，并且要處理好廢水，不能讓廢水污染了健康自然綠色的生態(tài)環(huán)境，把堅(jiān)持科學(xué)開(kāi)展觀應(yīng)用到實(shí)際環(huán)境保護(hù)中，給人類營(yíng)造一個(gè)健康綠色的生態(tài)圈。本課題對(duì)印染廢水中的污染物去除進(jìn)行研究，根據(jù)我國(guó)水環(huán)境的現(xiàn)狀，分析水樣中污染物的含量、來(lái)源、危害及其修復(fù)技術(shù)等方面作討論，著重于對(duì)污水去除技術(shù)的研究，為實(shí)際的特定污染物處理實(shí)踐提供技術(shù)和方法參考。二、文獻(xiàn)綜述隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們環(huán)境意識(shí)的提高，我國(guó)加大了對(duì)印染污水的治理。根據(jù)?紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?，除類污水排放指標(biāo)變化不大外，國(guó)家增加了類和類污水印染

4、廢BOD、COD、色度、懸浮物、氨氮、苯胺類等指標(biāo)的排放限定。而印染廢水水質(zhì)一般平均為COD800-2000mg/l，色度200-800倍，PH值10-13，BOD/COD為0.25-0.4，因此印染廢水的達(dá)標(biāo)排放是印染行業(yè)急需要解決的問(wèn)題。目前一般的工業(yè)有機(jī)廢水都可通過(guò)組合傳統(tǒng)工藝而得到適當(dāng)?shù)靥幚?，但是?duì)于有毒難生化降解的有機(jī)廢水，如制藥、農(nóng)藥、造紙、印染、焦化等廢水的處理，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之類的原因至今仍缺乏經(jīng)濟(jì)而有效的治理對(duì)策。現(xiàn)已投人使用的一些分般具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便和工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，但是這類處理方法通常是將有機(jī)物從液相轉(zhuǎn)移到固相(如活性炭吸附和化學(xué)混凝等)或氣相(氣吹)，不僅沒(méi)有完全

5、消除有機(jī)污染物和消耗化學(xué)藥劑，而且造成廢物堆積和二次污染。生物處理法已廣泛?jiǎn)⒂糜谏钗鬯凸I(yè)廢水的處理，但卻犧牲大量稀釋水而且處理時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備占地面積大，對(duì)上述生物毒性大的有毒難降解有機(jī)廢水處理效果差。在傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)不能適應(yīng)需要時(shí)，研究開(kāi)發(fā)費(fèi)用低且無(wú)二次污染的新型廢水處理技術(shù)，成為環(huán)保領(lǐng)域里一個(gè)亟待解決的重要課題。歐美一些工業(yè)興旺的國(guó)家愈來(lái)愈重視開(kāi)發(fā)各種經(jīng)濟(jì)效益好、處理效率高、無(wú)二次污染的新技術(shù)。近30年來(lái)，應(yīng)用各種氧化技術(shù)在較短時(shí)間里將難降解毒性有機(jī)污染物完全無(wú)害化，不產(chǎn)生二次污染已成為主要研究的目標(biāo)之一而逐漸受到人們的青睞。這些氧化技術(shù)如前文講到的光氧化、超臨界氧化、濕式氧化、低溫

6、等離子體化學(xué)法等新技術(shù)。這些新技術(shù)在難降解有機(jī)工業(yè)廢水處理方面的研究十分活躍，有些已進(jìn)人工業(yè)試驗(yàn)階段。它們對(duì)難降解的有毒有機(jī)廢水具有較高的處理效率。印染廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工藝、管理水平的不同而有所差異，導(dǎo)致各個(gè)印染工序排放后匯總的廢水組分非常復(fù)雜。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，難降解有毒有機(jī)成分的含量也越來(lái)越多，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有機(jī)物，對(duì)環(huán)境尤其是水環(huán)境的威脅和危害越來(lái)越大?？傮w而言，印染廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、色度深化學(xué)需氧量(COD)高，而生化需氧量(BOD5)相對(duì)較低，可生化性差，排放量

7、大。80年代以前，我國(guó)印染廢水的可生化性較高，CODcr濃度常在800mg/L以下，采用傳統(tǒng)的生物與物化聯(lián)合處理系統(tǒng)，出水即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。近二十年來(lái)，印染廢水水質(zhì)發(fā)生了很大的變化。傳統(tǒng)的印染廢水處理方法，如吸附、懸浮、過(guò)濾、混凝等具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便和工藝成熟的優(yōu)點(diǎn)，但是這類處理方法通常是將有機(jī)物從液相轉(zhuǎn)移到固相或氣相，不僅沒(méi)有完全消除有機(jī)污染物和消耗化學(xué)藥劑，而且造成廢物堆積和二次污染；生物法只能除去印染廢水中的BOD，對(duì)于COD特別是有毒難降解有機(jī)物和色度的出去效果不明顯。單一的處理方法已不能滿足當(dāng)前印染廢水開(kāi)展的要求。隨著印染行業(yè)的開(kāi)展，印染廢水治理技術(shù)的研究已成為國(guó)內(nèi)外環(huán)保工作者面

8、臨的重點(diǎn)課題之一。根據(jù)研究結(jié)果并結(jié)合其運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)各工藝進(jìn)行了比照分析，為同類型廢水的處理工藝設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)參數(shù)和借鑒。 不同的生物處理方式對(duì)采用活性染料為主的印染廢水CODcr、色度的去除效率及廢水的出水pH值均有較大的影響。該文選取了吸附法，混凝法，膜別離，化學(xué)氧化法，F(xiàn)enton 法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)。無(wú)機(jī)絮凝劑主要有鋁鹽，鐵鹽等低分子混凝劑以及聚合氯化鋁PAC)，聚合硫酸鐵等高分子混凝劑傳統(tǒng)的鋁鹽混凝一直占主導(dǎo)地位，其絮體小、形態(tài)穩(wěn)定，對(duì)大局部染料廢水處理效果比擬理想，但反響較慢，受溫度影響較大且有毒性；鐵鹽反響快、絮體大、易失穩(wěn)沉淀，對(duì)疏水性染料脫色效率高，但對(duì)親水性染料脫色不理想，投加

9、量不當(dāng)會(huì)使水體呈現(xiàn)黃色，COD 去除率低。有人圍繞著鐵磁性物質(zhì)展開(kāi)研究，通過(guò)磁種混凝使非磁性污染物獲得磁性，實(shí)現(xiàn)磁別離來(lái)縮短時(shí)間。D. Pak 等1將煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣粉碎其成分中含有磁性鐵氧化物來(lái)處理紡織廢水，沉降速度較FeCl3或PAC 大10 倍，對(duì)色度、SS、TOC、COD、總氮和總磷的去除率都較高；賈宏藝等2利用磁性納米Fe3O4顆粒的超順磁特性，在外加磁場(chǎng)的作用下將磁顆粒、亞鐵鹽及有機(jī)物形成的混凝體迅速沉降下來(lái)，COD 去除率較只投加亞鐵鹽時(shí)高15%。膜別離技術(shù)由于無(wú)相變、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，迅速開(kāi)展日趨成熟并已形成工業(yè)化規(guī)模，但不適宜直接處理印染廢水， 否那么極容易造成嚴(yán)

10、重的膜污染且難以再生；膜別離技術(shù)多用于深度處理，降低和去除殘存的有機(jī)物、色度并脫除無(wú)機(jī)鹽分，別離前段工藝中形成的微生物、絮凝物或是投加的固體催化劑，與其他技術(shù)聯(lián)用的效果極好，出水可以達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。叢利澤等3采用混凝沉淀法對(duì)COD 高達(dá)2 500 mg/L，色度高達(dá)10 000 倍的印染廢水進(jìn)行預(yù)處理， 后接膜生物反響器與納濾膜別離系統(tǒng)組合工藝，處理后COD 降到30 mg/L，NH3-N 降到8 mg/L，色度為0， 其中納濾膜主要?jiǎng)e離色素等生物難降解小分子物質(zhì)。浙江某公司4采用超濾-反滲透聯(lián)用處理印染廢水，超濾可去除局部有機(jī)物及色度，更主要是去除可能污堵反滲透膜的膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)，延長(zhǎng)

11、了反滲透膜的清洗周期和壽命；反滲透可去除98的鹽分，完全去除硬度，同時(shí)對(duì)COD、色度也具有極高的去除作用，出水完全達(dá)到純水標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槿玖媳旧砭褪且环N光敏化劑，能夠被可見(jiàn)光激發(fā)向TiO2轉(zhuǎn)移電子，形成的導(dǎo)帶電子被水中的氧捕獲，進(jìn)而形成·O2-和·OH，這樣協(xié)助催化劑被間接激發(fā)，從而擴(kuò)大了可利用光的波長(zhǎng)范圍，甚至可以直接利用太陽(yáng)光，極大地降低了處理本錢。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采取的措施有：改變光收集裝置透鏡聚焦5、復(fù)式拋物線集光器6、鍍發(fā)光劑7、聯(lián)合類Fenton 技術(shù)6-8等，這些都得到了良好的處理效果。在突尼斯占地50 m2 的光敏化氧化工藝中試裝置的運(yùn)行結(jié)果說(shuō)明，太陽(yáng)光能夠去除難降解

12、有機(jī)物和色度9，甚至較實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有更高的效率量子產(chǎn)率達(dá)15%， 并提高了廢水的可生化性，這在陽(yáng)光充沛的地區(qū)具有極大的意義，只是太陽(yáng)光的光效率過(guò)低，使得處理設(shè)施占地面積龐大。上述方法用來(lái)處理印染廢水各有優(yōu)劣， 物理法總體上處理本錢較高， 其中的吸附法和膜別離技術(shù)適合于作為深度處理技術(shù)；化學(xué)氧化處理效率高、二次污染較少，越來(lái)越受到青睞，但直接用于生產(chǎn)那么費(fèi)用昂貴，這限制了這些高效技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。比擬有效的處理工藝是將化學(xué)氧化技術(shù)與生化技術(shù)結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)， 通過(guò)物化處理減少印染廢水的生物毒性，提高可生化性，再采用處理本錢較低的生化法進(jìn)一步處理。吸附法和膜別離技術(shù)作為出水要求嚴(yán)格的工藝或回用水

13、技術(shù)較為適宜。 參考文獻(xiàn) and suspended solid removal with a novel-coagulation technoligyJ.Water Science and Technology:Water Supply,2002,25/6):77-81.O4顆粒與亞鐵鹽協(xié)同處理印染廢水J.蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,24(1):52-55.理印染廢水研究J.廈門大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2021,47(3):457460. 4 浙江歐美環(huán)境工程有限染廢水到達(dá)純水標(biāo)準(zhǔn)J.紡織服裝周刊,2007(20):38. 5 Durán A,Monteagudo pho

14、tocatalytic degradation of reactive blue 4 using a Fresnel lens J.Water Research，2007,413：690698. 6 Durán A,Monteagudo J M,Amore photoFenton degradationof Reactive Blue 4 in a CPC reactor J.Applied Catalysis B：Environmental，2021,80(1/2):4250. 7 Wang Jun,Zhang Guan,Zhang Zhaohtigation on photoca

15、talytic degradation of ethyl violet dyestuff using visible light in the presence of ordinary rutile TiO2 catalyst doped with upconversion luminescence agent J. Water Research,2006,40(11):21432150. 8 Madhavan J,Maruthamuthu P,Murugic studies on visible light-assisted degradation of acid red 88 in pre

16、sence of metal-ion coupled oxone reagent J. Applied Catalysis B:Environmental 2021,83(1/2):814. 9 Bousselmi L，Geissen SU，Schroeder H. Textile wastewater treatmentand reuse by solar catalysis：results from a pilot plant in TunisiaJ. Water Science and Technology,2004,49(4):331337. 三、印染廢水脫色方法方案選擇 吸附脫色的一

17、個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過(guò)程保留了染料的結(jié)構(gòu)?；钚蕴孔鳛橐环N優(yōu)良吸附劑早已廣泛應(yīng)用于水處理中，至今仍是有色印染廢水的最好吸附劑，活性炭對(duì)染料具有選擇性，其脫色性能順序依次為堿性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料。活性炭?jī)r(jià)格昂貴，加之再生困難，因此一般只應(yīng)用于濃度較低的印染廢水處理或深度處理：。分子篩、活性鋁、顆?；钚蕴?GAC)，硅藻土和鋸木屑可以用作分散性染料1260的吸附劑。吸附劑的最大問(wèn)題在于難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)再生。S karcher：研制了一種新型可再生的吸附劑Cucurbituril，它是由甘脲和甲醛縮聚形成的一種環(huán)狀縮聚物。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，該物質(zhì)無(wú)毒，并且在Ca

18、2濃度1100mmolL,溶液中鹽的總濃度小于1001000mmolL。時(shí)，可以得到高的吸附量，剩余色度很低。3.2 氧化復(fù)原脫色 借助氧化還原作用破壞染料的共軛體系或發(fā)色基團(tuán)是印染脫色處理的有效方法。除常規(guī)的氯氧化法外，國(guó)內(nèi)外研究重點(diǎn)主要集中在臭氧氧化、過(guò)氧化氫氧化、電解氧化和光氧化方面。臭氧是良好的脫色氧化劑，對(duì)于含水溶性染料廢水如活性、直接、陽(yáng)離子和酸性等染料，其脫色率很高；對(duì)分散染料也有較好脫色效果；但對(duì)其他以懸浮狀態(tài)存在于廢水中的復(fù)原、硫化和涂料，脫色效果較差。臭氧氧化也可以與其他處理技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。如用FeSO4、F2(SO4)3、及FeCl3，凝聚后再用臭氧處理可提高脫色處理；臭氧

19、一電解處理可使直接、酸性染料的脫色率比單純臭氧處理增加2540，對(duì)堿性及活性染料增加10。臭氧加紫外輻射或同時(shí)進(jìn)行電離輻射也可提高氧化效率。由于臭氧氧化對(duì)染料品種適應(yīng)性廣、脫色效率高，同時(shí)O3在廢水中的還原產(chǎn)物以及過(guò)剩O3，能迅速在溶液和空氣中分解為O2，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。因此O3脫色技術(shù)具有一定的工業(yè)化應(yīng)用前景。目前臭氧氧化的主要缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)偏高。Fenton試劑在處理廢水過(guò)程中除具有氧化作用外，還兼有混凝作用，因此脫色效率較高。近年來(lái)在染料及廢水的脫色處理中得到了日益廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的H2O2氧化目前都以Fenton試劑的形式出現(xiàn)。為了全面了解Fenton試劑對(duì)各種染料的脫色能

20、力，Kuo W G選用了覆蓋90常用染料品種的代表性化合物進(jìn)行模擬研究。結(jié)果說(shuō)明，在酸性條件下(pH<3)，平均脫色率町達(dá)97，COD去除率亦可達(dá)90。高級(jí)氧化法脫色被認(rèn)為是一種很有前途的方法。所謂高級(jí)氧化法如UV+H2O2、UV+O3因?yàn)樵谘趸^(guò)程中產(chǎn)生羥基自由基，其強(qiáng)氧化性使染料廢水脫色。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它對(duì)偶氮染料的脫色很有效。在實(shí)際生產(chǎn)中與某些化學(xué)輔助劑會(huì)提高脫色效果而且UV+H2O2方法處理偶氮型活性染料產(chǎn)生的降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境完全無(wú)害。最近的研究發(fā)現(xiàn)二氯二嗪基型偶氮類活性染料使用UV+H2O2方法脫色也有很好的效果。高級(jí)氧化法的一個(gè)嚴(yán)重缺乏之處是處理費(fèi)用較高。從而限制了它的廣泛使用。處

21、理技術(shù) 劑目前出現(xiàn)的無(wú)機(jī)混凝劑包括金屬鹽類和無(wú)機(jī)高分子聚合電解質(zhì)，其中以鐵鹽、鎂鹽、鋁鹽以及硅、鈣元素的化合物為主。根據(jù)應(yīng)用情況來(lái)看，堿式氯化鋁、硫酸鋁、三價(jià)鐵鹽等單純鋁鹽都對(duì)一些水溶性染料廢水的脫色率不高，且使用的pH范圍較窄。FeSO4對(duì)于大局部水溶性染料均具有較好的脫色效果，例如處理硫化染色廢水，色度去除率為95，硫化物和BOD去除率為96和59。但由于FeSO4脫色的機(jī)理是將生色基團(tuán)還原，復(fù)原產(chǎn)物為有機(jī)小分子不能有效混凝去除，因此CODcr的去除率不高，且對(duì)溶液中堿度的消耗較大，混凝劑的用量也較大。MgO、MgSO4等鎂鹽，利用其在水溶液中生成的Mg(OH)2的強(qiáng)烈吸附作用，對(duì)含磺酸基

22、團(tuán)的水溶性染料具有良好的處理效果、脫色率、CODcr去除率分別可達(dá)98和70以上；。采用MgCl2和Ca(OH)2處理活性染料和分散性染料廢水，其效果要好于A12(SO4)3、PAC、FeSO4Ca(OH)2。其機(jī)理是Mg2+與羥基、羧基或SO42-反響生成穩(wěn)定的螯合物，這些螯合物可通過(guò)絮凝作用從廢水中去除。但鎂鹽也存在pH范圍窄的缺點(diǎn)。大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐說(shuō)明，采用無(wú)機(jī)混凝劑包括鐵鹽、鋁鹽、鎂鹽及無(wú)機(jī)絮劑對(duì)以膠體或懸浮狀態(tài)存在于廢水中的染料具有良好的脫色效果，如分散染料、硫化染料、氧化后的還原染料、偶合后的冰染染料、顏料以及分子量較大的直接染料和中性染料；而對(duì)不易形成膠體微粒的水溶性染料如酸

23、性染料、活性染料及局部小分子的直接染料廢水那么混凝脫色效果不理想。劑.1外表活性劑外表活性劑用于印染廢水處理的報(bào)道很多，醇性醋酸十八胺可用于處理不溶性染料，如處理含硫化黑B染料的染棉布廢水，染料去除率可達(dá)992。Stoica L用十八烷基三甲基氯化銨和十六烷基溴化吡啶鹽結(jié)合Al2(SO4)3在pH值為411時(shí)對(duì)含酸性和直接染料的絲綢印染廢水進(jìn)行混凝氣浮處理，脫色率可達(dá)90100。但陽(yáng)離子表面活性劑與染料分子的絡(luò)合作用具有較強(qiáng)的選擇性，因此單獨(dú)使用往往難于到達(dá)很好的效果，需要和鋁鹽復(fù)配使用。.2天然高分子及其改性絮凝劑天然有機(jī)高分子絮凝劑由于原料來(lái)源廣泛價(jià)格低廉，無(wú)毒，易于生物降解等特點(diǎn)顯示了良

24、好的應(yīng)用前景。用于印染廢水處理的天然高分子絮凝劑主要有天然淀粉及其衍生物、木質(zhì)素衍生物、甲殼素衍生物等三大類。廢水處理中大局部微細(xì)顆粒和膠體都帶有負(fù)電荷，為了提高淀粉和木質(zhì)素分子對(duì)這些小分子物質(zhì)的作用能力，進(jìn)行陽(yáng)離子改性是一個(gè)重要研究方向。陽(yáng)離子離子化淀粉和木質(zhì)素可以用于處理陽(yáng)離子染料、直接染料和酸性染料廢水，脫色率均超過(guò)90。.3合成有機(jī)高分子絮凝劑合成的有機(jī)高分子絮凝劑分子量高分子鏈中所帶的活性官能團(tuán)多，因此在水中的伸展度大，絮凝性能好，用量少，pH范圍廣，同時(shí)在過(guò)濾、脫水等固液別離操作方面都具有優(yōu)越的性能。目前應(yīng)用效果最好的是高分子絮凝劑PANDCD，它是以聚丙烯腈為主鏈，用二氰二胺在堿性條件下進(jìn)行側(cè)鏈改性，使之變?yōu)樗苄缘?、帶多種活性基團(tuán)的