污水处理技术工艺

印染行业废水深度处理及回用技术

发布日期:2019-06-04 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

印染工业是我国工业废水排放的主要用户。据不完全统计,我国印染废水排放量约为3*106~4*106 m3/d,占工业废水排放总量的35%,但回用率小于10%[1]。印染废水的深度处理和污水回用率的提高,对缓解水资源危机,维护印染工业的可持续发展具有重要的现实意义和经济意义。

中国是一个水资源匮乏的国家。人均水资源比重仅为世界人均水资源比重的1/4,分布不均,利用率低。随着社会经济的发展,对水的需求不断增加,水资源短缺与社会经济发展的矛盾日益突出。

印染工业是我国工业废水排放的主要用户。据不完全统计,我国印染废水排放量约为3*106~4*106 m3/d,占工业废水排放总量的35%,但回用率小于10%[1]。印染废水的深度处理和污水回用率的提高,对缓解水资源危机,维护印染工业的可持续发展具有重要的现实意义和经济意义。

1。我国印染废水处理及回用现状

我国对印染废水的再利用已有许多研究。从目前的研究和应用来看,主要有以下几个特点:

(1)大多数再利用技术都处于实验研究阶段,主要用于小型试验和试验性试验。实际工程应用较少,水回用率较低,一般不超过50%,主要用于低水质要求。以前的工艺缺乏有效技术的推广和应用,有利于提高再生水的质量和回收率。

(2)回用处理主要是在标准处理的基础上,进一步处理印染废水,达到回用水水质标准。混凝、吸附、过滤和氧化是处理过程中的主要手段,但对去除盐分和硬度的关键技术却鲜有研究。

(三)由于现有技术的限制,印染废水的大规模再利用将给生产废水处理系统带来一系列问题,包括有机污染物和无机盐的积累。目前,有关废水水质及其对水处理系统的影响,特别是无机盐的积累的研究还很少。

2印染废水深度处理和再利用技术和工艺

印染废水深度处理主要处理常规二级处理系统的出水。去除的污染物主要是色度、COD和盐度(电导率),使出水水质达到生产工艺要求。印染工艺和产品质量要求不同,再生水水质要求也不同。因此,我国没有统一的印染废水回用水质标准。根据行业经验,水质指标必须控制在用水指标之内。因此,纺织印染行业对再生水水质的要求远高于城市生活杂用水。

2.1深度处理单元技术

2.1.1吸附处理技术

废水被吸附在多孔物质表面或通过由吸附剂组成的过滤床过滤出来。活性炭是印染废水深度处理中最常用的吸附剂。它有许多微孔,比表面积可达500-600 m2/g,具有很强的吸附脱色性能。特别适用于相对分子量小于400的水溶性染料的脱色和吸附。但活性炭对疏水性染料的吸附效果较差,再生过程复杂、成本高,限制了吸附法在印染废水深度处理中的应用。高岭土、硅藻土、活性粘土、粉煤灰等天然矿物也具有很高的吸附性能,可用于印染废水的深度处理。此外,李蒙英等人研究了青霉对印染废水的吸附处理。结果表明,青霉对黑、红印染、洗浴废水的处理效果较好,去除率分别达到98.0%和74.5%,为吸附法的发展提供了新的选择。吸附法虽然效果快,但使用后很难对吸附剂进行再生。如果不进行再生,很容易产生二次污染。因此,开发新型高效可再生吸附剂是目前吸附方法研究和发展的方向。

2.1.2 膜分离技术

膜具有不同物质的通透性差异。膜分离技术利用膜的这一特性在一定的传质量下分离混合物。印染废水深度处理的膜分离技术主要有微滤(mf)、超滤(uf)、纳滤(nf)和反渗透(ro)。mf和uf常被用作nf和ro的预处理;uf可以分离大分子有机物、胶体、悬浮固体;nf可以同时实现脱盐和浓缩;ro可以去除可溶性金属盐、有机物、胶粒,等,并拦截所有离子。阮慧敏等人利用uf+ro技术对浙江省一家印染厂废水进行生化处理后的废水进行了处理。膜系统填充了cod100~350mg/l,色度为180倍。电导率为800~1,350μs/cm。膜系统经过处理后,水鳕鱼<垃圾>10 mg/l,色度为1至2倍,电导率为lt;垃圾>30μs/cm。Xujie Lu等人[4]采用生物滤膜分离法。当摄取鳕鱼150~450毫克/升时,流出鳕鱼会降至50毫克/升以下,去除率高达91<unk;GT;。色度、浊度和铁锰浓度的去除效果很好。

膜分离技术的优点是:它不仅可以去除水中残留的有机物,降低色度,还可以去除无机盐,防止无机盐在体系中积聚。它是印染废水深度处理的一项很有前景的技术。然而,膜处理过程的成本很高,并且膜组件容易被污染以缩短其使用寿命。仅通过控制和减少膜污染来延长膜寿命从而降低成本,膜分离技术将更广泛地用于印染废水的深度处理。

2.1.3先进氧化深度处理技术

(一)化学氧化技术。在印染废水的深度处理中,o3和芬顿试剂是较常用的氧化剂。O3具有很强的脱色效果,虽然对COD的去除效果很小,但它可以改变废水的B / C,从而提高废水的生物降解性。采用臭氧氧化法处理卢宁川等印染废水。〔5〕。结果表明,COD去除率为72%,色度降低94%。"郭召海"等人研究了o3对色度去除和b/c的影响,发现当臭氧输入约15毫克/升时,色度去除率可达70<unk;GT;,b/c也增加了一倍多。O3氧化的主要优点是设备简单紧凑,占地面积小,易于实现自动控制。主要缺点是处理成本高,不适合处理大流量废水。

Fenton试剂是由H_2_2和Fe2+组成的氧化剂。酸性条件下产生的OH具有较强的氧化作用,特别适用于处理成分复杂的染料废水。姜兴华等用芬顿试剂对印染废水进行深度处理。结果表明:ph 2~3,h2o2剂量为3.2毫升/升,铁碳量比为1:1,反应时间为90分钟,排出的鳕鱼去除90多枚,色度降低99枚;盐度降低64度,水质指标达到要求。史红香等[8]也研究了Fenton试剂处理的印染废水,得到了类似的结果。Fenton氧化法具有很强的去除COD和色度的能力,但铁离子的存在会影响水的颜色,反应的pH值较低,可能影响其它处理过程。

(二)光催化氧化技术。利用强氧化剂产生强氧化能力·oh处理紫外辐射下的废水,具有能耗低、无二次污染、完全氧化的优点。最常用的是uv/fenton、uv/o3、uv/h2o2等。光催化也以光敏剂半导体为催化剂得到了更广泛的研究,其中以tio2光催化剂的应用最为广泛,也是最佳的处理结果。在光的辐射下,tio2在其价带上产生一个电子孔(h+)对,吸附在tio2表面的有机物通过强氧化、h+活化和氧化降解。冯丽娜等用tio2/活性炭负载系统处理印染厂的水的二次处理。摄入鳕鱼约为300毫克/升,在最佳反应条件下,流出鳕鱼减少到50毫克/升。色度降低了2倍。研究结果表明,活性炭的吸附性能有利于解决硫2的损失、分离和回收,提高光催化剂的处理效果。然而,废水的透光性和光学效率限制了光催化技术在废水处理工业中的应用。

(3)电化学氧化技术。在外部电场作用下,通过一定的化学反应,电化学过程或物理过程在特定反应器中产生一定量的自由基,利用强氧化性能降解废水中的污染物。自由基。电化学技术的特点是易于控制,无污染或污染少,灵活性高。

M.Kennedy[10]指出电化学法对印染废水脱色效果很好。当电化学反应器主流中Fe2+的质量浓度为200-500mg/L时,色度、COD和BOD的去除率分别为90%-98%、50%和70%。然而,这种可溶性电极氧化方法的电极消耗过大,因此发展新型电极已成为研究的热点之一。贾金平等[11]采用活性炭纤维和铁的复合电极降解各种模拟印染废水,取得了良好的效果。雷阳明等。[12]以PbO 2/Ti为阳极处理模拟印染废水。色度和COD去除率分别为99.5%和78.6%。

2.1.4高效的生物处理技术

印染废水的二级出水污染物不可生物降解,难以生物降解。生物学方法的重点是开发一种新的生物反应器,加强生物技术,进一步消除COD和色度。

(1)曝气生物滤池(BAF)。印染废水经二级生化处理后,COD、BOD较低。在曝气生物滤池填料上生长的假单胞菌、芽孢杆菌等营养不良微生物比表面积大,对废水中有机物的亲和力强。对BAF处理印染废水的二级出水进行了研究。水解酸化+好氧工艺后,加入BAF深度处理工艺。进水COD小于200mg/L时,水力负荷为1.0-2.0m3/(m2.h),空水比为(2-3):1,出水COD去除率大于50%,达到一级排放标准。曝气生物滤池生物浓度高,有机负荷大,处理效果稳定,出水水质好。滤料中滤料的粒径越小,处理效果越好,但粒径越小,工作周期越短,滤料的易清洗性越差,相应的反洗水量也会增加。因此,充分发挥曝气生物滤池的作用的关键是选择合适的过滤介质尺寸。

(二)流动床生物膜反应器(mbbr)。mbbr是一种新型的生物膜反应器。在反应器的填料上添加了微生物。填料悬浮在反应器中,与混合物一起流动。因此,反应器中的气体、水和填料可以完全接触,有机污染物的氧利用率和传质效率,生物膜活性高,老化的生物膜容易从填料表面脱落。mbbr还有不需要反向冲洗、冲击负荷大、水质稳定等优点。[14]

目前,关于MBBR工艺处理印染废水的研究很少。 霍桃梅[15]发现MBBR用于处理印染废水时对COD和氨氮具有良好的去除效果。进水COD从约200 mg / L降至50 mg / L以下,氨氮从10 mg / L降至2 mg / L以下,但色度去除率仅为25%。

印染废水中有机污染物种类繁多,生物填料上的多菌系统具有很强的降解能力,因此MBBR作为一种先进的处理工艺,对有机物浓度较低的二级生化处理废水具有很大的优势。今后,MBBR在印染废水深度处理中的研究和应用可作为一个发展方向。

(三)膜生物反应器(mbr)。采用膜生物反应器膜分离和生物降解相结合的方法,去除废水中残留的大部分鳕鱼、色度和全部污染物。然后通过进一步处理,通过nf(ro)工艺去除大部分盐度,使流出的水质普遍满足再利用的要求。"戴舒"等用于处理印刷和染色废水,外用mbr(由有氧反应器和超滤膜组成)进行再利用。结果表明,该系统的去除率达到99%。导电性去除率97&lock;GT;.P. Schoeberl等人[17]首先使用mbr和nf处理印染废水,废水的水质达到了水再利用的目标,但考虑到技术上的困难和高昂的经济成本,uf被用来取代nf。好的结果。mbr的优点是工艺流程短,面积小,流出水质稳定,缺点与膜分离技术相似,主要是由于膜污染造成膜寿命短,高河电力消耗成本高。

2.2印染废水深度处理和再利用一体化工艺

2.2.1传统工艺组合工艺

由于印染废水水质复杂,废水的再利用不可能通过单一技术实现。因此,有必要将各种方法有机地结合起来,并采用综合处理的组合过程。Xiaojun Wang等[18]采用臭氧联合生物法处理印染废水。臭氧氧化后,废水B / C从0.18增加到0.36,COD和色度去除率也增加。黄瑞敏等。[19]研究了混凝脱色-曝气生物滤池-离子交换组合工艺处理针织棉染色废水。出水色度去除10倍以下,COD小于20 mg/L,SS小于2 mg/L,浊度小于3 NTU。郭召海等人研究了o3氧化与生物过滤结合过程对印染废水的影响,发现O3生物过滤结合技术对化学氧化、吸附和生物降解的协同作用有很好的作用。具有操作成本低、无浓度溶液、残留污泥少等优点。单一技术用于高级治疗。难以同时解决脱色,COD还原和除盐等问题。结合各种单一技术可以获得更好的治疗效果,并确保充分利用每种技术的优势,改善污染物。去除率。

2.2.2膜技术与传统技术的融合

印染废水的组成复杂。例如,如果利用膜技术处理印染废水,必须选择适当的预处理技术,防止废水中的胶体、有机物、悬浮物对膜造成污染。A. Bes-Piá等人[20]利用o3和nf的组合工艺处理生化处理后的印染废水,o3用于氧化导致膜污染的有机物。水释放的各种指标均能满足再利用标准。M.在对生产车间的直接废水进行物理预处理后,Marcucci等人利用絮凝沉淀、o3氧化和uf进行了后续的深度处理。整个过程的色度去除率为93%,鳕鱼去除率为66%。膜污染问题限制了膜技术在印染废水处理中的应用,以及使用o3氧化等预处理方法控制膜污染,从而提高膜的寿命,降低处理成本,是今后深入处理印染废水的主要趋势。

2.2.3集成膜处理和再利用过程

国外许多研究表明,将不同的膜分离技术相结合,形成一体化的膜工艺,是印染废水深度处理的重要方向。M.Marcucci等人[21]印染废水经砂滤和超滤处理后,再经纳滤或反渗透处理。实验表明,采用纳滤或反渗透作为深度处理方案是可行的。反渗透废水可在任何印染工艺中重复使用。纳滤在脱盐脱矿方面不如反渗透,但运行成本低于反渗透。

开发了"臭氧催化氧化+cmf+ro"工艺,并完成了1,500-m3/D的印染废水膜再利用示范项目。o3催化氧化系统主要用于去除水中难降解的可生物降解有机污染物的鳕鱼和色度,其去除率分别为30~40和90。臭氧催化水氧化成连续超滤(cmf)系统,流出水质稳定,鳕鱼稳定在40毫克/升左右,浊度为0.4 ntu,污染指数(sdi)为3。经反渗透处理后,污水Cod<unk>10 mg/l,导电性<gt;10.5μs/cm,ss和色度均为0,均符合推荐的高水质标准。通过质量分离和质量分离再利用,废水再循环率达到或超过总处理水量的75%。

这些研究表明,未来先进的污水处理技术的发展方向,即充分利用各种工艺技术的集成,提高污水处理的程度,达到污水循环利用的最终目标。

3 结语和展望

印染废水对我国水环境构成严重威胁。随着人们环保意识的增强,印染废水的深度处理和回用越来越受到政府的重视。印染废水的深度处理有多种单一技术,各有优缺点,但难以达到排放再利用标准。根据印染废水水质的特点,合理选择和优化综合处理工艺是必要的。膜分离技术是印染废水深度处理的重要研究方向。未来的研究可以基于单位技术的改进,包括生化和物理处理的改进,耐火有机物处理的改进,膜成分污染的控制。形成了一套排水水质标准,高复用率,高效、经济的印染废水复用一体化技术。

印染行业废水深度处理及回用技术

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