有机染料废水处理工艺研究
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光合细菌-活性污泥联合处理高盐染料废水的研究*论文导读::光合细菌在自然界广泛分布。
图1:“PSB+活性污泥”工艺流程(A)。
当高盐染料废水经过水解酸化后。
工艺A对CODCr 的去除率90.5%。
工艺A脱色率93.2%。
论文关键词:光合细菌,活性污泥,高盐染料废水,去除率,脱色率染料在人们的日常生活中扮演了非常重要的角色,在纺织、造纸、食品等工业上有着不可替代的作用。
随染料和印染工业的迅速发展,每年要向水体环境排放大量含染料的工业废水。
目前又朝着抗光解、抗氧化性强方向发展,这些成分不仅具有生物毒性还是具有“三致”(致癌、致畸、致突变)作用。
所以染料废水不仅成分复杂、COD高、色泽深、酸碱性强,而且含盐量高,使得生物降解更加难,以致于常规的生物处理法难以达到国家的排放标准,给环境带来了严重污染。
染料行业品种繁多,工艺复杂,一直是废水处理中的难题。
对于高盐染料废水处理技术主要有有物理法、化学法、电化学法、生化法。
物理、化学等方法处理成本高,且还容易造成二次污染。
生物法因经济,不容易造成二次污染,而被广泛的在处理高盐废水中广泛的应用。
光合细菌在自然界广泛分布,是以小分子有机物为营养物质的光能异养菌,能够随着生长条件的变化而改变代谢类型。
可直接处理高浓度有机废水生物论文,且能耐受高氯离子浓度。
利用光合细菌处理染料废水和高盐有机废水已有一些报道[1-3],但是利用光合细菌处理高盐染料废水的报道相对较少。
本研究采用厌氧酸化,陶粒挂膜的耐盐光合细菌和组合填料挂膜的活性污泥联用工艺处理高盐染料废水,通过改变系统工艺顺序实现了对高盐染料废水难降解物质的高效去除和脱色。
1 实验材料和方法1.1光合细菌菌种采集城镇污水处理厂厌氧污泥,在高盐下富集、分离、纯化培养后论文格式范文。
按照《伯杰氏细菌鉴定手册》第8版第一部分光合细菌对比鉴定,认定该光合细菌以假单胞红螺菌科、紫色非硫细菌为主。
试验用光合细菌为利用红螺菌科培养基对原光合细菌,进行富集扩大培养7天后的菌液,菌体含量约为2.8X109个/mL。
6000m3/d某厂印染废水处理工艺设计1绪论我国是纺织印染业的第一大国,而纺织印染业又是工业废水排放大户,印染厂每加工100m2织物,产生废水量3-5m3,故由此而造成的生态及经济损失是不可计量的,所以解决印染水污染问题势在必行。
在我国,印染废水是当前最主要的水体污染源之一。
由于这类废水成分相当复杂,往往含多种有机染料并且毒性强,色度深,PI1值波动大,难降解,组分变化大,且水量大,浓度高,所以一直是工业废水处理的难点,也是急需解决的问题之一。
为此,国内外对印染废水的处理技术进行了广泛的研究。
1.1印染废水来源及水质特性印染废水主要来源于印染加工的四个工序:预处理、染色、印花、整理。
预处理阶段排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水,染色工序排出印染废水、印花废水和皂液废水,整理工序则排出整理废水。
印染废水是以上各类废水的混合废水,或除漂白废水以外的综合废水。
印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异,污染物组分差异很大。
一般印染废水,pH值为6-10,COD:为400-1000mg/L,色度为100-400倍,SS为100-200mg/L。
但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后,废水水质将有较大变化[1]。
总体来说,纺织印染废水的特点如下:(l)色度大,有机物含量高,除含染料和助剂等污染物外,还含有大量的浆料,废水粘性大。
(2)COD变化大,高时可达2000-3000mg/L,BOD也高达200-300mg/L。
5(3)碱性大,如硫化染料和还原染料废水PH值可达10以上。
(4)染料品种多,可生化性较差。
(5)由于加工品种及产量经常变化,导致水温水量较大变化。
1.2印染废水的治理技术目前,国内的印染废水处理手段以生化法为主,有的还将化学法与之串联。
国外也是基本如此。
由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难度。
第19卷 第4期环境研究与监测2006年12月科研报告(10~12)对染料废水脱色处理的研究蒋宝南1,薛开泉2,张萍萍2(1.苏州农业职业技术学院,江苏苏州 215008;2.浙江省桐乡市丰林亚麻染整有限公司,浙江桐乡 314500)摘要:研究以物化处理工艺中的混凝法来处理印染废水,即用高效脱色剂与聚合氯化铝(PAC)和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)混凝来处理,从而考察了PAC的用量、废水的酸碱度和脱色剂的加入量对废水脱色效果的影响,从而得出最佳实验条件.结果表明:在500mL废水中,当废水酸碱度在7.5~8.5之间,PAC的用量在1.0~1.75mL之间,高效脱色剂的用量在1.0~1.5mL之间时,废水脱色效果最好.关键词:印染废水;混凝法;脱色中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:(G)06060(2006)0420010203 目前,世界染料年产量约为800~900×103t,我国年产量已经达到15×103t,位居世界前列.这其中大约有10%~15%的染料会直接随废水排入环境中,产生大量的印染废水,在我国这种污染现象十分严重[1].印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水.印染废水成分复杂,主要是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基因(如N N、N O)及极性基因(如-SO3Na、-O H、-N H2)[2].这些有机物分子具有浓度高,难降解物质多,色度高、毒性大和水质变化大等特点,属于难降解废水,传统的处理方法不理想[3].因此如何使印染废水脱色是处理中的重要问题,脱色方法的研究也成为印染废水处理的重要课题.国内处理染料废水普遍以生物法为主,同时辅以化学法,但脱色及COD去除效果差[4],出水难以稳定达到国家规定的排放标准.所以我们目前是采用物化法脱色,有关印染废水的物化法脱色研究,国内外已尝试过多种方法,包括离子交换、臭氧氧化、吸附法、膜分离法、电解法和混凝法等[5].本研究就是以混凝法来脱色,将高效脱色剂与聚合氯化铝(PAC)2和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)3配合使用,处理印染废水,通过试验寻求出染料废水处理的最佳条件.为此我们进一步研究了脱色剂的加入量、PAC的投加量、p H值等因素收稿日期622作者简介蒋宝南,讲师,现从事农业生态与污染治理教学工作对脱色效果的影响.注:(1)高效脱色剂主要适用于高色度、高浓度的某些染料中间体生产工艺废水的处理,尤其适用于活性、酸性、直接等染料生产工艺废水的处理,也可以用于纺织印染、漂染等行业的废水处理.它具有良好的脱色,降低COD,去除悬浮物等多种功能.(2)聚合氯化铝是一种性能优良的普适性强的无机高分子混凝剂:其除浊、脱色性能优越,处理后水的p H改变小,絮体粗大,沉降快,在工业水处理中得到了广泛推广.(3)聚丙烯酰胺是一种线型水溶性高分子,是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一, PAM及其衍生物可以用作高效的絮凝剂、增稠剂、纸张增强剂以及液体的减阻剂,广泛应用于水处理、造纸、石油、煤炭、矿冶、地质、轻纺、建筑等工业部门.2 实验部分2.1 试剂与仪器试剂:聚合氯化铝(PAC)水溶液,聚丙烯酸胺(PAM)水溶液,高效脱色剂,硫酸溶液,氢氧化钠溶液等.仪器:722型光栅分光光度计:p H S22酸度计等常规仪器. 废水的来源废水取自浙江省桐乡市某印染排污口,该厂主要进行亚麻布匹的印染生产:2000710.:.2.2.2.3 废水处理工艺及说明将混合均匀的废水调p H 值至7.5~8.5,加入适量的脱色剂搅拌数分钟后再加入絮凝剂聚合氯化铝(PA C )和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM ),进入气浮设备进行固液分离,上清液达标排成,废水处理工艺及说明见图1所示.图1 废水处理工艺2.4 分析方法及计算(1)分别将500mL 印染废水置于烧杯中,调p H 值至最佳状态,匀速搅拌,加入一定量的脱色剂搅拌,数分钟后,加入一定量的PAC ,搅拌后加入适量助凝剂PAM ,再搅拌,静置分层,取上层清液分两份,其中一份以蒸馏水作参比,用稀释倍数法测定其色度,并于最大波长处测定处理后溶液的吸光度值,然后计算脱色率R (%).另一份测定化学需氧量(COD ),求出处理后溶液的COD 值.(2)脱色率(R %)采用吸光度测定:R %=[(A 0-A)/A 0]×100%[7]式中:A 0为反应前溶液初始的吸光度:A 为混凝后溶液的吸光度.(3)化学需氧量(COD )采用重铅酸钾法测定[6];COD 去除率(%)=[(COD 0-COD)/COD 0]×100%式中:COD 0为原液的COD ;COD 为处理后样品的COD.3 结果与讨论3.1 药剂加入顺序对脱色效果的影响为研究PAC 和高效脱色剂的先后加入顺序对印染废水的脱色率是否有影响,我们做了以下实验:将废水分为同体积的三等份,在第一份中先加入脱色剂再加入PAC ,在第二份中先加入PAC 再加入脱色剂,在第三份中同时加入PAC 和脱色剂,考察这三份废水脱色情况,结果如表1所示.由表可知,药剂的加入顺序对脱色效果有着重要的影响在同一条件下,向废水中先加入脱色剂再加入的脱色效果明显大于后种情况表1 高效脱色剂和聚合铝加入顺序对脱色率的影响印染废水药剂加入顺序脱色剂2PAC PAC 2脱色剂PAC 、脱色剂脱色率/%97.675.378.13.2 脱色剂用量对脱色效果的影响为了考察脱色剂用量对印染废水脱色率是否有影响,我们做了如下实验:取500mL 的水样,分别加入0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75、2.00、2.25和2.50mL 的不同体积的高效脱色剂,结果如图2所示.图2 高效脱色剂的用量对印染废水脱色率的影响由图2可以看出:脱色剂用量是影响印染废水脱色的重要参数之一.当加药量从0.25mL 增加到1.50mL 的时候,此时的脱色率一直提高很明显,脱色剂用量越大,印染废水的脱色率越高,这是因为高效脱色剂作为有机聚合电解质在水体中电性中和.但再增加脱色剂的用量,脱色率出现了显著下降的趋势,说明此时的加药量已经过量了,这是由于染料胶体微粒过多的吸附废水中带负电的胶体,反而使粒子带正电荷而再次使水中胶体物质趋稳,阻碍絮凝过程的进行,药剂失去了正常的混凝絮集的能力,造成脱色率的降低[8].3.3 PAC 用量对脱色率的影响为考察PA C 用量对脱色效果的影响,我们做了如下实验:取10个1000mL 的烧杯,分别加入500mL 的印染废水和一定数量的高效脱色剂,边搅拌边在每个烧杯中加入不同体积的PAC (0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、1.75、2.00、2.25和2.50mL )再加入一定数量的PA M 以促进悬浮物沉降,然后将配制的溶液静置一段时间后,取其上清液测吸光度,计算它们的脱色率实验结果如图3所示由图3可知,随着加药量(5~5L )的增加,印染废水的脱色效率不断增加当加药量在11第4期蒋宝南,等:对染料废水脱色处理的研究1.PAC 2...0.2 2.0m .0.25~1.75mL之间增加的时候,印染废水脱色率 图3 PAC用量对印染废水脱色率的影响随着PA C用量的增加而提高显著.当PAC加入量从1.75mL增大到2.50mL的时候,脱色率变化幅度不大,趋于稳定状态,说明当加药量为时已经足够了,再继续增加聚合氯化铝的药量只会提高处理成本造成浪费,而对脱色的效果不是很明显.3.4 废水的p H值对脱色率的影响我们在如下试验中考察了p H值对印染废水脱色效果的影响:取500mL水样加入一定数量的高效脱色剂和聚合氯化铝,用氢氧化钠溶液或硫酸溶 图4 pH值的变化对印染废水脱色率的影响液调节废水的p H为4~10,则p H值对印染废水脱色的影响效果如图4所示.由图4可知,p H值是影响印染废水的脱色效果的一个重要因素.当p H小于7时废水形成的絮体较小,不利于沉降,废水中胶体去除率低,这是因为在酸性废水中,PAC加药量要大,加药量不够,混凝提供的正电荷就少,中和胶体使之脱色能力就会变差[9],当p H在7.5~8.5范围内时,脱色絮凝效果明显高于酸性范围,产生这种现象主要原因是紫凝剂的型态分布和溶液的p H值密切相关;废水能够提供足够的碱度供混凝剂水解形成各种高电荷的、多羟基的水合阳离子化合物,它们不仅可以中和胶体表面所带的负电荷,还可以起吸附架桥作用[10],当废水的p H再升高的时候(即p H≥9时),脱色效果降低,造成这种结果的原因可能是因为碱度太高,使得铝盐更多的转化为Al(O H)3胶体、[Al(O H)4]-、[Al(O H)5]2-等形态存在于溶液中,由于这些最终的水解产物带有负电或不带电,与胶粒表面不能起到电中和作用,且吸附架桥作用也减弱,因而混凝剂使胶粒脱色的能力变差,混凝效果不好[11].由此可见合适的p H值对印染废水的脱色效率有着强烈的影响,而当p H值在7.5~8.5之间时,对废水进行脱色处理,效果是最明显的.3.5 废水处理实验在不同时间段分别取3次500mL的污水进行试验,而所取得水水质的色度在80~200倍之间, COD浓度在300~800mg/L之间变化,将p H值调节在7.5~8.5之间,然后再进行一系列药剂的增加,使得印染废水脱色率达到92%以上,COD的去除率也达到60%左右,结果如表2所示.表2 印染废水处理试验结果水样序号p H值脱色剂的投加量/mL PAC的加入量/mL处理后色度处理后COD/mg L-1去除率/%色度COD18.0 1.3 1.510215792.559.7 28.5 1.0 1.413413693.761.4 38.0 1.5 1.616818093.060.54 结论(1)脱色剂的加入量、PAC的投加量、p H值等因素都是影响印染废水脱色的主要因素在5L 印染废水中,当废水酸碱度在5~5之间,聚合氯化铝()的用量在~5L之间,高效脱色剂的用量在1.0~1.5mL之间时,废水脱色效果最好.(2)药剂的加入顺序、用量以及废水的p H值等因素是影响印染废水絮凝脱色的主要因素,而聚合氯化铝对印染废水的脱色絮凝效果较好,若将脱 (下转第页)21环境研究与监测第19卷.00m7.8.PAC 1.0 1.7m19被强氧化转变成磷酸盐的各种形态磷的总合计.磷是水体中必须的营养元素之一,是藻类体内的营养成分,但水体中磷含量过高时可引起藻类的过度繁殖,造成富氧化.浮游植物主要是靠利用N H+4和NO-3来进行生产的.因此氮是生物生长必需的营养元素之一,在相当一部分湖泊水库中,氮还是富营养化的限制因素(当某种营养元素满足不了需要的时候,就成为藻类大量生长的障碍,此元素也就成为富营养化的限制因素).总磷、总氮是湖泊发生富营养化的主要内在因素,叶绿素a则是反映水体富营养化的一个重要指标,湖库中的总磷、总氮浓度和与藻类生产力呈相关关系(依据经济合作与发展组织(O ECD)推荐的Carl son指数(TSI)及其校正值).6 石油类和CODcr石油类属于有机污染物,能被重铬酸钾氧化,石油类浓度值高,则CODcr浓度值高,但没有一定的相关系数,当石油类浓度值超过20m g/L时,因两项指标的取样方式不同会带来影响(石油类为全转移分析,而CODcr在用催化密封消解法,只取3mL),表现在石油类的浓度值越高,而CODcr浓度值增高的幅度会越小.7 硫化物和重金属在同一水样中硫化物浓度高时,则重金属(Cu、p b、Zn、Cd等)的浓度值则较低.若重金属以络合态存在时,则不一定符合上述关系.8 氟与硬度氟与Ca2+、Mg2+形成沉淀物溶度积较小,因此,在中性、弱酸性或弱碱性水溶液中,氟含量与钙、镁量负相关,即与硬度呈负相关.在审核数据时,要认真细致,不断积累经验、丰富各方面的知识,科学地分析判断异常数据,以达到去伪存真,才能把好数据资料质量的最后这道关.参考文献:[1] 缪云琛,李华.环境监测中的数据审核[J].污染防治技术,2005,(6).[2] 李中红.浅谈水质中CODcr、C OD Mn和BOD5三者之间的关系[J].甘肃环境研究与监测,2003,(4).(上接第12页)色剂与PAC配合使用,不仅可有效降低絮凝剂的用量,而且絮体形成速度与沉降速度大大加快,污泥量少,表现出良好的脱色絮凝效果.(3)物化方法处理印染废水使得废水脱色效果良好而达标排放,但由于此厂是生产亚麻产品,进水COD浓度不高:最多只达到800mg/L,因此使用物化方法虽然COD去除率不高,但仍可以使COD排放达到三级排放标准.若生产棉织产品,它的进水COD浓度至少要达到1000mL/L,此时物化处理的方法就不能使COD达标排放了.所以若想将废水COD排放达到国家一级标准且脱色效果要好,建议将物化和生化相结合,混凝技术作为生化的预处理,可以去除一部分COD,降低色度,同时也可以降低生化处理阶段污染物的负荷,从而提高了后续废水处理的可生化性,这对降低运行成本也是有益的.参考文献[] 文淑华,王东海,钱易内循环SB R处理含染料废水的研究[J].环境科学学报,2000,20(3):54~57.[2] 胡俊红,赵寿堂,朱立.印染废水脱色技术[M].2004.[3] 刘海红.膜技术在纺织印染工业中的应用[J].水处理技术,2001,27(5):308~310.[4] 李家珍.染料、染色工业废水处理[M].北京:化学工业出版社,1997.187~188.[5] 董丽丽.新生态MnO2吸附法处理阳离子染料废水的研究[J].工业用水与废水处理,2002,33(2):28~30.[6] Ashlan I,Ak m ehnet B I.Degradati on of commeri cal reacti vedyest uff s by het rogenous an d homogeno us advanced o xi dat ionp rocess:a comparati ve st 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印染废水的处理方法及工艺流程目前,国内的印染废水处理手段以生物法为主,辅以物理法与化学法。
由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使新型染料、PAV浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难度。
原有的生物处理系统COD去除率大都由原来的70%下降到50%左右,甚至更低。
色度的去除是印染废水处理的一大难题,旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。
此外,PAV等化学浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大,但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%~30%。
针对上述问题,国内外都开展了一些研究工作,主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。
其中具有代表性的有:厌氧-好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、光降解技术研究、高效脱色混凝剂的研制等。
1、印染废水常用处理技术印染废水的常用处理方法可分为物理法、化学法与生物法三类。
物理法主要有格栅与筛网、调节、沉淀、气浮、过滤、膜技术等,化学法有中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等,生物法有厌氧生物法、好氧生物法、兼氧生物法。
2、印染废水处理单元的选择系列(1)调节:对水质水量变化大的废水,调节池应考虑停留时间长些。
一般情况下后续处理单元为水解酸化或厌氧处理时,调节时不应采用曝气方式搅拌混合。
(2)混凝反应:废水中含疏水性染料较多时,混凝反应工艺放在生化前面,以去除不溶性染料物质,减轻后续生物处理的负荷。
混凝药剂可根据染料性质选用碱式氯化铝(PAC)、硫酸亚铁(FeSO4)等,混凝反应方式采用机械搅拌易于调整水力条件,保证反应充分,反应时间应在25~30min之间。
考虑脱色效应时,应把反应时间再适当延长。
(3)中和:原水pH值高时通常用H2S04或HCl中和,为节省药剂用量,可在调节以后。
如采用烟道气中和,应考虑脱硫及除灰。
(4)沉淀(气浮):分离物化投药反应由于污泥量大,应优先考虑沉淀〔斜管沉淀易堵不宜采用),通常的辐流沉淀池适用于大水量、竖流沉淀池适用于小水量,当有地皮可利用时,平流沉淀池采用吸泥方式时也可采用。
染色废水处理工艺流程一、前言染色废水是纺织工业中产生的重要污染源之一,其中含有大量的有机物和色素,对环境造成严重影响。
因此,对染色废水进行处理是必不可少的。
本文将介绍染色废水处理的工艺流程。
二、处理工艺流程1. 初步处理初步处理是指对染色废水进行初步的过滤和沉淀,以去除其中的悬浮物和沉淀物。
具体操作包括:(1)筛网过滤:将废水通过筛网进行过滤,去除其中较大的杂质。
(2)沉淀池:将经过筛网过滤后的废水放入沉淀池中,在一定时间内让其中的悬浮物和沉淀物自然沉淀到池底。
2. 生化处理生化处理是指利用微生物对有机物进行分解降解,将其转化为无害物质。
具体操作包括:(1)好氧生化:将经过初步处理后的废水通入好氧生化池中,在一定条件下促进微生物代谢活动,分解有机物。
(2)厌氧消化:将好氧生化后还存在有机物的废水通入厌氧消化池中,利用厌氧微生物对有机物进行进一步分解。
3. 深度处理深度处理是指对生化处理后的废水进行进一步处理,以去除其中的残余有机物和色素。
具体操作包括:(1)活性炭吸附:将废水通过活性炭吸附染料和有机物。
(2)臭氧氧化:将经过活性炭吸附的废水通入臭氧反应器中,在臭氧的作用下将残余有机物和色素进一步分解。
4. 净化处理净化处理是指对深度处理后的废水进行最后的净化,以达到排放标准。
具体操作包括:(1)沉淀池:将经过深度处理后的废水放入沉淀池中,在一定时间内让其中的悬浮物和沉淀物自然沉淀到池底。
(2)过滤器:将经过沉淀池后还存在杂质的废水通过过滤器进行过滤,去除其中较小的杂质。
(3)消毒:将经过过滤器后的废水通入消毒器中,在一定条件下杀死其中可能存在的细菌和病毒。
5. 排放经过净化处理后的废水达到国家排放标准后,可以进行排放。
排放前需要进行监测,确保废水的水质符合标准。
三、总结染色废水处理是一项复杂的工程,需要经过多个处理步骤才能达到排放标准。
各个处理步骤之间相互配合,缺一不可。
本文介绍了染色废水处理的工艺流程,希望对相关从业人员有所帮助。
染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。
由于染料生产品种多,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展,从而使染料废水处理难度加大。
染料废水的处理难点:一是COD高,而BOD/COD值较小,可生化性差;二是色度高,且组分复杂。
COD的去除与脱色有相关性,但脱色问题困难更大。
染料的颜色取决于其分子结构。
按Wiff发色基团学说,染料分子的发色体中不饱和共轭链与含有供电子基或吸收电子基的基团相连,另一端与电性相反的基团相连。
化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后,发生极化并产生偶极矩,使价电子在不同能级间跃迁而形成不同的颜色。
一般来说,染料分子结构中共轭链越长,颜色越深;苯环增加,颜色加深;分子量增加,特别是共轭双键数增加,颜色加深。
从理论上讲,多种物理化学方法和生物方法都可以用于染料废水的脱色处理,如絮凝沉淀、吸附、离子交换、超滤、渗析、化学氧化、光氧化、电解及生物处理方法。
考虑到工业效率与处理成本,目前工业上常用的方法有絮凝沉淀(气浮)、电解、氧化、吸附、生物降解等方法。
1.絮凝沉淀(气浮)法在染料废水中投加铝、铁盐等絮凝剂,使其水解形成带高电荷的羟基化合物,它们对水中憎水性染料分子如硫化染料、还原染料、分散染料(如直接耐晒翠蓝GL、分散红玉S-2G FL等)的混凝效果较好,PAC投加量在100~150mg/L时,即可取得90%以上的脱色效率。
而对酸性染料、活性染料,特别是对小分子量、单偶氮键、含有数个磺酸基的水溶性染料的混凝脱色效率较差。
高价金属盐的电中和作用可降低染料粒子的ζ电位,但取得最佳效果并不需要降为0。
混凝过程的吸附架桥作用是明显的,该过程并不改变染料的分子结构。
硫酸亚铁对带-SO-3、-OH、-NH2、-X等基团的染料分子也具有较好的混凝脱色效果,这主要是由于Fe2+可以与上述基团的未共用电子对发生络合反应而形成大分子螯合物,降低了水溶性,在染料废水中呈胶体状态,进而通过硫酸亚铁水解产物的混凝作用被去除。
印染废水零排放的处理工艺
印染废水零排放的处理工艺通常包括以下步骤:
1. 预处理:对印染废水进行初步处理,去除大颗粒悬浮物和沉淀物。
2. 调节:根据废水的水质特点,进行pH值的调节,常用的方法有酸碱中和和中性化。
3. 混凝净化:通过加入混凝剂,使废水中悬浮物和颗粒物聚集成较大的团块,便于后续处理。
常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等。
4. 沉淀:将混凝后的团块通过重力沉降分离出来,形成污泥。
废水中的悬浮物和颗粒物会随着污泥一起沉淀。
5. 生物处理:通过生物菌种的作用,将废水中的可降解有机物质转化为二氧化碳和水,从而达到净化的目的。
生物处理常用的方法有曝气法、厌氧法等。
6. 膜分离:利用膜技术对废水进行过滤或浓缩,进一步去除废水中的残余悬浮物、颗粒物和溶解物质。
7. 活性炭吸附:通过将废水通过活性炭床进行处理,吸附有机物质和染料,达到净化的效果。
8. 高级氧化:利用高级氧化剂(如臭氧、过氧化氢等)对废水
中的难降解有机物进行氧化降解,使其转化为易降解的物质。
9. 二次沉淀:通过加入沉淀剂,使废水中残余的悬浮物和颗粒物沉淀出来,再次形成污泥。
10. 水质调整:对处理后的废水进行pH值、溶解氧、悬浮物等指标的调整,使其满足排放标准。
11. 微生物处理:利用特定的微生物菌种对废水中的有机物质进行降解和转化,进一步提高废水的净化效果。
12. 余热回收:将处理过程中产生的余热进行回收利用,提高能源利用效率。
以上是常用的印染废水零排放的处理工艺,根据具体情况和废水的水质特点,可以选择合适的处理工艺组合进行处理。
水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺在某印染废水处理中的应用水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺在某印染废水处理中的应用随着工业化进程的不断推进,印染行业也得到了快速发展。
然而,印染废水的排放给环境带来了巨大压力。
印染废水的复杂性和有机物的高浓度使得传统的废水处理方法难以达到理想的效果。
因此,研究开发高效的废水处理技术具有重要意义。
在众多的废水处理技术中,水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺因其高效、低成本、易操作等优点逐渐成为研究热点。
本文将介绍水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺在某印染废水处理中的应用。
首先,我们需要了解水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺的基本原理。
水解酸化是指将有机废水与活性污泥接触,通过生物降解作用将有机污染物转化为可溶解有机物和可生物降解的有机物。
接下来,将水解酸化产生的污泥与A/O反应器中的废水进行接触,分解其中的氮和磷物质。
最后,通过芬顿氧化反应将废水中的重金属离子和难降解有机物进行氧化降解,使之变为可生物降解的物质。
在某印染废水处理中,水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺的应用具有以下几个优点。
首先,该工艺能够对废水中的有机物进行高效降解。
印染废水中含有大量的有机染料和助剂,通过水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺,这些有机物能够被迅速氧化降解,从而达到废水排放标准。
其次,该工艺对废水中的重金属离子也有很好的处理效果。
印染废水中常含有铬、铜、镍等重金属离子,这些离子对环境和人体有害。
通过芬顿氧化反应,这些重金属离子能够被高效氧化为无毒物质,并沉淀于废水中,从而实现了对重金属的去除。
最后,该工艺操作简便,投资成本较低。
相比于传统的物理化学方法,水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺无需添加大量的药剂,操作复杂度低,省去了后续处理环节,使得工艺更加经济实用。
然而,在实际应用中,水解酸化-AAO-芬顿氧化工艺仍然存在一些问题和挑战。
首先,废水中的有机物种类繁多,其结构复杂,导致芬顿氧化过程中反应难度大,需要进一步优化反应条件和催化剂的选择。
目录第1章绪论1. 印染废水的来源2. 印染废水的特点及危害2.1 印染废水的特点2.2 印染废水的特点和危害3. 印染废水的处理方法第2章实验部分1. 引言2. 材料与方法2.1 印染废水2.2 废水处理方案及工艺流程3. 各构筑物的设计与计算3.1 格栅和筛网3.2 调节池3.3 鼓风机房3.4 水解酸化池3.5 生物接触氧化池3.6 竖流式二沉池3.7 混凝反应池3.8 斜板沉淀池选择多斗重力排泥。
3.9 污泥的处理与处置3.9.1 污泥浓缩3.9.1.1 污泥量计算及浓缩池的选择3.9.1.2 池体计算3.9.1.3 其他设计参数3.9.2 污泥脱水机房3.9.3 污泥管道4. 设备归纳4.1 主要构筑物和建筑物的尺寸4.2 主要设备及管道5. 工程投资概预算5.1 构筑物、建筑物土建费用5.2设备费用5.3管材及附件费用5.4其他费用6. 结果与讨论致谢参考文献第1章绪论1. 印染废水的来源随着印染纺织工业的迅速发展,印染工业品种和数量日益增加,印染废水已成为水体环境重点污染源之一。
印染废水中的污染物主要来自织物纤维本身和加工过程使用的染化料,在印染生产的前处理过程中排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水,染色印花过程排出染色废水、皂洗废水和印花废水,整理过程排出整理废水。
现介绍各工序排出的废水。
(1)前处理产生的废水① 退浆废水。
退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除(被水解或酶分解为水溶性分解物),同时也除掉纤维本身的部分杂质。
退浆废水是碱性有机废水,含有浆料分解物、纤维屑、酶等,其COD、BOD5都很高。
退浆废水水量较少,但污染较重,是前处理废水有机污染物的主要来源。
当采用淀粉浆料时,废水的BOD5含量约占印染废水的45%左右;当采用PVA或CMC化学浆料时,废水的BOD5下降,但COD很高,废水更难处理。
PVA浆料是造成印染废水处理效果不好的主要原因之一。
②煮炼废水。
煮炼是用烧碱和表面活性剂等的水溶液,在高温(120℃)和碱性(pH=10~13)条件下,对棉织物进行煮炼,去除纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质,以保证漂白和染整的加工质量。
1.1.1.棉印染产品废水(1)棉机织产品印染废水棉花纤维本身含有杂质,混纺产品中有较大量化学纤维。
典型工艺:格栅:一道固定式栅条格栅一道自动回转式格栅调节池:汽水比3~5:1,HRT6~8h,COD去除率8%厌氧水解酸化:HRT4~10h,COD去除率15~30%,色度去除率40~70%生物接触氧化:HRT5~7h,COD去除率55~60%,色度去除率50%,汽水比20~25:1活性污泥法:HRT9~12h,COD去除率60~70%,色度去除率50%沉淀池:HRT1.5~2h,竖流或辐流混凝沉淀或混凝气浮池:COD去除率40~55%,色度去除率40~60%化学氧化池(2)棉针织产品印染废水不需要上浆工艺,不含燃料成分,有机污染物含量低。
典型工艺:格栅:同前调节池:HRT6~8h,COD去除率8%生物接触氧化池:HRT4~6h,COD去除率55~60%,色度去除率50%,汽水比15~20:1活性污泥法:HRT8~10h,COD去除率60~70%,色度去除率50%沉淀池:HRT1.5~2h混凝沉淀或混凝气浮池:COD去除率30~55%,色度去除率40~60%1.1.2.毛纺产品印染废水(1)洗毛废水洗毛的过程以水为媒介,另外还需要添加一定量的纯碱、洗涤剂等表面活性剂,不同槽体产生不同浓度的洗毛废水。
第一槽洗毛废水中含泥沙等悬浮颗粒较多,第二、三槽主要含有一定量的羊毛脂等物质需进行回收,第四、五槽主要作为逆流洗涤补充水作用,有一定量固体杂物,COD10g/L以上,可生化性较好的有机废水,属于高浓度有机废水,执行造纸排放标准。
典型工艺:沉砂池:HRT1.5~2h格栅:一道为粗格栅,一道为自动固液分离机,一道为过滤筛板调节池:HRT8~10h,COD去除率30%气浮池:COD去除率40~60%厌氧池:HRT8~12h,COD去除率75~85%水解酸化池:HRT4~6h,COD去除率20%活性污泥池或生物接触氧化池:HRT10~12h,COD去除率50~60%(2)毛纺织产品染色废水染料均为水溶性燃料,毛粗纺织污染高于毛精纺织,绒线产品介于中间毛精纺织产品典型工艺:格栅:一道人工清理格栅,一道自动回转机械格栅调节池:HRT6~8h生物接触氧化池:汽水比15~18:1,HRT3~5h沉淀池:HRT0.5~2h毛粗纺织产品典型工艺:格栅:一道采用固定格栅,二道采用自动清理回转式格栅调节池:HRT6~8h,COD去除率8~10%厌氧水解酸化池:HRT4~6h,池体1/2~1/3装填料,COD去除率20~30%生物接触氧化池:HRT4~6h,汽水比15~20:1,COD去除率50~60%沉淀池:竖流式,HRT2h生物炭池:HRT0.5~1h,汽水比5~8:1,COD去除率50~60%,色度去除率70~80%光化学氧化池:HRT0.5~1h,COD去除率50%,色度去除率50%1.1.3.丝绸印染产品废水(1)真丝脱胶废水较高浓度有机废水,可生化性好典型工艺:厌氧池:UASBHRT8~12h,COD去除率80~85%调节池:HRT6~8h生物接触氧化:HRT4~6h,汽水比18~20:1,COD去除率60%活性污泥池:HRT8~10h,COD去除率60%二沉池:竖流式,HRT1.5~2h(2)天然真丝绸印染产品废水典型工艺:格栅:二道调节池:HRT6~8h生物接触氧化池:HRT4~6h,汽水比15~20:1,COD去除率60%,色度去除率50%沉淀池:竖流式,HRT1.5~2h(3)化纤真丝产品废水碱减量(丝光)工艺指利用浓碱液对涤纶织物中的大分子脂键进行水解,腐蚀,促使纤维组织松弛减轻织物重量,从而达到织物真丝感的一种生产工艺,碱减量废水属于难降解高浓度废水。
有机染料废水处理工艺研究 近年来,合成染料在各行业中的应用日益增加,导致染料废水的处理量大量增多,其在染料使用中应用最多,所占比例占达70% 以上 。然而,由于偶氮染料的难生物降解性与化学稳定性,使其难以采用传统的物化法或生化法进行处理。因此,近年来采用新型手段有效处理偶氮染料废水的研究得到越来越多的关注。高级氧化技术中的Fenton 氧化法由于其反应的无选择性、处理效率较高、无二次污染等特点,逐渐成为深度处理包括染料废水在内的各种难降解有机废水的主要方法之一。
传统的Fenton 体系通过利用铁的氧化还原循环活化H2 O2 产生高活性的羟基自由基(·OH)从而达到对污染物降解的目的。由于SO4- ·的氧化性与·OH 相当,近年来开始在降解有机污染物方面的应用引起关注。过硫酸盐(persulfate,PS)的氧化还原电势(E0 = 2. 01 V) 高于H2 O2 (E0 = 1. 76 V) ,是水溶液中最强的氧化剂之一。同时,过硫酸盐和亚硫酸盐在室温下呈固体状态,方便储存和输送,还具有稳定性和水溶性,且价格较低廉 的特点,使其在污染物的降解和矿化的应用中具有广阔的前景。
乙二胺二琥珀酸(ethylenediamine disuccinic acid,EDDS)是一种天然的氨基多羧酸,为EDTA 的同分异构体,由于其良好的生物降解性且毒性小,被作为环境友好型螯合剂替代EDTA 用于环境修复中。同时,EDDS 与Fe(Ⅲ) 形成的Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物也具有一定的生物降解能力,不易引起二次污染。HAN 等 研究发现,EDDS 能降低过硫酸盐与Fe(Ⅱ)的反应速率,使橙黄G 的降解效果得到提升。因此,本研究将EDDS 用于基于硫酸根类自由基的光-Fenton 体系中。
橙黄Ⅱ是一种化工染料,被用于羊毛织品、蚕丝、纸张、皮革等的染色,也可用作化学指示剂、生物着色剂使用。本研究选取橙黄Ⅱ作为典型偶氮染料的模拟污染物,分别进行了Fe( Ⅲ)-EDDS 配合物与亚硫酸钠和过硫酸钠协同光降解模拟橙黄Ⅱ的印染废水的研究,分析了2 个体系中适宜的Na2 SO3 /NaS2 O8 投加量、Fe(Ⅲ)-EDDS 投加量以及初始pH 值,根据降解率获得最佳的工艺条件,初步探讨体系的降解机制,为含有偶氮染料的有机废水的处理提供依据,也为硫代光-Fenton 体系的进一步推广应用提供依据。
1 实验部分 1. 1 实验试剂与仪器 试剂:硫酸(分析纯);硫酸铁(分析纯);橙黄Ⅱ(分析纯);无水亚硫酸钠(分析纯);过硫酸钠(分析纯);(N,N)-二琥珀酸三钠盐溶液(分析纯);氢氧化钠(分析纯)。
仪器:801 型磁力搅拌器(上海三信仪表厂);JJ500 精密电子天平(巩义市予花仪器有限责任公司);722 N 型722 光栅分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);STARTER2100 精密pH 计(上海奥豪斯仪器有限公司);TLD15 W /05 自制耐热光反应器。
1. 2 实验方法 分别配制Fe( Ⅲ)-EDDS 浓度为20 mmol· L - 1 ,Na2 SO3 浓度为200 mmol· L - 1 ,Na2 S2 O8 浓度为100 mmol·L - 1 ,橙黄Ⅱ浓度为1 000 mg·L - 1 的储备液,取确定体积橙黄Ⅱ溶液置于反应器(1 L 大烧杯)中,加入一定量的Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物储备液,稀释至接近1 L,调节pH 值至设定值,待其充分混合溶解后分别迅速加入设定量的亚硫酸钠溶液与过硫酸钠溶液,置于自制的紫外光催化反应器(λ = 350 nm)中照射并开始计时,每间隔一定时间用移液管取出一定量水样进行吸光度测定。
吸光度采用分光光度计测定,去除率计算公式为:
式中:η 为去除率;A0 为反应前的吸光度值;A 为反应后的吸光度值。 通过研究Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物在光-Fenton 中对橙黄Ⅱ的降解脱色情况,分析考察亚硫酸钠/ 过硫酸钠的投加量,Fe(Ⅲ)-EDDS 浓度,pH 值等对橙黄Ⅱ的降解影响。
2 结果与分析 2. 1 Fe( Ⅲ) -EDDS 配合物浓度的影响 2. 1. 1 Na2 SO3 -Fe( Ⅲ) -EDDS 在pH = 7. 0,Na2 SO3 的投加量为1 mmol·L - 1 ,橙黄Ⅱ的浓度为10 mg· L - 1 条件下,反应时间为180 min,考察分别投加0. 05、0. 10、0. 25、1. 00 和2. 00 mmol·L - 1 的Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物时,对橙黄Ⅱ降解率的影响(如图1 所示)。
由图1 可以看出,不同的Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物浓度,总体来说对于橙黄Ⅱ降解率的影响相差不大,当反应达到180 min 时体系的去除效率均为80% 左右。但当反应达120 min 后,浓度较低的Fe( Ⅲ)-EDDS 配合物降解效率略高于浓度较高的配合物。研究表明,Fe(Ⅲ)与EDDS 能够形成稳定的螯合物,光照条件下可以产生·OH 和超氧自由基等活性氧自由基。基于此,上述现象是由于较高浓度的配合物导致EDDS 和橙黄Ⅱ对于羟基自由基存在竞争反应(kEDDS,·OH = 2. 0 × 108 M-1 S-1 ) ,更高浓度的配合物将有可能使得其对橙黄Ⅱ的降解效率下降。出于综合经济性考虑,选取最小的浓度0. 05 mmol·L - 1 作为工艺最适浓度,来进行接下来的Na2 SO3 投加量和pH 的确定。 2. 1. 2 Na2 S2 O8 -Fe( Ⅲ) -EDDS 在pH = 7. 0,Na2 S2 O8 投加量为10 mmol·L - 1 ,橙黄Ⅱ的浓度为10 mg·L - 1 条件下,反应时间为180min,分别考察投加0. 10、0. 50、1. 00、1. 25、1. 50 和2. 00 mmol·L - 1 的Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物时,对橙黄Ⅱ降解率的影响(如图2 所示)。
由图2 可以看出,适当增加Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物的浓度可提高橙黄Ⅱ的降解率,而过量投加,则对橙黄Ⅱ 的降解产生抑制作用。不同于Na2 SO3 -Fe(Ⅲ)-EDDS 体系,该体系中配合物的影响更为显著。由图2 可知,当Fe( Ⅲ)-EDDS 配合物浓度由0. 10 mmol·L - 1 提升至1. 00 mmol·L - 1 时,反应效率随之升高;但当Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物浓度由1. 00mmol·L - 1 提升至2. 00 mmol·L - 1 时,反应效率反而随之降低。反应中Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物起活化作用,使过硫酸离子快速氧化为具有强氧化能力的硫酸根自由基。LIANG 等认为,过硫酸盐-Fe(Ⅲ)-EDTA体系中产生的·OH 和SO4- ·自由基,能与EDTA 反应生成有机自由基中间体(R·),将Fe(Ⅲ)还原形成Fe(Ⅱ),Fe(Ⅱ)与过硫酸盐反应产生硫酸根自由基。 EDDS 作为EDTA 的同分异构体,在体系中起相似的作用。由此,在过硫酸盐-Fe(Ⅲ) 体系中加入EDDS 能促进Fe(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)间的循环,通过产生的Fe(Ⅱ)持续活化过硫酸盐产生活性氧自由基,从而有效降解橙黄Ⅱ。在反应中Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物浓度存在一个最适浓度,低于该浓度,反应会由于催化剂量不足而使活化分子减少,反应减缓;而高于该浓度,配体与底物之间的竞争作用则会带来抑制。0. 50mmol·L - 1 与1. 00 mmol·L - 1 的Fe(Ⅲ)-EDDS 配合物对橙黄Ⅱ降解率的影响相差不大,出于综合经济性考虑,选取较小的0. 50 mmol·L - 1 的浓度作为最适浓度。
2. 2 氧化剂投加量的影响 2. 2. 1 Na2 SO3 -Fe( Ⅲ) -EDDS 在pH = 7. 0,Fe ( Ⅲ)-EDDS 的投加量为0. 05mmol·L - 1 ,橙黄Ⅱ的浓度为10 mg·L - 1 的条件下,反应时间为180 min,考察分别投加1、2、3、5 和7mmol·L - 1 浓度的Na2 SO3 时,对橙黄Ⅱ降解率的影响(如图3 所示)。
由图3 可知,随着Na2 SO3 浓度的增加,橙黄Ⅱ的去除率逐渐增大。且随着反应时间的增加橙黄Ⅱ的降解率并没有大幅度增加,体系的反应速率非常迅速,反应110 min 左右,体系的去除率基本接近平稳,说明体系的反应基本达到饱和状态。作为降解目标污染物的氧化剂,亚硫酸钠的浓度越大,经活化后产生的自由基就越多。随着亚硫酸钠浓度的增大,去除效率增大,但是当亚硫酸钠浓度达到一定值后,继续的增加对体系去除效率的影响逐渐减小。出于综合经济性考虑,选取浓度为5 mmol·L - 1 的Na2 SO3 ,用以pH 为变量的实验中。 2. 2. 2 Na2 S2 O8 -Fe( Ⅲ) -EDDS 在pH = 7. 0, Fe ( Ⅲ )-EDDS 投加量为0. 50mmol·L - 1 ,橙黄Ⅱ的浓度为10 mg·L - 1 的条件下,反应时间为180 min,考察分别投加1、3、7、10 和20mmol·L - 1 浓度的Na2 S2 O8 时,对橙黄Ⅱ降解率的影响(如图4 所示)。
理论上,作为橙黄Ⅱ的氧化剂,过硫酸钠的浓度越高,经活化后产生的活性自由基越多,处理橙黄Ⅱ的降解效率以及降解程度会随其增加而增加。但由图中可以看出,在初始阶段,随着过硫酸钠浓度的增加橙黄Ⅱ的降解率也随之增加。但当浓度增大到一定程度时,降解率不再有显著改变。由图4 结果可知,当过硫酸钠浓度为1 mmol·L - 1 与3 mmol·L - 1时,橙黄Ⅱ 降解程度较低, 降解率分别为17% 和28% 。而当过硫酸钠浓度增加到10 mmol·L - 1 与20 mmol·L - 1 时,降解率显著增大,降解率均为92% 以上。已有研究表明,提高过硫酸钠的浓度能够增强体系中活性自由基的浓度,但当氧化剂浓度过高时,产生的高浓度SO4- ·与·OH 会由于相互反应而消耗,从而降低自由基活性。
由图4 可知,10 mmol·L - 1 Na2 S2 O8 时体系效率以达到最高,继续增加反应浓度并不能继续提高体系中底物的降解效率,因此,选取浓度为10 mmol·L - 1 的Na2 S2 O8 ,用以pH 为变量的实验中。
2. 3 pH 值的影响 2. 3. 1 Na2 SO3 -Fe( Ⅲ) -EDDS