工业印染废水处理方法及其原理分析

1工业印染废水处理方法及其原理分析1、引言近年来，随着我国工厂的不断增多，工业废水排放量日益增大，水环境质量不断恶化，水环境保护问题引起人们的广泛关注。印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度深碱性大、可生化性较差、水质变化大、成分复杂等特点。随着国民经济的发展，印染企业发展迅速，其废水问题也越来越严重，如治理不当将会严重污染环境，对人体健康产生较大的影响，因此，要改善工业印染废水问题，需要不断提高印染废水处理工艺水平，并选择合理的处理方法。鉴于此，本文主要就工业印染废水处理方法及其原理进行了论述。2、工业印染废水的常用处理方法及原理2.1物理化学方法2.1.1混凝法化学混凝法是处理印染废水的常用方法，曾被认为是最有效、最经济的脱色技术之一。混凝就是在混凝剂的离解和水解产物作用下，使水中的胶体污染物和细微悬浮物脱稳并凝聚为具有可分离性的絮凝体的过程，其中包括凝聚和絮凝两个过程，统称为混凝。在废水中投加混凝剂可以达到降低或消除ξ电位的目的，从而降低或消除胶粒间的排斥能峰，使胶粒碰撞结合。影响印染废水混凝效果的因素主要是水温、pH值和染料品种。印染废水的水温一般比较高，可加速无机盐类混凝剂的水解过程，对混凝过程有利。pH值可通过人工调节来满足。混凝法的主要优点是一次性投资2较低;操作管理技术要求不高;针对不同水质选用合适的絮凝剂，其处理效果和处理成本均可控制在适当的水平。缺点为：对于某些废水，可能存在加药量大或絮凝剂昂贵的情况，导致运行成本偏高适用范围窄，对可溶性的有色污染物质脱色效果差;产生大量化学污泥，对污泥的处理和处置进一步增加了运行成本及操作管理的难度，且容易造成二次污染;占地面积较大。2.1.2吸附法吸附法是采用吸附剂吸附水中的污染物，可去除色度、悬浮物、胶体及溶解性有机物。在印染废水处理中所用的吸附剂主要有活性炭、焦炭、硅聚合物、硅藻土、高岭土和工业炉渣等。不同吸附剂对染料有选择性，影响吸附的条件有温度T、接触时间t和pH值等。据报道采用锯木屑经弱酸水解再经焦化后制成吸附剂，可以用来处理多种废水。其优点为：不需投加任何药剂，无污泥。缺点为：吸附剂容易饱和，处理效果随时间的延长而下降;吸附剂的再生或更换较麻烦、费用较高，再生废液以及饱和废弃的吸附剂容易造成二次污染。2.2化学方法2.2.1氧化法染料分子中发色基团的不饱和双键可被氧化断开、形成分子量较小的有机物或无机物，从而使染料失去发色能力，氧化法包括化学氧化、光催化氧化和超声波氧化。虽然具体工艺不同，但脱色机制却是相同的。化学氧化是目前研究较为成熟的方法，氧化剂一般采用Fenton试剂(Fe2+-H2O2)臭氧、氯气、次氯酸钠等。3光催化氧化法是利用某些物质(如铁配合物、简单化合物等)在紫外光的作用下产生自由基，利用这种高度活性的羟基自由基便可参与加速氧化还原反应的进行，可以氧化包括生物氧化法难以降解的各类有机污染物并使之完全无机化。该法脱色效果好，不产生大量污泥，杀菌效果佳，经常运行费用较低，但一次性投资高，安装困难。2.2.2电化学法电解是处理印染废水的一种非常有效的技术，通过电极反应使印染废水得到净化。其机理是利用电解氧化、电解还原，电解絮凝或电解上浮等作用破坏分子的结构或存在状态而脱色。其主要优点有：①过程中产生的˙OH无选择地直接与废水中的染料反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物，没有或很少产生污染;②化学过程一般在常温常压下就可进行，能量效率高;③既可单独处理，又可以与其他处理方法相结合，如作为前处理，可提高废水的可生物降解性。随着电化学和电力工业的发展，各种高效率反应器的出现使处理成本大幅下降，电化学方法又重新引起人们的重视，进一步提高电极材料的催化性能，提高电流效率，减弱电极极化以降低能耗仍是今后的主攻方向。2.3生化法生化法脱色是利用微生物酶来氧化或还原染料分子，破坏不饱和键及发色基团。脱色微生物对染料具有专一性，其降解过程分阶段完成，先是染料分子的吸附和富集，接着再进一步降解，微生物通过一系列氧化、还原、水解、化合等生命活动，最终将染料降解成简单无机物或转化为各种营养物及原生质。这种方法具有处理费用低、运行较稳定等优点。4好氧生物处理技术是常见的处理工艺。在好氧生物处理中，最早采用的工艺是活性污泥法中的传统曝气法，也有用阶段曝气法。活性污泥法应用时间较长形式多样，技术成熟，目前主要通过增加曝气池内的污泥浓度，采用新的曝气技术和固液分离技术达到提高充氧效率，减少动力消耗，缩短处理时间，提高处理效率的目的。但由于染料分子的抗生物降解性强，废水BOD5/COD比值下降，致使普通的好氧工艺对废水色度、COD去除率不高(60%～70%)。为了降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物，出现了厌氧(兼氧)-好氧这种新型处理工艺。印染废水在好氧处理前，先进行厌氧处理，印染废水有机物在兼性微生物的作用下厌氧，可使大分子有机物分解成小分子，非溶解性有机物成溶解性物质，使难生物降解物质转化为生物降解物质。通过厌氧能提高印染废水的可生化性，使出水水质稳定，减少了负荷冲击，为后续的好氧生物处理创造良好的条件。当有机物通过厌氧反应，降解成有机酸或小分子、溶解性物质后，再通过好氧处理进一步去除。由于使废水呈现颜色的一些较难降解的有机物得到了较好的去除，因此印染废水可以达标排放。3、工业印染废水处理新技术3.1预氧化BAF+臭氧气浮+膜分离技术根据传统的臭氧活性碳接触工艺及溶气气浮工艺，在设备内部将原水和臭氧进行充分混合，混合后的臭氧活性水向上流经独特填料层，经接触氧化后，杀死的活性污泥菌团，和被氧化的二价铁离子、亚锰离子形成的氢氧化物胶体，互相吸附，通过两级漩流混凝器混合，利用超滤膜5技术，水分子和分子量较小的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而达到工业印染废水无害化处理的目的。3.2硅藻精土印染废水处理新工艺硅藻精土处理具有集絮凝、吸附和过滤为一体的功能，对污水中的CODCr、色度有很强的去除能力。硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮粒子的电荷，使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成醪羽，凝集成较大的絮花。另一方面，由于其巨大的比表面积和表面吸附性，脱稳胶体极易被吸附到硅藻土上，且附着了污染物质的硅藻土颗粒间相互吸附能力大，可快速形成粒度和密度较大的絮体，絮体能形成一个稳定的致密的悬浮污泥滤层，悬浮泥层过滤之后使生化后的污水得到进一步净化，最终达到净化目的。4、结束语总之，随着工业印染技术的不断发展，新型染料和染料助剂的广泛使用，印染废水的处理难度不断加大，传统的处理方法往往将难以满足国家标准，将各种不同印染废水处理技术的结合以及新型印染废水处理技术的研究工作，在工业印染废水处理中显得越发重要。