印染废水组成分类及处理方法

印染废水组成分类及处理技术
一、前言
随着工业化进程的不断深入,全球性环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年 来所形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境构成威胁。根据国家环保总局对 我国水环境污染现状的统计与调查,我国的江河、湖泊及近海流域已普遍受到不 同程度的污染,总体上呈现加重的趋势,造成污染加重的主要因素是工业废水和 生活污水。纺织印染工业在生产过程中排放大量的废水和废渣会对环境产生污 染,其中以印染行业生产过程中排放的废水对环境的污染最为严重。
并且排放的废水中含有纤维原料本身的夹带物,以及加工过程使用的浆料、 油剂、染料和化学助剂等,具有生化需氧量高、度高、pH值高、难生物降解、 多变化的特点。
废水中残存的染料组分,即使浓度很低,排入水体也会造成水体透光率和水 体中气体溶解度的降低,会影响水中各种生物的生长,从而破坏水体纯度和水生 生物的食物链,最终将导致水体生态系统的破坏。加之纺织品的产量和质量有了 大幅度的提高,染料正朝着抗光解、抗
氧化和抗生物降解的方向发展。所有这一 切都导致了印染废水的治理越来越难,印染废水对环境的污染越来越严重。
二、废水来源
废水中污染物来源
废水中污染物主要包括纤维织物中的夹杂物、纤维屑、染料、助剂、油剂。
夹杂物、纤维屑以不溶物为主,通过混凝沉淀的方法可以去除,对水质影响 不大。
染料是印染废水污染物的主要来源之一,染料种类繁多,生物可降解程度也 各不相同。染料包括直接染料、还原染料、可溶性还原染料、不溶性偶氮染料、 活性染料、硫化染料、分散染料、酸性染料、金属络合染料、阳离子染料、媒介 染料、酞菁染料、氧化染料和缩聚染料等等。
直接染料:不依赖其它介质而直接染,大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐 (SO3Na)和少量羧基钠盐(COONa)
不溶性偶氮染料:又称之为纳夫妥染料或冰染染料。一般先打底再显,主 要用于棉纤维的染。对人体和环境有害,已被欧美市场拒用。
活性染料:一种含有能与纤维上的羟基、氨基或酰胺基发生共价键结合的活 性基团的可溶性染料,目前广泛应用于棉、麻、丝、毛和化纤等纺织材料的印染。
还原染料:不溶于水,它的分子结构中含有酮基,是一种在碱性的强还原溶 液中生成隐体而溶解后才能染的染料。
可溶性还原染料:一般是由还原染料衍生而来的,是用还原染料经过还原及 酯化而成的隐体硫酸酯钠或钾的盐。与还原染料不同的是在染的过程中一般 不使用烧碱和保险粉。
硫化染料:含有2个或以上硫原子组成硫键(R-S-S-R)的染料,在染过程 中必须使用硫化碱。硫化染料价格低廉、氯漂牢度差,适用于棉、粘胶和维纶纤 维的染。
分散染料:是一类水溶性较低的非离子型染料,主要是低分子偶氮、蒽醌及 二苯胺的衍生物,其特点是在分散剂的作用下,在溶液中为0.5-2微米分散颗粒。
酸性染料:分子结构中含有磺酸基、羧基等亲水基团,其母体多为偶氮类、 蒽醌类和三苯甲烷类。在酸性溶液中与纤维上的氨基结合,可以直接染羊毛、蚕 丝和锦纶。
金属络合染料:分子由染料分子(大多是酸性染料二维液相谱)和金属原子络合而成,在 中性或酸性溶液中染。
助剂是印染废水的另一主要来源,助剂主要包括表面活性剂、金属络合剂、 还原剂、氧化剂、分散剂、树脂整理剂和染载体等;按用途分为以下类别:
润湿剂和渗透剂类;
乳化剂和分散剂类;
起泡剂和消泡剂类;
金属络合剂类;
匀染剂、染载体和固剂类;
还原剂、拔染剂、防染剂和剥剂类;
粘合剂和增稠剂类;
柔软剂和防水剂类,上浆硬挺整理剂类,树脂整理剂荧光增白剂类;
防静电类,阻燃整理类;
羊毛防缩和防蛀类,防霉防臭整理剂类,防油易去污类。
印染废水中含有少量油剂,主要来自煮炼废水和整理工序废水,含量少,对 水质影响不大。
产水环节
按产品使用纤维原料的不同,纺织印染工业可分为:棉纺印染行业、毛纺印 染行业、丝绸印染行业和麻纺印染行业。
[    产品原料    ]
\
    [    棉纺印染行业    ]    
    [    毛纺印染行业    I
    [    丝绸印染行业
. 」逐步追踪
    [    麻纺印染行业    )
纺织印染工业包括纺织和印染两个主要过程,纺织工艺包括纺纱、织造工序; 毛纺染整行业、丝绸印染行业和麻纺印染行业一般均包括由纤维经过纺纱、织造、 印花或染和整理的全部工艺流程。
印染工艺包括染、印花、整理等工序。印染加工的四个工序都要排出废水, 预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼 废水、漂白废水和丝光废水,染工序排出染废水,印花工序排出印花废水和 皂液废水,整理工序则排出整理废水。每道工序排出的废水水量和水质都各不相 同。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。
印染各工段废水水质
工 序
废水
种类
焊接卡盘废水水质情况
主要污染物
特征
退 浆
退浆
废水
各种浆料及浆料分解 物、纤维屑、淀粉、碱、 各种助剂
水量少、呈碱性、略带黄,BODCODSS通常 可达数千至数万毫克/升,总固体含量高,以淀粉为 浆料,BOD5/CODcr值为0.3~0.5;以PVA为浆料 BOD5/CODcr 值为 0.1 左右
煮 炼
煮炼
废水
纤维素、果酸、蜡质、 油脂、碱、表面活性剂, 含氮化合物
水量大,呈现强碱性,含碱浓度约为0.3%,水温高, 深褐,污染物浓度高,BODCOD很高,通常为 几千至几万毫克/
漂 白
漂白
废水
漂白剂,少量醋酸、草 酸、硫代硫酸钠
水量大,污染轻,BOD大约为200mg/L左右。
丝 光
丝光
废水
碱、纤维屑、BOD
CODSS
NaOH3%5%, 一般通过多效蒸发浓缩后回收, 故排出量很少,但经多次重复使用后,排出的丝光 废水pH仍在1213, BODCODSS均较高。
废水
残余染料、助剂、浆料、
表面活性剂
水量较大,pH>10,深,COD值高,一般为 300~700mg/L, BOD 值较低,BOD5/COD 小于 0.2SS
印花
合同比对浆料、染料、助剂、氨
强碱性、浓度很高,COD远高于BOD5,可生化性
废水
差,氨氮含量高
整理
残余整理剂等
水量较小,对整个印染废水的水质影响不大
废水
总的来说,印染废水水量大、
水质多变、度高、碱度高、可生化性差,较
难处理。目前我国印染行业的废水处理以生化处理为主,少数企业增加了深度处
理回用工艺
,这也是此类水处理的大趋势。
三、印染废水处理
印染废水处理包括降温调节、物化混凝预处理、生化降解、深度处理,在我 国,目前基本采用混凝预处理加生化处理的二级处理工艺,处理达标后排放。
降温调节
印染废水的水温通常较高,不能直接进入处理系统,需要进行冷却,降温和 调节一般都在调节池完成,如果水温过高,有没有场地建设大的调节池,可以在 调节池上加冷却塔进行冷却。调节目的调节水量和水质,印染废水各工序产生的 废水水质差别较大,需要先混合均匀,防止水质出现较大的波动,影响后续处理。
混凝预处理
混凝是向废水中投加混凝剂,使废水中呈分散态的不溶性染料和胶体物质相 互凝聚,形成粒径较大的絮凝体,再通过自然沉淀的方法从水中去除,由于絮体 的吸附作用,少量的溶解性有机物也会随沉淀被带出。分离出的絮体以初沉污泥 的形式存在,一般同生化剩余污泥一起,经过浓缩、脱水后外运处理。
印染废水经过混凝处理后,可以去除80%以上的悬浮性污染物,对度的去 除率一般也超过50%,具体视废水中不溶性染料的贡献率。
混凝剂按照化学成分可分为无机混凝剂和有机混凝剂两类;无机混凝剂包括 低分子无机盐混凝剂和高分子聚合混凝剂;有机混凝剂通常为高分子类,包括人 工合成有机高分子混凝剂、天然有机高分子混凝剂和微生物混凝剂。
混凝的机理包括压缩双电层、吸附架桥、网捕、吸附电中和四种,不同的混 凝剂以其中的一种为主,并同时伴随有其他的过程。低分子的无机盐类混凝剂以 压缩双电层和吸附电中和为主,高分子电中性混凝剂以吸附架桥为主,阳离子性 则同时包括以上四种作用。
目前市场上用于废水处理的混凝剂主要包括铁制系列和铝制系列,常用的有 PACPFS、氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁。印染废水中最常使用的有PAC、氯 化亚铁、硫酸亚铁,同时使用PAM以提高混凝和沉淀效果,薄膜电晕处理机Ca(OH)2则主要用于 调整pH,同时具有混凝作用。PAC由于比硫酸亚铁价格高,受到一定的限制。
混凝过程的重要操作条件包括混凝剂特性、混凝剂投加量、反应条件、沉淀 效率等。混凝
包括两个过程,混合和反应;混合过程要求快速均匀,通过剧烈的 搅拌,使药剂快速混匀到水中,一般持续1030s;反应阶段主要使水中微粒凝聚 成矾花并增大,以便后续沉淀,通常持续电梯运行检测平台1030min。混凝后进入初沉池,常用的 初沉池有辐流式沉淀池、竖流式沉淀池、斜管/斜板沉淀池,平流式由于占地面 积大而不被采用,水量较大时竖流式不适用,如果用地稍微宽松,才用辐流式, 否则采用斜管式。

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