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1、洛阳理工学院毕业设计(论文) 染料废水的处理现状与研究进展 摘要 我国是世界上的印染大国之一,印染工业较为发达,近年来,随着人们对环境 问题越来越多的重视,怎样解决印染行业给人类带来的威胁也成为热门课题。本 文介绍了我国染料废水的特点、污染以及处理现状,在处理上包括膜法的应用、 染料脱色、电化学方法的应用等,在总结国内外研究的基础上对处理进行比较, 加以归类,并通过工程实例分析它们在实际生产中应用。 关键词:染料废水,处理,综合运用,研究 2 PROCESSING STATUS AND PROGRESS OF THE DYE WASTEWATER ABSTRACT China is one o
2、f the big countries of the worlds printing and dyeing, printing and dyeing industry is more developed in recent years, with more and more attention to en vir onmen tal issues, how to solve the prin ti ng and dye ing in dustry, the threat posed to humans has become a hot topic. This article describes
3、 the characteristics of dye wastewater, pollution and to deal with the status quo, including the application of the membra ne, dye bleach ing, electrochemical methods applicatio n in han dli ng, deali ng with on the basis of summing up the researchat home and abroad to compare, to be classified they
4、 are applied in actual product ion and engin eeri ng examples. KEY WORDS: Dye wastewater , Process Synthetically Applied , Research 洛阳理工学院毕业设计(论文) iii 、八、亠丄 刖言1 第1章染料废水概述 2 1.1染料行业生产废水特点 2 1.2染料废水的污染危害 4 第2章染料废水的处理 5 2.1膜法在染料废水处理中的应用 5 2.2染料废水的脱色 6 2.3 Fenton试剂在染料废水处理中的应用 8 2.4电化学法9 2.4.1电化学氧化法的基本原理
5、 9 2.4.2催化铁内电解法 10 2.5厌氧一好氧工艺11 第3章应用工程实例13 第4章 染料废水处理的研究进展 17 谢辞18 参考文献19 外文资料翻译 20 洛阳理工学院毕业设计(论文) 染料工业是化学工业中环境污染极其严重的产业之一。染料在给人们带 来绚丽多彩和经济效益的同时,也产生了大量的三废”尤其是要排放大量 的废水,每顿染料平均用水在300 350t。染料废水主要包括染料生产废水 和印染工业废水。染料废水具有组分复杂、色度高、COD和BOD浓度高、 悬浮物多、水质及水量变化大、难降解物质多等特点,是较难处理的工业废 水之一。目前,染料主要是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显
6、色基团和 极性基团,结构日趋复杂,性能也越来越稳定,这给印染废水的处理带来了 更大困难。 染料废水主要来自于染料及染料中间体的生产企业,由印染过程中排放 出的染料、浆料、助剂等组成。随着印染工业的迅猛发展,染料废水已成为 水体中几种最主要的污染源之一。目前世界染料年产量约为(89) xi05t, 我国是纺织品生产和加工大国,纺织品出口额已多年来列居世界首位,每年 的染料生产量达 1.5 X05t,其中大约10% 15%的染料会直接随废水排入水 体中。大多数有机染料化学稳定性强,具有三致(致癌、致畸、致突变)作用, 是典型有毒难降解有机污染物。此外,废水中的染料能吸收光线,降低水体 的透明度,对
7、水生生物、微生物的生长不利,并且降低了水体的自净能力, 同时导致视觉污染,严重破坏水体、土壤及生态环境,直接和间接地危害人 类身体健康。在我国,由于染料产量大、生产企业分散、技术落后等原因造 成染料工业废水的治理深度和广度都不够。据统计,2002年我国染料行业 废水年产排量高达 14亿吨左右,治理率不到34%,治理合格率仅 58.3%。 有效解决染料废水治理问题是消除印染行业发展瓶颈的关键所在。 目前,染料废水处理常见的解决方法有物理法、化学法、电化学法、生 化法等。本文将对这几种方法进行归纳总结并对其未来的发展趋势进行展 望。 第1章 染料废水概述 1.1染料行业生产废水特点 染料、颜料行业
8、以水为溶剂,且分离、精制、水洗、抽滤等工序排出大 量的废水。生产中约有90%的无机原料和 20%左右的有机原料转移到生产废 水中。染料工业主要废水有: 有色含盐的有机物废水,无机盐浓度在15% 25%,主要是氯化钠,少量硫酸钠、氯化钾及其他金属盐类;氯化或溴化 废水;含有微酸微碱的有机废水;含有铜、铅、铬、锰、汞等金属离子的 有色废水;含硫的有机物废水。部分染料中间体生产排放废液见表1 1 表11部分染料中间体排放废液成分 废水名 称 pH 色度/倍 胺基物/ (mg/L ) 硝基物/ (mg/L ) 硫化物/ (mg/L 含盐类 /% COD/ (mg/L ) 甲萘胺 3.5 2083 0.
9、15% 2.0 2.2 10163 硝化废 水 2200 0.17 12000 甲萘胺 9.5 150 361 400 61.6 3578 还原废 180 70 4000 水 间羟基 8.5 230 17 20 15.3 27943 二乙基 300 19.2 29000 苯奈碱 溶分层 母液和 洗液 色酚AS 9.5 25000 246 260 12.8 26270 抽淋水 26000 13.5 58000 洗的母 液 色酚AS 抽淋水 洗的洗 液 13 87.6 96.4 7.1 8.2 27229 29200 间苯二 胺精制 废水 9.3 1000 2500 323 350 该行业有偶合反
10、应工序,废水中含有 一N N 等发色基团,色度都比较 高,如碱性玫瑰精红色滤液的色度高达100万倍150万倍。分散蓝生产废 水情况见表 1 2 表1 2 分散蓝SE-2RL废液污染物成分 目 废水名称、 COD/ (mg/L ) 色度/倍 pH 胺基物/ (mg/L ) 备注 丙酰化废水 204359 7500 -8000 0.43 101 -110 22000 乙基化母液 50312 3375 -4000 8.44 76 -80 54210 乙基化洗液 40210 2040 -2500 8.56 44250 染料母液 19952 4000 -5000 含酸量: 80 110 50m 3/t
11、60 18400 8% 10% m3/t产品 染料洗液 3747 4000 400 -900 含酸量: 4 -5 30m 3/t 40 1% 2% m3/t产品 染料、颜料生产中产生的高浓度有机废水,COD高达数十万 mg/L,有 机磷达数百到数千 mg/L,废水量大,成分复杂,毒性大,色度深,有异味, 有机物和无机盐含量甚高(含盐量达2%15%),并含对微生物有抑制性的 中间体。随着染料品种增多、在结构上环数增加、碳链增长、染色基团各种 各样,使得废水的 BOD5/CODcr比值下降,另一方面,染料新的品种都提高 了抗光、抗药物、抗化学氧化等性能。因此,废水变得难以生化处理。 1.2染料废水
12、的污染危害 染料废水往往含有超过国家排放标准相当数量的油酯状物,并往往含有 强烈生物毒性的物质,这些有毒物质可以分为无机物和有机物。无机有毒物 质,以重金属为代表,如铅、铜、锌、铬等,此外,砷、硒、溴、碘等非金 属也有毒。有机物质主要有酚类化合物,取代苯类化合物等。 染料、颜料和中间生产基本原料是苯、萘、蒽、醌类有机物,芳香族化 合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代后生成的芳香族卤化物、芳香族硝 基化合物、芳香族胺类化合物、联苯等多苯环的取代物,毒性都较大,如苯、 甲苯、氯苯、硝基苯、硝基氯苯、胺苯等许多项目在地面水体最高允许浓度 的规定内都有明确限制。染料、颜料行业一些有害有机物质和无机物质
13、对人 体的危害见表 1 3. 表13染料废水中某些有害物质对人体的危害 有害物质名称 主要危害 汞 对人体主要毒害神经系统,使脑部受损,引起四肢麻木,发音困难, 听力减退,心力衰竭,急性肾功能衰弱和严重胃肠损伤,致死量约 10mg/kg 体重50mg/kg 体重 酚 使人体细胞蛋白发生变性和沉淀,引起咼铁血红蛋白症,对黏膜有 刺激,有灼痛感,甚至被腐蚀而溃疡、坏死,对神经、肝、肾、胃 皆有损害,致死量2kg15kg 氰化物 与血液细服色素氧化酶中的铁原子结合,引起组织缺氧而致内窒息, 还能造成血管运动神经中枢麻痹,致死量口服氰化钠0.06g0.1g 石油类 石油中含有 3,4苯并芘致癌物质,石
14、油对水生生物有直接危害 染料、颜料、医药、化学制剂等企业,每年要生产十几种甚至几十种产 品,而且产品制造大部分是间歇性操作,所以精细化工废水具有间歇性排放, 水质水量随时间变化变化较大,给废水处理工程设计、运行管理增加许多困 难。 第2章染料废水的处理 2.1膜法在染料废水处理中的应用 膜技术处理染料废水可将废水分离为浓缩液和透过液。其中浓缩液可用 于染料回收,透过液也可回用,用于染料的生产。这样做既可以实现废水的 资源化,使染料不随排水流失,又不会造成水质污染,是清洁生产的重要手 段和途径。对于染料废水的处理,据报道最适宜的膜是荷电超滤膜和纳滤膜。 对于采用预处理/膜分离组合工艺来处理印染废
15、水,具体工艺为:物理化 学或生化等方法预处理 一纳滤工艺,研究结果发现纳滤膜NF-70对COD和 电导率的截留率分别为100 %和85%,得到的纳滤透过液可以回用。预处理 的目的是使经常规处理后的废水在进入膜分离装置之前,达到进水要求,具 体如下:SS(mg/L)l ; SDI5 ;浊度(NTU)2。这样做可以确保膜分离装置 的正常运行,延长膜分离装置的使用寿命。其工艺流程图2 1 : 图21 试验工艺流程图 谊缩液 在国内张振成等人研究PW膜在印染废水处理中的应用【1】。废水来源于 手套棉线的染色加工,废水中的污染物主要为直接染料及助剂。工程设计水 量为11m/d,进水水质和排放标准见表2
16、1 表2 1 进水水质及排放标准 序号 1 2 3 4 5 名称 BOD5 COD Cr pH SS 色度 原水水质 500mg/L 100 1500 mg/L 69 500 mg/L 500 1000 倍 排放水标准 40 mg/L 180 mg/L 69 100 mg/L 80倍 本工程有以下特点:水质变化大,COD范围为1001500mg/L,色度为 5001000倍;有机物含量较高,B/C 0.3,属可生化废水; 从开始运行起,PW装置对CODcr和色度去除率越来越好,开始时CODcr 去除率约为75%,色度去除率约为 50%,三个月以后,CODcr去除率上升到 85%90%,色度去除
17、率上升75%85%,改造后出水 CODcr都稳定在 100mg/L以下,出水色度稳定在50倍以下,出水 CODcr和色度都好于国家 和地方排放标准。 此外,刘梅红运用纳滤膜技术处理印染废水试验研究【2】表明,纳滤膜技 术对印染废水中 COD的去除率可达 98%以上,对色度的去除率为 100% ;当 对废水过程回收率高达90%时,透过液 C0D含量仍小于100mg/L,达到国 家一级排放标准,并可回用。 2.2 染料废水的脱色 如何选择一个技术可行、经济合理的方法将印染、染料废水进行脱色, 一直是废水处理上的一个重要课题。近年来国内外对染料废水的脱色方法进 行了大量研究,但由于含染料废水类别复杂
18、,使治理技术很难实现工业化, 所以,如何脱色成为含染料废水处理的一个难题。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,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。 近年来,利用粉煤灰的混凝、吸附作用处理印染废水,因其COD去除率 基本在85%以上,色度去除率高于 95%而在国内得到了普遍的重视。该法具 有污染物去除效果好、费用低、占地少和易于工业化等特点,很适合中小型 纺织印染厂家。 阎存仙等粉煤灰对染料废水的脱色研
19、究【3】。在加灰质量浓度为 0.04 0.08g/mL、震荡吸附时间为 3h、pH值为210、废水质量浓度为 10600mg/L 时,粉煤灰对单体直接染料具有良好的脱色效果,脱色率为91%99%,且 能够去除大量的 COD。张竹青【4】粉煤灰对活性染料(活性艳红X 3B和活 性艳红X 8B)的脱色效果。结果表明,粉煤灰的最佳粒度为0.125mm,pH 值为510.最佳质量浓度为 0.18mg/L ;对100mg/L活性艳红X 3B和活性 艳红X 8B的脱色效果最佳振荡吸附时间为20min,对200mg/L活性艳红 X 8B脱色的最佳振荡吸附时间为 30min ; 200mg/L活性艳红X 3B
20、溶液随 振荡吸附时间的增加,脱色率逐渐增大,160min时脱色率达到最大值。此外 温度对活性染料吸附性能也有一定的影响。 除粉煤灰的吸附外蒋宝南等对染料废水脱色处理的研究【5】,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。 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
21、子混凝剂:其除浊、脱 色性能优越,处理后水的pH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。 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80200倍之间,COD浓度在300800 mg/L之间变化,将pH值调节 在7.58.5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
22、率也达 60%左右,结果如表2 2所示 表2 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 PA的加 入量/ mL 处理后 色度 处理后 COD/ (mg/L ) 色度去 除率/% COD去 除率/% 8 洛阳理工学院毕业设计(论文) 1 8.0 1.3 1.5 102 157 92.5 59.7 2 8.5 1.0 1.4 134 136 93.7 61.4 3 8.0 1.5 1.6 168 180 93.0 60.5 在500mL印染废水中,当废水酸碱度在 7.58.5之间,聚合氯化铝(PAC)的 用量在1.01.75mL之间,高效脱色剂的用量在 1.01.5
23、 mL之间时,废水脱色 效果最好。 2.3 Fen to n试剂在染料废水处理中的应用 Fen to n试剂是亚铁离子和过氧化氢的组合,是一种强氧化剂,1881年 由Fenton首次提出并因此而命名。在国内,徐向荣等 【6】Fenton试剂与染料 废液的反应,并证明了Fenton/UV两者具有协同效应。陆文明【7】模拟活性 染料废水和实际活性染料废水的处理,脱色和CODcr去除率均很好。崔淑兰 等【8】与双氧水氧化法处理染料废水。 Fen to n试剂用于废水中的处理,其主要的原理是利用亚铁离子作为过氧 化氢的催化剂,反应过程中产生大量的羟基自由基(Hydroxyl Free Radical
24、, OH-),从而降解废水中的有机污染物,使Fenton试剂成为一种有效的废水 处理方法。其氧化机理如下: 在含有Fe2+离子的酸性溶液中投加H2O2时会发生下列反应 2+3+- Fe + H2O2 Fe + OH -HO( 1 ) Fe3 + H2O2T Fe2 + HO2 + H( 2 ) 式(1)中是快速反应,尽管反应速率会由于条件不同而产生一些差异,但 H2O2的消耗是很快的,式 中Fe3+被还原为Fe2+,又迅速与H2O2反应,生 成羟基自由基,Fe2+在反应中起激发及传递作用,使链反应能持续进行,直 至H2O2消耗尽。 整个体系的反应十分复杂,反应过程的平衡关系可用下列简化关系表
25、示: Fe34OHOHF K=2:H Fe2 HH2O2 式中K 反应平衡常数 由上式可看出,羟基自由基的浓度与Fe2+ H 2O2成正比,与Fe3+OH - 浓度成反比。 2.4 电化学法 2.4.1 电化学氧化法的基本原理 电化学法处理染料废水,主要是利用电解氧化、电解还原、电解絮凝或 电解上浮等,在电极材料的作用下,产生羟基自由基等活性基团,来破坏染 料分子的结构,从而实现脱色并降低废水中主要污染物的浓度。 电化学氧化分为直接电化学氧化法和间接电化学氧化法。直接电化学氧 化法是通过阳极直接氧化,有机污染物在阳极表面被氧化,转化为毒性较小 的物质或易生物降解的物质,甚至直接将有机物无机化,
26、达到去除污染物的 目的。间接电化学氧化法是利用电解过程中产生的强氧化物质,如羟基自由 基等,氧化废水中的有机物,使污染物彻底降解。 电化学还原是通过阴极还原来处理污染物,分为阴极直接还原和阴极间 接还原。直接还原如高毒性的Cr6+可以在阴极接受电子还原为Cr3+,或者是 Cr2+,从而极大的降低了毒性,有些金属离子的阴极还原,还可以回收有用 金属物质,变废为宝。阴极间接还原是利用电解过程中产生的还原性物质, 将污染物还原去除。如Cr6+被直接还原为 Cr2+,SO2被Cr2+间接还原为单质 硫。 电絮凝是在外电场的作用下,利用可溶性的阳极(金属铁或金属铝)产生 水溶性的阳离子,然后再聚合成一系
27、列络合物,形成絮凝剂,在废水中吸附 悬浮物或胶粒,从而起到絮凝作用。如金属铁在阳极氧化为Fe2+和Fe3+,水 解后生成Fe(0H)2和Fe(0H)3絮体,然后作为絮凝剂对废水中污染物进行吸 附,沉淀去除。 电气浮也是在外电场作用下,废水和其他一些物质被电解,在阳极或是 阴极上产生氧气或氢气。氧气或氢气在水中以气泡形式上浮,这些气泡具有 很好的黏附性能,电解过程中产生的胶粒或是悬浮物能够黏附在气泡上,随 气泡一起上浮到水面,达到去除的目的 10 洛阳理工学院毕业设计(论文) 电解絮凝和气浮过程的机理复杂,以金属铁为阳极,阴极采用惰性材料, 电极反应为: 阳极(氧化):Fe +2e Fe2+ ,
28、 Fe+3e Fe3+ 阴极(还原):2H2O+2eH 2+2OH- 总电极反应: Fe+2H2OFe(OH) 2+H2, Fe+10H2O+O24Fe(OH) 3+4H2 242 催化铁内电解法 铁碳微电解法处理废水优点:处理有毒、难降解的有机污染物,现有技 术中较为有效的是铁碳还原法工艺,微电解处理农药废水操作简单、效果显 著、投资省、运行费用少,用于染料废水前处理具有广阔的前景。 为了克服铁碳法缺点,在铁内电解反应器中加入一定量的催化剂铜,扩 大了两极之间的电位差,使电化学反应的效率进一步提高,这样就有更多种 类的重金属及有机污染物能在电极上得到还原。在反应中生成的Fe2+有较强 的还原
29、能力,也能帮助还原污染物,使部分难降解的环状有机物环裂解,生 成相对易降解的开环有机物,从而改善废水的可生化性。在pH值为8.08.5 时产生具有较强絮凝作用的Fe(OH)3沉淀,将污水中的悬浮固体和胶体等凝 聚沉淀,同时吸附大量可溶性有机污染物一起沉淀,使污水得到净化。 催化铁内电解法预处理废水无需曝气,既节约了能源,又减少了铁与水 中溶解氧的反应,铁的损耗量大为降低;适用pH范围广,从酸性废水到碱 性废水(pH值小于9. 5)都有很好的处理效果;工艺操作简便,运行费用低 廉。 周荣丰等【9】铁内电解法对浙江某地区的印染废水进行预处理,有效去除 了对生物有抑制的有机物,为后续的生化处理创造了
30、有利条件,CODcr去除 率达到85% ;过去难以解决的色度问题也得到了有效解决,可去除废水色度 90%以上。近40d的连续流试验证明,内电解 一生化工艺具有处理效果好、 出水水质稳定、工艺设备简、操作管理方便、能耗低等特点,是处理印染 废水的有效方法之一。 用催化铁内电解 一生化法处理印染废水有以下优点:工艺设备简单, 电耗省,无需曝气。催化铁内电解是较为理想的生化处理的预处理工艺; 催化铁内电解法对色度的去除效果甚佳,有色废水经预处理后色度大大降 低,去除率可达 90%以上,出水色度符合国家标准。对废水中有机物的去除 也有一定效果。预处理的CODcr去除率可达 30% :预处理段可以大大改
31、 善废水的可生化性,某污水厂的印染工业废水经过预处理再经生物处理后, CODcr的去除率为85% :铁盐的存在大大改善了活性污泥的沉降性能及生 物膜的附着性能。对生化工艺有利。 从上述研究的成果来看,催化铁内电解对处理难降解的工业废水的预处 理效果明显,催化内电解作为一种高效、经济的处理手段正在被重视。 2.4 厌氧一好氧工艺 生物处理法分为好氧法和厌氧法。好氧法处理效率高、速度快、比较经 济,是废水处理的主要方法;厌氧法因代谢速度慢、停留时间长、容器体 积大、影响因素多、造价高等不利因素,一般用于有机污泥或浓度特高的废 水处理。实践表明,传统的生物学废水处理厂并不能对纺织、印染废水中的 有机
32、染料起到有效的降解作用。但近年来,一些研究表明,好氧法和厌氧法 由于能够优势互补,当它们同时应用,许多不能或难以好氧生物氧化的有机 染料,在不同程度上是能够部分厌氧降解的。 D.Brown【10】料在厌氧环境下的初级生物降解。他选用了不同结构的22 种常用染料进行实验,依次分析了不同结构染料的生物降解程度,得出结论 是除了一种酸性绿 80染料外,所有受试的染料均发生50%以上的脱色,因 此可以认为环境中的染料的去除是从厌氧开始的。Kemper等【11】料废水比较 了其厌氧预处理 一好氧处理与单独的好氧处理,发现偶氮染料的脱色主要发 生在厌氧阶段,而进一步降解主要发生在好氧阶段,厌氧预处理增加了
33、好氧 阶段的可生化降解性。闫庆松等【12】水的研究过程中,也采用了厌氧一好氧 工艺,取得了很好的效果。废水主要来源是重氮化和偶合工艺冲洗水、压滤 工艺的母液、水洗液。厌氧采用UASB工艺,中温消化,停留时间48h, COD 去除率可达 55%,出水BOD/COD值由0.1提高到0. 42,系统内形成颗粒 污泥,其沉降性能良好。好氧段采用接触氧化法。经驯化后,污泥对废水 的降解能力逐步提高。经研究得出偶氮染料的脱色主要发生在厌氧阶段。厌 氧段在去除 COD、色度及提高 BOD5/COD值有独特的作用,有着广泛的应 用前景 16 第3章应用工程实例 通过概述,可以看到,现如今,随着政府及企业对环境
34、保护及资源循环 利用的重视,染料废水的处理工艺有了很快速的发展,处理方法也变得越来 越多。如果应用到工程实例当中,不可能使用某一简单的处理方法,我们往 往要考虑到处理效果、处理时间以及工程造价等问题,因此,综合性的处理 方法在工程中较为常见,下面本文就以东北某印染厂的处理方法为例,作出 简要分析。 该公司的染料废水主要来源于染料压滤、板框压滤机和反应设备的清洗 3 等工序。废水产生量为 2790m /a,主要污染物为化学需氧量、色度、悬浮物、 pH值等;生活污水来自员工食堂和卫生间等,产生量为336 m3/a,主要污 染物为化学需氧量、悬浮物、氨氮和生化需氧量等。这些废水均排人污水处 理站,处
35、理达标后排放。处理前水质情况和排放标准见表3-1 : 表3-1 染料废水处理前水质情况和排放标准 污染物名称 处理前水质 辽宁省污水 综合排放标准 监测方法 化学需氧量 g/L 8360 8500m 50mg/L GB11914 重铬酸钾法 86 悬浮物 L 162 188mg/ 20mg/L GB11901 重量法 89 色度 40000 倍 30倍 GB11903 稀释倍数法 89 pH值 5.66 5.80 6 9 GB6920 璃电极法 86玻 废水处理工艺原理:该公司采用中和+电解+H/O+生物接触氧化法 +活性 炭吸附的处理工艺处理其生产及生活废水,废水处理设施设计处理能力为 20
36、t/d。污水处理工艺流程详见图3 1 外运 排放 图31 污水处理工艺流程图 废水的收集和水量调节:公司将生产缩合类染料的酸性废水与生产偶氮 类染料的碱性废水分别引入单独设置的酸性废水调节储罐和碱性废水调节 储罐内,均和水质、水量。 中和反应池:用水泵将酸性废水与碱性废水按一定比例打入该池。进入 中和反应池的酸碱废水经过搅拌机的搅拌混合,必要时外加酸或碱,将废水 的pH值调节在6.06.5之间。 絮凝沉淀池:向废水中投加高效絮凝脱色剂9801及聚合氯化铝,经搅拌 产生悬浮物,静置 34h使其沉淀。 预曝气池:将沉淀后的上清液通过水泵打人预曝气池,废水在此处曝气 6 7h。 电解处理工艺:预曝气
37、池的废水自然进入电解池,电解池阴阳极均采用 铁板,通直流电进行电解。电解过程中,出0电解成初态的 H2和02,还原 氧化废水中的高分子有机物,使部分高分子有机物断链生成小分子有机物。 同时,Fe失去电子变为 Fe2+,与水中的OH-生成络合物,起到絮凝剂的作用。 絮凝废水中的细小悬浮物,吸附在 H2和02上,浮至水面形成浮渣。 H/O生化处理工艺:电解池出水进入沉淀池,经过沉淀后,进入两段 H/O生化池进行水解酸化、好氧生化反应。在此段中引入生活污水,以提高 废水的可生化性,补充废水生化反应所需的氮、磷营养。将废水中的有机物 转化为CO2和 出0。两段式 H/O工艺中水的停留时间为32 h,即
38、每段 H/O 反应时间均为16h,其中水解酸化阶段 (H段)和好氧阶段(O段)反应时间相 等,各为8 h。 生物接触氧化池:H/O生化池出水进入沉淀池,上清液进人两级生物接 触氧化池,进行更长时间和更加充分的好氧生物反应。该过程废水停留时间 为12 h。生物接触氧化池的出水流入絮凝沉淀池中,加入絮凝剂9801和助 凝剂,反应生成的悬浮物絮凝形成较大的矶花,在絮凝沉淀池内进行固液分 离。 废水深度处理工艺:絮凝沉淀池出水泵入滤池内,先经过石英砂过滤水 中细小的悬浮物,再经滤池内的活性炭过滤,进一步吸附水中残留的有机物, 然后排放。 污泥处置:电解池悬浮渣及各沉淀池污泥排入污泥浓缩池中,进行浓缩,
39、 再经于化脱水后定期处置。渗滤水返回碱性废水调节储罐重新处理。 该废水处理装置总投资人民币150万元,总装机容量I2kw。经废水处理 装置处理后,废水中污染物的浓度均有显著下降。悬浮物、色度的单次值、 pH值检出范围均低于DB21/1627 2008辽宁省污水综合排放标准中直 接排放的水污染物最高排放浓度。化学需氧量、悬浮物、色度3项污染物的 去除率分别为 94.92%、96.73%和99.8%。 采用中和+电解+H/O+生物接触氧化法 +活性炭吸附的工艺处理染料废 水,具有投资少、处理效果好、运行费用低、抗水质变化冲击能力强、操作 简便等特点,废水经处理后完全达到DB21/1627 2008
40、辽宁省污水综合排 放标准中的直接排放的水污染物最高排放浓度。现场监测验收,这套废水 处理设施,对染料废水处理效果明显,具有一定的推广应用价值。【13】 洛阳理工学院毕业设计论文 第4章染料废水处理的研究进展 国内外对有机染料废水的处理方法虽然很多,但各种方法都存在自身的 局限性,不是处理效果欠佳,就是运行成本过高,或是对废水的处理有选择 性。物化处理法都是利用化学试剂或电能对染料废水进行处理,存在着对有 机物的去除效率不高、对染料的选择性强、处理费用高、运行不经济、产生 大量难处理的污泥、容易导致二次污染等缺点,推广应用受到很大限制。生 物处理法是当今广泛使用的染料废水处理方法,具有操作过程简
41、单、运行费 用低廉、不会产生二次污染、对环境友好等优势,在染料废水的处理中越来 越受到重视。但由于染料废水可生化性较差,单一运用生物法己不能满足工 业实际的需要。而且传统的生物处理法大多是利用微生物对有机物的生物吸 附及生物降解作用,反应过程过于缓慢,对染料废水的处理周期过长,处理 效率低下。此外,利用生物法处理染料废水时,由于微生物对pH值、营养 物质、温度等条件有一定的要求,难以适应染料废水染料种类多、水质波动 大、毒性高的特点,同时还存在占地面积大、管理复杂、对色度和COD去 除率低、废水达标难度较大的缺点,还有待做大量的深入研究工作。因而, 染料废水处理技术的主要发展方向是:立足于生产
42、实际,针对染料废水的水 质特点,结合微生物与物理化学处理技术,研究开发低毒、低能耗、高效、 不产生二次污染的水处理技术,特别是电、光、磁、声、生物氧化、无毒药 剂氧化等各种方法进行合理联用的新型水处理技术,如微生物的高效化及固 定化等生物强化技术、各种生化技术。根据具体条件和相关要求,对各种有 效的处理方法进行优选,不断提高处理效率,优先利用自然界中丰富的再生 资源,比如太阳光、微生物等,降低染料废水的处理成本。 19 谢辞 非常感谢李月红老师指引我的论文的写作的方向和架构,并对本论文初 稿进行认真批阅,指正出其中误谬之处,使我有了思考的方向。 谨向李老师表示崇高的敬意和衷心的感谢!谢谢李老师
43、在我撰写论文的 过程中给与我的极大地帮助。 还有,要感谢在大学期间所有传授我知识的老师,是你们的悉心教导使 我有了良好的专业课知识,这也是论文得以完成的基础。 感谢所有给我帮助的老师和同学,谢谢你们! 通过此次的论文,我学到了很多知识,跨越了传统方式下的教与学的体 制束缚,在论文的写作过程中,通过查资料和搜集有关的文献,培养了自学 能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识,这 可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下,我可 能会记住很多的书本知识,但是通过毕业论文,我学会了如何将学到的知识 转化为自己的东西,学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。
44、 在论文的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态,首先做 学问要一丝不苟,对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视,要通 过正确的途径去解决,在做事情的过程中要有耐心和毅力,不要一遇到困难 就打退堂鼓,只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。而且要学会与人 合作,这样做起事情来就可以事半功倍。 总之,此次论文的写作过程,我收获了很多,即为大学三年划上了一个 完美的句号,也为将来的人生之路做了一个很好的铺垫。 再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师,同学和朋友,谢 谢你们! 参考文献 1 张振成,夏震荣等.PW膜在印染废水处理中的应用水处理技术,2000 , 26(3):17
45、2-174 2 刘梅红.纳滤膜技术处理印染废水试验研究.水处理技术,2002, 28(1):42-44 3 阎存仙,周红等.粉煤灰对染料废水的脱色研究环境污染与防治,2000, 22( 5):3-5 4 张竹青.粉煤灰对活性染料的脱色效果吉林农业大学学报,2003 ,25 ( 4): 416418 蒋宝南对染料废水脱色处理的研究环境研究与监测,2006,19 ( 4): 10-12 徐向荣,王文华等.Fenton试剂与染料溶液的反应环境科学,1999,20( 3): 72-74 7 陆文明.H2O2/Fe2+光催化氧化法去除活性染料废水色度的研究浙江树 人大学学报,2001;1 (4),65-
46、67 8 崔淑兰,王峰云.铁屑一双氧水氧化法处理染料废水.环境保护,1990, (12):10 9 周荣丰,肖华等.催化铁内电解 一生化法处理印染废水.环境科学研究, 2005,18(2) : 74-77 10 Brown D, Laboureur P. The degradation of dyestuffspart I.Pri mary biodegradati on un der an aerobic con diti ons . Chemosphere, 1983, 3 11 Loyd . C Kemper et al. Anaerobic/aerobic treatment of a
47、 textile dye wastewater. Hazard . Ind . Wastes, 1992, 24 12 国庆松.厌氧+好氧+煤渣吸附处理偶氮染料废水的研究.工业水处理, 2000, 7 13 张慧娟.染料废水处理工艺剖析皮革与化工,2010,27(2):34-37 洛阳理工学院毕业设计论文 外文资料翻译 Application of Decoloration Coagulant On Treating Dyestuff Wastewater Wang Dong -Li (EnvironmentalProtection Bureau of Wuqiang County , Wuq
48、iang 053300, China ) With the development of our industry, especially the international market in recent years of China dyes growth in dema nd for the rapid developme nt of Chin as dyestuff in dustry, dye in dustrial wastewater discharge has in creased substa ntially. This phe nomenon is particularl
49、y prominent in Wuqia ng Coun ty, Wuqia ng County has now become den sely County of Hebei Province Chemical, located in Fuya ng River Bas in Gover nance dye in dustrial wastewater to the coun tys en vir onmen tal protecti on work. 1 The sources and characteristics of a dye wastewater The wastewater f
50、rom dyes and in termediates in dustry, the loss of material by the crystallizatio n mother liquor, a variety of products and in termediates in the product ion process, equipme nt and floor wash ing water compositi on. Varieties yield small the Wuqiang dye industry, all of the intermittent operation
51、of the wastewater in termitte nt emissi ons; water quality, qua ntity ran ge, a Ion ger product ion process, the product yield is low, the complexity of the wastewater component; high con ce ntratio ns (C0D 1 000 -10 000mg / L,), chroma (500-10 millio n times), high con te nt of orga nic comp onents
52、 in the wastewater, mai nly for aromatic hydrocarb ons and heterocyclic compounds, anilines, and with color groups and the polarity groups; contains more raw materials and by-products, as well as acid, alkali, of NaCl, Na2SO4, Na2S, and other inorganic salts. Dye wastewater processing difficulty is
53、high COD First, the formation of the main comp onent of the COD as an ili ne, aromatic hydrocarb ons, phe no Is, orga nic n ature, poor biodegradability; two-color high, complex components, COD removal and decolorization associated, but the bleachi ng is difficult. 2 Coagulation Method The coagulati
54、on method is to add certain substancesto the wastewater originally soluble in the wastewater was fine state, difficult to sedimentation, filtration of pollutants through the role of physics or chemistry, then assembled into larger particles, in order to facilitate the separati on method. Dye wastewa
55、ter treatme nt methods. Physical adsorpti on, membrane separation, ultrasonic vibration gas law. The chemical methods include coagulati on, ozon ati on, wet air oxidati on, incin erati on. Electrochemical point coagulati on, electrical float, electro-oxidation, micro-electrolysis. Photochemical oxid
56、ation of photoexcited oxidation, photocatalytic oxidation method. Which coagulation method because of the adva ntages of fixed inv estme nt and low operat ing costs, simple operati on, wide adaptati on, better become an importa nt means of dye in dustrial wastewater treatme nt in the county. In part
57、icular, accord ing to the wastewater n ature in comb in ati on with other means to achieve good results, especially for wastewater treatme nt of the grass-roots small and medium-sized en terprises. In the coun ty, especially comb ined with a successful model of adsorpti on, micro-electrolysis. 3 Coa
58、gulati on for treatme nt mecha nism Coagula nt by add ing dye wastewater, coagula nt in water, hydrolysis, polymerizati on chemical reacti ons gen erated by hydrolysis of polymers to gen erate static in driv ing bridge intergranular adhesion volume sweep and other particles in the water, thick coagu
59、lation body, and the n removed by precipitati on. The above effects may also have a role in the different conditions may be the dominant factor. Dye wastewater in the chromophore through the complicated process to complete decolorization. Coagulation method, the key lies in the choice of coagula nt.
60、 Dosing less, easy operati on and man ageme nt, can achieve the best results is to select the coagula nt prin ciple. 4 com monly used coagula nt Coagula nt used in the dye wastewater treatme nt, divided into inorganic coagula nts and orga nic coagula nt. 4.1 inorganic coagula nt In the practical app
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