印染废水治理技术综述

1、第44卷第2期2007年4月染料与染色DYEST UFFSANDCOLORATI O NVol144No12Ap ril2007研究论文印染废水治理技术综述闫金霞成庆利(华北水利水电学院环工系,郑州450011摘要:综述了印染废水治理技术研究现状,介绍了各方法的特点及其在印染废水处理中的应用,为印染废水处理方法的选择提供了有价值的依据。关键词:印染废水;治理;技术中图分类号:T Q62019文献标识码:A文章编号:1672-1179(200702-0048-4纺织工业废水是对水环境污染构成严重威胁的工业污染源之一,其中以印染废水最为严重。印染废水排放量约为工业废水总排放量的十分之一。这些废水来

2、自于印染加工中漂练、染色、印花、整理工序。它具有量大、浓度高、成分复杂、色度高等特点。随着染料品种的变化,表面活性剂及化学浆料等的大量使用,印染废水可降解的难度加大,成为较难处理的工业废水这一。印染废水的处理方法主要有物理化学法、化学法和生物法。以下将详细介绍各处理方法的特点及其在印染废水处理中的应用。1物理化学法1.1吸附法1.1.1活性炭吸附剂作为一种优良的吸附剂,活性炭已广泛用于水处理工程中。活性炭吸附法对印染废水有良好的脱色效果1。活性炭对染料具有选择性,其脱色性能顺序依次为碱性染料、直接染料和硫化染料。由于价格昂贵,再生困难,活性炭一般只用于浓度较低的印染废水处理或深度处理2。1.1

3、.2矿物吸附剂一些粘土矿物因具有较大的表面积和较强的吸附性能,在污水净化处理中得到广泛应用。改性凹凸棒土对印染废水的吸附去除率达85%以上3,海泡石的脱色率大于90%4。天然蒙脱石处理酸性、阳离子染料废水,脱色率和COD去除率均达90%以上,且操作简单,易再生,投资少5;其改性吸附剂对各种类型染料的印染废水也有稳定的处理效果6。此外,有机膨润土7、沸石8等矿物吸附剂对印染废水也有良好的脱色效果。1.1.3粉煤灰吸附剂粉煤灰的主要成分为Si O2和A l2O3,具有不规则的多孔微粒,比表面积大,可用来净化难降解的染料废水9。但若不进行预处理,直接净化染料废水的能力差10。用CaCl2改性的粉煤灰

4、对难降解染料废水的CODcr去除率达90%以上11。112膜分离法膜分离技术是近几十年发展起来的一类新型分离技术。具有低能耗、操作简单、可回收有用物质等优点。应用于染料废水处理的膜技术主要有超滤、纳滤和反渗透。1.2.1超滤法超滤法是一种以压力差为推动力,按粒径选择分离溶液中所含微粒和大分子的膜分离操作。它能够截留相对分子量在500以上的大分子和胶体微粒12。用中空纤维超滤膜处理含P VA废水,出水可达中水标准13。1.2.2纳滤法纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术。纳滤膜孔径为几纳米,对含直接染料和活性染料等的水溶性染料废水,用超滤法的分离处理效果较差,常用纳滤法进行分离处理14

5、。纳滤对染料废水的脱色率达99%以上15,可有效实现对印染废水的深度处理16。1.2.3反渗透法反渗透法是在压力作用下,仅使水分子反向渗透而其他溶质不能透过,从而浓缩废水的方法。反渗透膜的微孔孔径较超滤膜小17,在印染废水处理中,反渗透技术可使弱酸性染料废水浓缩10倍以上,色度去除率达99%9915%,COD去除率达75% 99%18。透过水可循环使用19。1.3萃取法利用萃取法从废水中分离和提取污染物,对于水溶性好的染料,可用电泳萃取法萃取染料,后用萃取方法进行溶剂再生;而对于油溶性好的染料,则可84染料与染色Vol144No12闫金霞,等印染废水治理技术研究2007年4月用萃取进行染料回收

6、,用电泳萃取方法进行溶剂再生20。为避免萃取有机溶剂对环境的污染,可采用超临界二氧化碳萃取21。2.化学处理法2.1化学絮凝法2.1.1无机混凝剂目前使用的无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子聚合电解质,其中以铁盐、铝盐为主,镁盐应用不多。铁盐主要有Fe2(S O43、FeCl3、聚合Fe2(S O43(PFS、聚合FeCl3(PFC,铝盐主要有A l2(S O43、A l Cl3、聚合A l2(S O43(P AS、聚合A l Cl3(P AC。一般情况铝、铁盐等无机混凝剂对以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料有良好的混凝效果,而对水溶性染料中分子量较小、不易形成胶体微粒的染料混凝效果较差22,

7、另外,还可去除水中悬浮物。2.1.2有机高分子絮凝剂由于分子量较大,溶入水中后分散为巨大数量的线性分子,有机高分子絮凝剂对水中胶体悬浮粒子的吸附架桥能力强,对染料废水,尤其是水溶性染料废水比无机混凝剂具有更好的脱色性能。且对废水pH值要求较宽,因而有更广阔的应用前景。以聚丙烯腈为主链,用二氰二胺在碱性条件下进行侧链改性得到的高分子絮凝剂P AN2DCN,对中性染料、活性染料、酸性染料废水的脱色率均达90%以上,兼有去除部分COD的效果23。2.1.3天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂无毒、可降解处理效果好,如淀粉、壳聚糖等,越来越引起人们的关注。以壳聚糖、丙烯酰胺和阳离子单体二甲基二烯丙

8、基氯化铵为原料合成的壳聚糖改性脱色絮凝剂,用在印染废水处理中,具有很高的脱色率和C OD去除率24。以阳离子淀粉、双氰胺、甲醛为主原料制备的阳离子絮凝剂,具有价廉、反应温和的特点,将其用在印染废水处理中,C ODcr去除率大于91%,脱色率大于99%25。2.1.4复合絮凝剂高效复合絮凝剂通过无机-无机、无机-有机混凝剂及助凝剂之间的复配,能充分发挥各种絮凝剂的优点,降低各组分的用量,使混凝法处理印染废水既有效又经济26。AF系列无机混凝剂处理活性染料K22BP废水存在投加量过大,沉淀污泥过多的缺点,但AF260和P AM复合后,可使沉速加快,在少于原AF260投加量1/2的情况下,脱色率高达

9、99%,并有效减少沉淀污泥体积27。2.2化学氧化法2.2.1氯氧化法常用的氯氧化剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠和二氧化氯等。氯氧化剂对于易氧化的水溶性染料如阳离子染料和易氧化的水不溶性染料如硫化染料有较好的脱色效果,对于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料等,脱色效果较差。当废水中含有较多悬浮物和浆料时,氯氧化法去除效果不理想。采用混凝-二氧化氯组合工艺处理,色度去除率达95%,COD去除率82158317%28。2.2.2臭氧氧化法臭氧是良好的脱色剂。对含水溶性染料废水其脱色率很高。对含不溶性分散染料废水也有较好脱色效果。但对以细分散悬浮状存在于废水中的不溶性染料如还原、硫化染料和涂料,

10、脱色效果较差。臭氧氧化与紫外光辐射29或活性碳吸附30联合处理印染废水,可进一步提高脱色率和COD去除率,但运行费用偏高。2.2.3光催化氧化法常用的光催化剂有Ti O2、Fe2O3、WO3、Zn O等, Ti O2由于具有无毒、较高的催化能力和较好的化学稳定性等优点,成为应用最广泛的光催化剂。悬浮态纳米Ti O2对染料脱色率高,但难以回收31。负载型纳米Ti O2克服了该缺点,且具有催化活性良好、性能稳定、可重复使用的优点32,显示出良好的应用前景。2.2.4湿式空气氧化法湿式空气氧化法是在高温高压条件下,利用空气作为氧化剂将废水中的有机物氧化为CO2和H2O 的方法。具有处理效率高,氧化速

11、度快,无二次污染等特点。用湿式空气氧化法处理印染废水,在去除部分有机污染物的同时,可提高其生化降解性33。在中温和压力下,加入过渡金属盐催化剂如硝酸盐、硫酸铜能加快实际纺织废水的湿空气氧化反应速率,且能显著提高COD和T OC去除率34。2.3电化学法电化学法处理染料废水的技术主要有内电解法、电凝集气浮法和电催化氧化法。内电解法由于具有操作简单、运行费用低、易于管理、脱色效果较好等优点而受到人们关注。通常利用内电解法对印染废水进行预处理3536,在去除部分COD的同时,能显著提高废水的可生化性,为后续生化处理奠定94Vol144No12染料与染色DYEST UFFS AND COLORATI

12、O N第44卷第2期基础。动态微电解的处理效果优于静态微电解37。3生物法3.1好氧处理法好氧处理法以活性污泥法、生物接触氧化法和塔式生物滤池法为主。印染废水含有大量可溶性能被生物降解的物质,采用好氧处理法能获得较好的BOD处理效果,但COD、色度去除率不理想38。3.2厌氧处理法在难降解有机物的处理上,厌氧生物处理比好氧生物处理有更大的优越性。但厌氧处理后出水往往达不到排放标准,常在其后串连好氧生物处理。3.3厌氧-好氧联合处理法厌氧-好氧法近年来在印染废水处理中获得广泛应用。此时的厌氧法已不是传统的厌氧消化,它的水力停留时间较短,只发生水解和酸化作用,可提高印染废水的可生化性,为后续的好氧

13、生物处理创造条件。印染废水经水解-曝气生物滤池处理后,出水能够达到国家二级标准,CODcr、BOD5及色度的去除率分别达到8413%、9211%、8614%39。3.4高效降解菌法筛选分离有高降解活性的菌株应用于印染废水的治理研究较多。腐败希瓦氏菌在适宜条件下能有效去除生产上常用的多种染料,在6小时内对活性艳红染料的去除率可达99%100%40。白腐真菌处理含多种分散染料的废水具有较高的COD去除率41。且混合菌群的脱色能力优于单菌株42。4其它废水处理技术高压脉冲放电4344能有效破坏染料分子中的苯环或萘环结构,提高印染废水的可生化性,具有去除率高、设备占地小等优点。但该法用来产生高能离子的

14、装置价格昂贵、技术要求高、能耗大,若真正投入实际运行,还需大量的研究。此外,芬顿试剂氧化法、超声波、磁分离法、生物酶45等技术也逐渐应用于印染废水的治理研究。5结语随着人们对环境质量要求不断提高和改善,废水排放标准要求也越来越严格。对印染废水而言,由于成分复杂,单独的化学法或生物法等都难以达到排放要求。因此,在选择废水处理技术时,应对废水的污染物组成、性质等充分调查,掌握生产工艺和水质水量的变化情况,了解各类处理方法的基本原理和特点,必要时,还要进行试验。印染废水的污染治理应打破以往单纯末端治理观念,注重防治结合的原则,实施清洁生产,进行源污染控制,如实施涂料染色新工艺,丝光淡碱回收技术等,使

15、资源和能源得到充分利用,减轻末端治理的压力,以实现可持续发展的战略目标。参考文献1魏文圆,张志刚.活性炭在印染废水脱色中的应用J.工业水处理.1996,16(2:352Hauger D G.I ndustrial W aste water Treat m ent by Granular ACtivatedCarbonJ.Am Dyestuff Reporter.1998,62(11:69753陈天虎.改性凹凸棒石粘土吸附性能对比实验研究J.工业水处理.2000,20(4:27294弓晓峰等.海泡石在废水处理中的应用研究J.环境污染治理技术与设备.2003,4(9:27305赵东源.天然蒙脱土对

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