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18/18印染废水水质分析印染废水水质分析

3.1水污染状况

3.1.1概况

染整废水实际是一大类,按行业和纤维材料可分为毛纺织染整;棉、化纤布和混纺布染整;苎麻纺织印染;丝绢印染;针织印染;线带;巾被等。按染料可分为直截了当染料、活性染料、暂溶性还原染料、还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、阳离子染料等。不同纤维、不同染料废水性质不同,治理方法也不同。染整废水是有机废水,其污染物来自纤维材料的染整过程中使用的染料、化学药剂(有时合称为当桦料)。化学纤维含杂质较少,而天然纤维棉、毛、麻、丝均含有一定杂质。如棉纤维含93~95%的纤维素;在约6%的杂质中,腊状物质0.3~1.5%,果胶物质(以果胶酸计)1.0~1.5%,含氮物质(以蛋白质计)1.0~2.5%,灰份约1%等。其中腊状物质、果胶、含氮物质必须在煮炼时除去,以保证印染加工质量。在织造过程中,经纱必须上浆,但在染整过程中又必须退浆,浆料即为污染物。据统计全世界染料总产量达64万吨,其中56%用于纺织品染色,而染色过程中有10~20%的染料作为废物排出。

染整工业的要紧污染源是废水。其要紧情形是:染整工业的废水要紧来源见表3-1,要紧纤维品种的常用染料见表3-2,织物常用染料及化学药剂见表3-3,常用浆料及其BOD、COD见表3-4。

表3-1染整工业废水的要紧来源

表3-2要紧纤维品种的常用染料

表3-3织物常用染料及化学药剂

表3-4常用浆料及其BOD5、CODcr

由上可知染整废水是一成分复杂而某一污染物含量又专门低的有机废水,专门难测定某一特定污染物,故环境爱护中常以总有机污染指标COD、BOD表示,色度也是特点指标之一,此外尚有pH、NH3-N等。

染料大多为有害物质,但苯胺类染料,助剂重铬酸钾、硫化物等属有毒物质。

3.1.2污染阻碍因素分析

3.1.2.1污染源及污染量

1、棉、化纤及其混纺产品的染整工艺和废水水质水量

印染废水水量约为用水量的60~80%,我国染整加工厂用水量大致如下:全能厂2.5~3.5m3/100m织物;漂染厂2.0~2.5m3/100m织物,其各工序废水占总废水量的比例如下:

浆料废水16%

碱液19%

其他染整加工废水65%

工艺流程见图3-1,煮炼废水水质见表3-5,染整废水水质见表3-6。退浆废水CODcr达3000~4000mg/l,漂白废水要紧含氧化剂,例次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等。

丝光废水碱性专门强,pH高达12~13,这些均需预处理(碱回收),一些小型单位不进行碱回收或泄漏则碱度更大。

图3-1棉、化纤及其混纺产品染整加工工艺流程

纯棉布

绒布

染色

坯布退浆漂白拉绒

印花

灯心绒

坯布轧碱割绒退浆割绒烧毛泡焦煮炼染色

印花

涤棉混纺织物

坯布烧毛退浆漂白丝光回漂染色

中长纤维

坯布烧毛退浆定型染色

粘胶、富纤及其混纺织物

染色

坯布烧毛退浆

印花

棉维混纺织物

染色

坯布烧毛退浆煮炼丝光

印花

表3-5某染整厂煮炼废水水质

印花

表3-6棉、化纤及其混纺产品染整废水水质

2、毛纺的工艺和废水水质水量

毛纺废水可分为洗毛和染色两大类,洗毛污染严峻,其COD达10000mg/l,且废水中要紧污染物是羊毛脂,羊毛脂专门难处理。碳化废水酸度极高,因此这两类工厂在中纺科技城内应有所限制或加大预处理后才能进入

污水处理厂。毛纺织产品工艺流程见图3-2,其废水排放量和水质分不见表3-7、表3-8。

图3-2毛纺织产品工艺流程

一样生产工艺流程如下:

毛粗纺织染整工艺

1)原毛选毛洗净毛毛条染色梳毛纺纱

整经打纬

织造洗泥缩呢成品

2)毛条梳毛纺纱整经打纬织造染色湿整理干整理

成品

毛精纺织染整工艺

1)毛条梳毛纺纱整经打纬织造染色湿整理干整理

成品

2)毛条染色复洗梳毛纺纱整理打纬织造湿整理

干整理成品

绒线纺织染整工艺

1)毛条梳毛粗纱细纱并拈摇纱绞纱染色烘干成品

2)毛条染色复洗梳毛粗纱细纱并拈摇纱绞纱烘干

成品

表3-7不同毛纺产品排水量

表3-8毛纺织印染废水水质

3、绸染整工艺及废水水质水量

丝绸原意指丝织纤维加工而成织物。随着化学纤维的迅速进展,化纤原料持续应用到丝织物中。目前认为凡在织物的经线方向含有许多于一根长丝纤维,而不管其纬线及其余经线的组合如何,这些织物均称为丝织物。

丝绸染整大多在水溶液中进行,用水量专门大,真丝印染以酸性染料为主,丝绸染整工艺大致通过坯绸检验、炼漂、染色、印染、印花、整理、成品检验和装潢等工序。丝绸染整废水水量见表3-9,水质表3-10,绢丝精炼废水水质见表3-11。

表3-9丝绸染整加工废水量

表3-10丝绸染整废水水质

表3-11绢丝精炼废水废水(mg/l)

4、织物染整废水

用织针将纱线构成线圈,再把线圈相互串套而成的织物称为针织物。针织物又分为经编织物和纬编织物,针织产品种类繁多,布内衣、外衣、袜子、手套、帽子、床罩、蚊帐、花边等。在工农业、医药卫生中也广泛应用。针织产品的原料按其用途和要求的不同而异。汗衫、棉毛衫、绒衫类一样以棉为主或棉——化纤混纺,棉——化纤交错。羊毛衫类则以毛、腈纶或毛和腈纶、粘胶混纺。袜子类大多采纳锦纶丝。针织外衣原料要紧是涤纶、锦纶、腈纶、棉和化纤混纺或交错。生产工艺流程见图3-3:图3-3针织物工艺流程

棉布类:

印花

针织坯布碱缩漂白加白整理成衣

染色

化纤类:

针织坯布前处理染色后整理成衣

针织废水的碱缩后冷水冲洗废水水质见表3-12;煮炼液含烧碱浓度见表3-13;煮炼废水水质见表3-14;针织废水排放量见表3-15;针织废水水质见表3-16。

表3-12碱缩后冷水冲洗废水水质

表3-13煮炼液含烧碱浓度

表3-

14煮炼废水水质

表3-15针织废水排放量

5、麻纺织产品染整废水

麻有苎、黄、洋、亚麻等多种,在麻韧皮纤维中,除含有纤维素外,不处包围着胶杂质(要紧是半纤维素、果胶物、木质素等),这种麻叫生麻。而脱胶的纤维叫熟麻。脱胶方法视麻品种而异,苎麻通常用化学法脱胶,而黄麻、亚麻、洋麻一样采纳细菌脱胶法,脱胶在北方叫“沤麻”或沤洗,在南方叫“精洗”或“烂麻”。

麻或麻混纺织物染整加工工艺与棉或棉混纺织物染整加工工艺差不多相同。

脱胶过程每加工1吨精干麻产生废水500吨左右,而麻染整过程中每吨织物耗水量约200吨左右。

绢麻纺织染整废水水质见表3-17,亚麻加工浸解废水水质水量见表3-18,麻染整厂废水水质见表3-19。

表3-17绢麻纺织厂染整废水水质

表3-18亚麻加工厂浸解废水水质、水量

表3-19苎麻染整厂废水水质

以上为国内平均水平,事实上单位产品排水量和水质随工艺水平,设备质量和治理水平而异。

3.1.2.2工程污染源评判

染整废水要紧污染物来自三个方面:一是纤维中产生的,如腊状物质、果胶物质、含氮物质及灰分等;二是残余染料也不同,通常酸性染料、媒染及酸性媒染料着色率较高,可达90~100%,而硫化染料着色率较低,仅40~60%。从整体而言,着色率约为80~90%,即废水中残余染料为10~20%,此次评判以平均值15%计。据各类型染整厂统计,估量一期工程年染料使用量为619.16吨,因而进入废水中染料为92.87吨,全部工程(10万吨/日)年染料使用量为2476.64吨,进入废水中染料371.5吨,这部分是染整废水要紧污染物,并是废水颜色的产生源;三是助剂(化学药剂),助剂的作用是祖师染料染到织物上,并提升产品质量,但助剂绝大部分进入染色后的残液中,在毛纺染整废水中,助剂是染整废水中污染的重要部分。

染整废水按其生产工序可分为预处理废水;染色废水;印花废水;和整理废水四类。

1、预处理废水

包括退浆、煮炼、漂白和丝光等几部分。

(1)退浆废水:退浆是指用化学药剂将织物上所带浆料除去(毛、丝绸、针织染整无此步骤),其废水量较少但污染严峻,COD可在4000~100

00mg/l以上。如以淀粉为浆料,由于可生化性较好,处理较容易,但目前以PVA为主,则处理难度增加。

(2)煮炼废水:指退浆后用热碱液和表面活性剂去除纤维所含油脂、腊质、虹胶,废水呈碱性并带褐色,水量较大,污染严峻,其COD值:中长纤维600mg/l;涤棉细布700mg/l;而棉织物(包括厚、薄)可高达20000mg/l以上。

(3)漂白废水:有氯漂(次氯酸钠);氧漂(双氧水);亚漂(亚氯酸钠)。水量大,污染小。

(4)丝光废水:为提升纤维光泽褐对染料的吸取,对棉、麻、纱线等织物一样需用烧碱浴液处理——丝光处理,丝光工序排出的渍碱液可用多效蒸发方法回收碱液,但废水中仍含相当量的碱,pH在12~13。

(5)碱减量废水:是近年来进展的一种新工艺。对涤纶织物用浓的热碱液进行处理,使涤纶织物表面溶出部分涤纶单体操而粗糙,改善手感。废水的要紧污染物是碱和涤纶单体,pH在13~14,COD视工艺不同而变化,有的碱液重复使用一次,有的重复使用四次,其COD在10000mg/l~80000mg/l,由于涤纶单体难以生物降解,B/C比专门低。因此是一类专门难处理的废水

此外还有雕刻废水,要紧是花筒镀铬酐,其三价铬含量达500mg/l,由因此重金属污染,因此水量虽小,必须单独处理。

2、染色废水

不同纤维采纳不同的染料、助剂,染色的本质是使纤维着色,由于上染率与染料性能、浓度、染色设备均有关系,因此水质变化幅度较大,整个染整废水中其量最大。

3、印花废水

在织物印花过程中,要紧废水源为配色调浆、印花滚筒、印花筛网的冲洗废水,以及印花布后处理时皂洗、水洗废水。由于印花色浆中浆料量比染料量多几倍到几十倍,故污染严峻,但从行业看,印花废水量较少。印花滚筒使用重铬酸钾、花筒剥铬时含铬废水应单独处理,上面已叙述。

4、整理废水

整理废水含纤维屑、树脂甲醛、油剂褐浆料等,但水量较小。总的染整废水对不同工厂,不一定包括以上所有工序,从理论上讲,有些工序废水以单独处理为宜。清、浊分流处理成效好,但实际上工厂为了方便,专门是下水道配制咨询题往往是将各工序废水合并处理,总称为染整废水,要紧以有机污染为主,一样COD在500~1000mg/l之间。

此外对羊毛洗毛和羊毛碳化的毛条厂,应采取慎重态度,因为洗毡、洗国毛泥砂含量一样占原毛的40~60%,而外毛油脂含量专门高,而废水处理难度专门大,因此必须予以限制,同时,需单独处理后才能进入污水处理厂。

3.1.3结论

以上关于印染废水水质水量的分析,是1996年通过调查得到的结论,目前由于市场要求持续变化,新的工艺层出不穷,专门是碱减量。其次是染色质量要求提升,因此印染废水的水质也比往常有较大变化,水质的中污染物含量要比往常高,例绍兴300000吨/日;萧山120000吨/日;吴江盛泽100000吨/日(一期COD50000吨/日);无锡前洲20000吨/日的印染废水混合浓度,COD平均均达1000~1400mg/L,曾至高达1600mg/L。因此,工业园区在设计和运行时,必须考虑到市场的持续要求和变化,留有一定的余量,以适应市场进展变化的需要。

3.2空气污染状况

在纺织印染工业中,纺纱和织造差不多上是干式的机械加工,其产生的要紧大气污染物有纤维尘和灰尘等。例如在棉纺厂清棉和梳棉车间空气中,通常含有大量的灰尘和短绒。短绒和大颗粒杂质一样容易过滤除去,但由于棉花的叶、茎、铃等碎屑形成的灰尘,由于直径在5微米以下,甚至有小于1微米的,故不易去除。当车间空气中灰尘密度太大时,容易使工人患褐肺。通常在8小时内,车间灰尘浓度平均低于1mg/m3,对人体无害;如浓度在1~3mg/m3,则有一样危害;若浓度高于3mg/m3,就有严峻危害。为防止纤维和纱线在加工中起毛和断头等,一样在纺纱或织造时往纱线上使用油剂和浆料等,这对以后的印染加工来讲,却是一个潜在的

污染源,它不仅在染整加工时增加废水的污染,而且在高温处理时,如坯布烧毛或定型时,会放出烟雾和臭气,造成大气污染。

合成纤维纱线和织物的烧毛,是产生有毒气体的污染源,专门是聚丙烯腈类纤维。因为聚丙烯腈纤维在加热分解和燃烧时,会放出极毒的氢氰酸和一氧化碳等气体,严峻污染周围环境的空气。表3-20和3-21分不列出某些纤维在350℃加热分解和燃烧时放出有毒气体的情形。

表3-21棉、羊毛、腈纶纤维燃烧时放出的有害气体

在印染厂,要紧的臭气时树脂整体剂散发出来的游离甲醛气味,某些含氮树脂还有鱼腥臭气。此外,涤纶的载体染色、硫化染料染色、保险粉剥色、亚氯酸钠漂白、织物粘贴、织物涂层等工序也都会散发出有臭味的

气体。游离甲醛不但对大气会造成污染,同时含甲醛整理剂的织物还会使服用者产生皮炎。

此外,羊毛纺织品的碳化工序也是大气污染源之一,因为它是用硫酸溶液处理羊毛,使混在其中的植物性杂质碳化,这时会产生专门细小的碳粒子,形成烟雾。其中还有二氧化硫以及有机物的分解产物等,对金属和纺织品等都有严峻的腐蚀性。

从上述情形来看,防治印染工业,既有一样工业所共有的大气污染物,又又本工业专门的污染物,包括毒性气体在内。因此必须在生产过程采取一定的防治措施。

3.3噪声污染状况

在纺织印染工业中,纺纱、织造和染整等工艺加工机械都产生噪声。噪音强度一样在80分贝以上,其中以有梭织机的噪声最严峻,噪音强度高于100分贝,中心频率在2000Hz左右,而且噪音强度随着织机速度的提升而增强。近年来织机实现高速化,噪声的危害性更为突出。噪声不仅对车间工作人员会造成听觉和精神上损害,引起听力衰退等职业病,而且对邻近居民也会产生不良阻碍,造成公害。

工业园区限制部分和计策

工业园区限制的部分企业

4.1.1要紧采纳硫化染料的企业

硫化染料染色的还原剂硫化碱(Na2S)是染色废水中的要紧的有毒物质之一,硫化碱在废水中显现的机会较多。用硫化染料染色的废水,pH值可达10以上,在生化处理时,硫化碱会降低废水中的溶解氧;当废水呈中性时,还会放出硫化氢有毒气体。

4.1.2毛纺织印染企业

毛纺织厂所排放的废水要紧来自毛条制造中的原毛洗涤、炭化、散毛、毛条或毛织物的染色及缩绒后冲洗等。其中洗毛废水水量大,污染严峻,是毛纺厂要紧的污染源。

洗毛废水:原毛含有25~60%的羊毛汗(羊尿、羊粪、汗与血)、砂土和脂肪等。可用热水和洗涤剂洗涤,以去除可溶于热水的杂质和羊毛脂。含脂液体经回收羊毛脂后排出。据统计,每洗得1kg粗羊毛纤维,产生1.5kg杂质。因此洗毛废水是工业废水中受有机物污染最严峻的废水之一。废水中除含有原毛的各种杂质外,还含有皂碱和洗涤剂。污染物多数呈悬浮状,废水为棕色,高度浑浊。

炭化废水:为除去羊毛纤维中的植物性杂质,如草刺、碎叶等,需用4~6%的硫酸浸渍后烘干压碎除去。织物或纤维材料经炭化除尘后,必须经水洗去酸、再用低浓度碳酸钠溶液中和,再次水洗。废水中要紧含硫酸和草碱灰,BOD专门低,约占废水中总BOD的1%以下。

4.2限制部分环境爱护计策

因此对要紧采纳硫化染料的企业以及毛纺织印染企业来讲,要相对集中在工业园区的一部分,通过集中预处理后,再排入工业园区污水处理厂。

如果一期工程中临时没有这类企业,必须考虑二期工程中这类企业是否存在,并为其预留一定空间,以适应工业园区进展的需要。

工业园区环境爱护规划

水污染防治措施

5.1.1采纳新的生产工艺

采纳新的生产工艺,尽量不排或少排废水、废气和固体废弃物,并在加工过程种回收药品、回用废水,最后应用新的有效方法处理剩余的废水和其他废物。

5.1.1.1非水相印染工艺

1、转移印花——无污染工艺

转移印花是近年进展的一种全新的染色工艺,它从全然上改变水溶液染色的工艺,能够做到差不多无污染。这种工艺在我国个不地区(无锡前洲等地)已开始应用。

(1)转移印花技术的原理

转移印花是将彩色图案印在纸上(转移纸),再将纸压在织物上,采纳加热、剥离等方法将图案转移到织物上再固定,将纸拿掉就完成全部工艺,与传统工艺相比,其工艺流程极为简单,故成本、人力、能耗都专门省。由于不用水,所产生的废物确实是用后的转移纸,废纸能够再造纸(但残余染料要脱色),也能够焚烧。因此最终污染几乎没有,是一种全新的无污染工艺。

转移印花可分为:熔融转移印花法;剥离转移印花法;潜移转移印花法;气相转移印花法等四种。

①熔融转移:最初用于转印装置图案,用热熨斗将转移纸上的印墨熔融转移到相接触的织物上。

②剥离转移:转移纸由底纸、开释膜、初印墨三层组成,热压时,印墨层从转移纸上剥离粘附到织物上,然后再经气蒸和熔固使它们固着在织物上,最后经水洗。

③潜移转移:织物先经含有助剂和原糊等的浸轧液浸轧,与印有轧溶性染料的转移纸叠在一起,在湿态下热压潜移,然后气蒸,洗涤。

④气相转移:将分散染料调制成印墨,将印墨印到纸上形成花布图案(转移纸),然后转移纸与织物热压转移。

染料:分荼染料,单偶氮及氨基索醌结构,升华温度150~220℃。

(2)转移印花的特点及局限性

转移印花工艺与传统印染工艺相比,工艺极为简单,染料利用率高,因而设备廉价,节约大量人力、水、动力和场地。例如,一样的棉印染工艺为:

坯布检验——翻布——缝头——烧毛——碱退浆——煮炼——漂白或轧酸——水洗——酸洗——水洗开幅——丝光——染色——上浆拉幅——防缩——成品等15道工序;

转移印花工艺为:

坯布检验上机——压纸——转移——剥离——定型整理等5~6道工序。

因此,转移印花工艺几乎做到无污染,传统印染工艺使用大量的水,染料利用率低,因而排污量大,而转移印花,要紧废物为用过的印花纸,完全能够再利用造纸,其它污染几乎没有。

转移印花目前尚有局限性,由于染料以分散染料为主,目前要紧用于涤纶印花,涤纶针织物尤为适用,其它织物尚有困难;印花质量受印花纸质量制约,进口成本高而国产尚在研究和少量生产时期,存在色泽不鲜艳,

套色少,花不能太大等缺点。但随着技术的进展和进步,转移印花技术会解决这些不足,并有更宽敞的应用前景。

2、数码喷射印花技术

数码喷射印花技术是一种全新的纺织印花技术,是通过运算机操纵喷印系统将专用染料直截了当喷射在棉、麻、丝、化纤等织物上,从而印出各种图案和花纹。与传统生产工艺相比较,数码喷射印花工艺具有五大优点:

(1)生产效率高设计人员可直截了当在电脑上设计花色图案,完成后直截了当输入到数码喷射印花机上进行批量生产;设计稿样也能够通过网络传输,实现远程操纵生产。

(2)产品质量高实现无限的色彩空间,产品图案精细,色彩丰富,套色准确、过渡自然。

(3)能够任意批量生产传统印花工艺需要一定的生产批量才能达到规模效益,而数码印花技术能够进行任何批量的生产,能充分适应服装的个性化进展趋势。

(4)节约能源与传统工艺相比,数码印花技术的生产用水量仅为原先的1/50,耗能为1/20,同时十分节约染料。

(5)差不多无污染数码喷射印花染料直截了当装在专用盒中,按需要喷射在织物上,生产过程中差不多不产生废水污染;工作环境噪音平均在80分贝以下,空气湿度在40%左右,对人体健康差不多无害。

国际市场上欧盟、美、日等国家在生产小批量印花面料时,已差不多采纳数码喷射印花技术,但这一市场尚处于开发期,设备也处于研发试制过程中,尚未完全成熟,全球能够生产数码喷射印花设备的企业仅4家,我国杭州宏华电脑技术有限公司即是其中一家。因此,目前我国的数码喷射印花技术与国外处于同一起跑线,如果能够领先实现这一技术的产业化,将大力推动纺织印染行业产品的升级换代,大大减少印染行业的污染,抢占进展先机,提升我国纺织产品的竞争力。

3、溶剂炼漂

溶剂炼漂技术目前在国外已有专门大进展。它是以溶剂代替水,故不产生污染严峻的煮炼废水,能够解决大量用水和废水处理两个咨询题。此外还有许多优点如:提升劳动生产率、减少能量消耗、产品染整平均和扩大染料和整理药剂的使用范畴等等。它还能简化工序,把冗长的退浆煮炼和漂白合并在一起进行。

4、溶剂染色

溶剂染色是用有机溶剂代替水进行染色。它能够节约大量用水、不产生废水、能量消耗少、染色速度快、匀染性能好。目前欧洲各国均采纳此法染色。要紧为了提升效率和减少污染。

5、气相染色

应用染料和整理剂的蒸汽或烟雾状物进行染色与整理,对解决废水咨询题有重大意义。气相染色可分为两种,即应用升华染料染色的方法与应用染料烟雾状物染色的方法。其特点是:加工过程中用水量极少,甚至完全不用水,差不多上不产生废水;色泽鲜艳;染色时刻短;操作比较简单

6、光漂白工艺

是应用自古以来早已实行的太阳光漂白的原理,利用强烈的光线进行漂白。由于系干系加工工艺,没有废水咨询题。从研究结果来看,光漂白的速度专门快、色泽与白度均与过氧化物漂白相同。因此在国外引起各方面注意。

7、微泡沫染色法

采取加入化学助剂的方法,使染液成为微泡沫状,然后平均地转移道被染材料上。优点是浴比小,用水和废水量少。适用于各种纤维,染色平均,节约化学药品。此外还有干热染色、低压染色、气溶胶染色和气相整理等方法,都能大大减少用水量,甚至不用水,因此排出地废水专门少。

5.1.1.2印染工艺闭环化

印染工艺闭环化,是使印染工艺朝无污染方向前进的一种新方法,其差不多原理是投入的加工原料与药剂,能够持续地回收回用,形成一个循环系统。因此在加工过程中几乎没有或只有少量的污染物生成。美国道化学工业公司提出的溶剂闭环系统,能够在纺织品的溶剂煮炼以及溶剂的上

浆—退浆工艺中应用,投入的溶剂和浆料几乎全部能回收并循环使用。例如将有机高聚物浆料溶解在1,1,1-三氯乙烷、三氯乙烯或四氯乙烯有机溶剂中,经纱通过上浆,织成织物后,再在溶剂煮炼设备中退浆、煮炼。退浆废液中大约75~80%的浆料能够回收,重新使用。

5.1.2印染废水处理方法及工艺

5.1.2.1概况

在我国工业废水处理中,印染废水占的比例专门高,国内每印染加工1t纺织品耗水200~300t,国外约100~200t,其中80~90%成为废水排出。纺织印染废水中的污染物要紧是棉、毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类以及加工过程中添加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等。二十多年来,印染废水处理技术进展形式多种多样,从活性污泥法、生物膜法、化学法、物化法进展到生物法与物化法结合,但通过对已建处理构筑物的调查,处理成效并不理想,处理成效并不理想,能达到排放标准的仅占30%左右。近年来,由于生产工艺中化学浆料和表面活性剂的增多以及对脱色要求的提升,更增加了印染废水处理难度,新开发的厌氧——好氧——活性炭处理、采纳高效脱色混凝剂的物化处理等,正是为解决化学浆料的去除而开发的。

5.1.2.2印染废水中各种污染物质的处理方法

1、水质的均衡

在工业园区中,由于企业的原料、产品、加工工艺的不同,因而所排放的废水水质会显现大幅度的变化,其次在漂染生产中,由于织物的种类、加工的花色受品种原料、季节、市场需求的变化而经常变化,因而加工工艺和使用的染料也相应改变,其结果也使得漂染废水的水质发生变化,第三,漂染生产尽管是连续的,但废水的排放往往是间歇的。最后,由于开机台数随生产安排时有增减,因此废水排放量极不平均。因此工业园区污水处理厂需设调剂池,以均衡水质。

2、碱度

印染废水pH值往往专门高,除利用排出废水本身酸、碱度的不平均性,在调剂池中保证一定的匀质时刻以达到要求的pH值外,亦可利用烟道气中

和印染废水的碱度。调整pH值对废水进入生化处理构筑物尤为重要。利用锅炉烟道气中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢中和印染废水中的碱度以降低pH值,同时中和烟道气中的酸性气体,而且能起到水幕除尘的作用,达到以废治废的目的,但要考虑到中和后废水的色度、好氧量和SS量均可能相应增加,加重后处理负担。

3、色度

(1)混凝法向废水中投加混凝剂,使水中胶体悬浮颗粒失去稳固后,由于相互碰撞和附聚搭接而成为较大颗粒和絮体,从而易于从水中沉淀分离出来。专门是高分子混凝剂,废水中的胶体颗粒对这类高分子物质有强烈的吸附作用,能够在相距较远的两胶粒之间进行吸附架桥,由于吸附微粒间的电荷中和,最终形成肉眼可见的絮凝体。印染废水中染料发色集团通过上述凝聚和絮凝作用而完成脱色处理。一样讲,混凝法对直截了当染料、还原、硫化、分散染料和胶体物质均有较好的去除成效,色度去除率可达80~90%,COD去除率可达50~80%,但对酸性染料和活性染料等亲水性染料色度的去除率就较低。

(2)吸附法利用多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物质和色素,使废水得到净化和脱色。印染废水常用的吸附剂是用活性炭吸附脱除难降解有机物和色素,它能够解决活性污泥法难以去除的色素和合成洗涤剂。这是因为在炭的活化过程中,活性炭的表面非结晶部位上形成一些含氧官能团,如羧基、羟基、羰基。这些基团使活性炭具有化学吸附和催化还原的性能,因而能有效地去除废水中色素。活性炭吸附法应用在印染废水处理时,多用于废水已去除了悬浮物和油脂等物质后的三级深度处理。但活性炭对染料的吸附是有选择性的,它对阳离子染料、直截了当染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的废水具有良好的吸附性能,对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料的废水几乎完全不能吸附和吸附得专门少。由于活性炭价格较贵,也可采纳炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤等廉价的吸附剂。

(3)气浮法(化学—气浮和电解—气浮法)气浮法是向废水中通入加压空气,然后降低压力,使空气呈细小气泡形式向水面上升,把吸附在

气泡表面的悬浮物带到水面。喷射上浮法是把有压废水送入喷射器,高速水流通过喷嘴,周围形成负压,废水吸入空气,气水在混合管中混合,气体弥散于水中,在上浮池内气泡粘附水中悬浮颗粒上浮,升至水面加以刮除。为提升处理成效,往往采纳混凝上浮,即化学—气浮法,混凝剂通常采纳硫酸铝。化学—气浮法和电解—气浮法非得工艺流程如图5-1和

5-

2所示。

脱废水排放

图5-1化学气浮法处理工艺流程

废水

脱水污

图5-2电解-气浮法处理工艺流程

(4)氧化法氧化法是利用氧化剂分解污染物以净化废水的一种化学处理方法。氧化法专门适用于处理废水中包括色度在内的难以生物降解的有机物。常用氧化剂有气态氯、次氯酸钠、空气中氧、臭氧、过氧化氢等。空气中的氧气是最廉价的氧化剂,虽不是强氧化剂,但能氧化易于氧化的污染物,如硫化物。关于含有硫化染料和还原染料的印染废水,把空气中通入调剂池,对废水进行预曝气,确实是为了去除硫化物、保险粉、大苏打等还原物质,从而减轻后时期的处理负担。臭氧是一种强氧化剂,它应用在印染废水脱色处理的工艺装置中,要紧由臭氧发生器和气水接触设备组成。臭氧专门不稳固,不能储运,只能在使用现场制造。其脱色原理是因臭氧能使染色废水的发色基团的双键断裂,同时破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物,从而使废水脱色。臭氧对直截了当、酸性、碱性阳离子、活性等亲水性染料,有较高的脱色成效,但对还原、纳夫妥、硫化、分散等疏水性染料,则脱色成效较差。表5-1为臭氧对各种染料的脱色成效。

4、有机物

印染废水中有机物地去除通常采纳生物(生化)处理工艺,被公认为最经济有效的方法。废水的BOD5/CODcr>0.25时,能够尽量采纳生物。这时的BOD5去除率一样可达到80~90%,COD去除60~70%。常用的生物处理工艺为完全混合型曝气池、延时曝气池、一般曝气池、生物接触氧

化池、生物转盘、塔式生物滤池等。但好氧生物处理对色度的去除率不高(由于许多染料不能被生物分解),在色度去除有一定要求时,可辅助以化学处理。

5、污泥处理

印染废水在处理过程中会产生许多污泥,各种不同处理方法产生的污泥量和含水率都不同,国内许多印染废水处理站往往专门不重视污泥的处理和处置,印染废水中某些染料为致癌物质,积聚在污泥中污染环境和威逼人类健康。为此印染废水的污泥处置在设计和运行治理中应充分重视和落实。表5-2为各种污泥含水率,表5-3为各种生物处理法的产泥量。

表5-2各种污泥含水率

污泥脱水是污泥处理的要紧方法。它是污泥经重力浓缩初步脱水后,再用物理方法进一步降低污泥含水率的措施,以便于污泥的运送、堆积或综合利用。污泥脱水一样有自然蒸发法和机械脱水法两种。自然蒸发法一样采纳污泥干化场,机械脱水法常用的有板框压滤机、辊压转鼓式压滤机、真空过滤机、叶片式真空吸滤机和带式压滤机等。

污泥在进机械脱水机之前,先通过自然浓缩,使污泥含水率降到97%以下,然后采取污泥调剂措施,以改善污泥的脱水特性,提升干化效率。污泥调剂措施是在污泥中投加混凝剂。印染废水污泥调剂的混凝剂多采纳碱式氯化铝、硫酸铝、三氯化铁、石灰、聚丙烯酰胺等。投加量为污泥干

固体重量的5~15;当投加聚丙烯酰胺有机高分子絮凝剂时,投加量约为污泥干固体量的0.1~0.5%。投加碱式氯化铝时,投加量为污泥干重的1~3%。

5.1.2.3印染废水处理工艺

乡镇企业废水水质、水量受定单阻碍,季节性波动较大。新建污水厂要紧接纳各印染厂排放工业废水及少量生活污水。东华大学曾对常熟甲乙印染公司、深圳龙飞纺织印染公司等类似水质进行研究,测定结果如下:1.退浆废水:CODCr12000~27000mg/l;2.丝光废水:CODCr500~600mg/l;3.碱减量废水:CODCr10000~18000mg/l。退浆废水、碱减量废水的污染物总量高,且pH值更高达14。

废水中要紧成分是PET(涤纶)、分散染料及助剂(浆料PVA)。这部分污染物均是难生物降解的物质,且B/C比较低(仅在0.2~0.25左右),pH太高。

有机废水处理一样以生化方法为主,其缘故是生化方法成本最低,原则上只耗费电能;但关于难处理的印染废水,必须使用生化与物化相结合的处理工艺,方可达到处理要求。

正确选择方法,专门是如何按照废水水质和处理目标正确确定技术参数,乃是环境工程设计的关键所在。本规划中仅讨论工艺流程部分,举荐如下两种处理工艺供工业园区污水处理厂一期工程选择,一期工程设计水量10000t/d,总期工程设计水量75000t/d。按照类比调查,设计水质为COD1000~1400mg/L,pH为11~12,色度为400倍。

1、兼氧-好氧―物化工艺方案一工艺流程如图5-3所示:

外运

图5-3兼氧-好氧―物化工艺流程图

染整废水由各企业直截了当输送到废水处理厂的高架沉砂池,然后自流至水解酸化池Ⅰ。水解酸化池Ⅰ接纳沉砂池的废水与A/B/C活性污泥处理系统中各部分剩余污泥,在该池中完成污泥对有机物初步吸附。在兼氧、缺氧条件下,微生物形成的有机物和废水中所含有机物结合在一起,提升了有机物浓度,有利于提升水解酸化速率。为幸免污泥在池中沉淀,在该池中设置四根穿孔曝气管,每班定时自动操纵曝气四次,每次曝气十分钟。染整废水色度在缺氧条件下,专门是与污泥接触,有利于打开发色基团。按照东华大学历届研究生论文可知:现在尽管打开了发色基团等,但废水CODCr并不降低,甚至BOD5也不升高,完成CODCr的降低和BOD5的升高还需要相当长的时刻。

水解酸化池Ⅰ出水进入水解酸化池Ⅱ,水解酸化池Ⅱ中设置弹性填料。为了使难以生物降解的染料、助剂转化为小分子量的物质,需要世代时刻长的微生物固着栖生在填料上。按照我校对食品、制药、化工、染料、香料废水及染整厂生化后剩余污泥的水解酸化停留时刻参数研究结果,这类物质在温度32℃时,水解酸化时刻需14-18小时,而食品废水只需4-5小

水体

时。专门是染料中的苯环,若在缺氧时没有打开,到好氧时期更难以打开。因此,在工程设计中应适当延长染料化工废水水解酸化时刻,以利于提升后续生物处理净化成效,在现在期净化效率20-30%。但该地区有些工厂未能把5%碱减量废水酸析后单独处理,而这部分废水CODCr浓度为10000-18000mg/l,对整个废水的CODCr奉献绝对值较大,PET水解酸化时刻更长达7.6天。由于PET的存在在一定程度上会降低水解酸化的效率,但总的来讲,废水B/C比将从0.2-0.25提升到0.4左右。水解酸化池Ⅱ出水CODCr750-980mg/l。

水解酸化池Ⅱ出水进入A/B/C活性污泥系统。东华大学按照成功的工程实例,用科学的理论设计了A/B/C三格活性污泥系统。在三格中,容积负荷各不相同,使各格的有机物降解速率总体达到最大,在相同的体积下与一般活性污泥系统相比,可提升效率7-10%。在水解酸化的基础上,随着B/C比的提升,A/B/C工艺充分发挥了高负荷、一样负荷、低负荷的特点,能使CODCr净化率提升至65-70%,出水CODCr200-300mg/l。进入A格废水有机物浓度专门高,CODCr750-980mg/l,微生物处于对数增殖期,经水解酸化后的废水中有机物以最大速率降解并合成污泥,现在,泥中的细菌能量相当高,为此,在系统中必须保证充足的溶解氧,其供氧量大于方案二。

A/B/C活性污泥系统出水进入生化沉淀池。

生化沉淀池出水经加药混凝后进入物化沉淀池。经水解酸化—A/B/C

活性污泥系统—生化沉淀池处理后的染整废水中残余有机物差不多上是水溶性或少量胶体,现在若期望用物化法来解决,净化效率并不高,一样只有30-45%。如果采纳PAM与PAC合理搭配,有可能提升5%的去除效率。估量物化沉淀池出水CODCr在110-160mg/l,与排放标准相差10-60mg/l。要拿掉这10-60mg/l的CODCr,将使运行成本迅速增加。

应用东华大学富氧生物碳专利技术,能够实现CODCr小于100mg/l的处理目标。富氧生物碳是在美国、法国纯氧、臭氧活性炭基础上,结合我国国情开发的一种新工艺。它利用空气作为氧源,比用纯氧、臭氧价格廉价,但要达到富氧,必须把空气加压溶解到废水中。本技术1990年先后由

纺织工业部与上海市科委立项,用于染整废水、丝纺纶1414的深度处理,曾应用于香港永道漂染厂、上海华丰集团十七漂染厂、中日合资黄石美仑染整厂等工程,运行情形良好,满足出水CODCr<100mg/L的要求。

方案一优点与缺点:

优点:(1)采纳先进的A/B/C活性污泥工艺,克服了废水受冲击负荷后的污泥膨胀,且在C格设置填料,如此既减轻了污泥回流负担,又达到了污泥减容化。(2)先生化后物化处理工艺,产生的污泥量较少。(3)运行治理方便,废水处理过程中,若由各工厂输送至高位沉砂池全部重力流,没有泵的提升,运行费用低。(4)污泥全部回流至兼氧调剂池、曝气池的A、B两格,减轻了污泥处理负担。(5)富氧生物炭是最后把关装置。

缺点:(1)先生化处理的预处理能力比先物化处理低,因此,生化池冲击负荷高,运行稳固性比方案二低。(2)A/B/C活性污泥系统负荷高于方案二,因此供气量大,能耗高。

2、采纳物化预处理后的活性污泥法处理

该废水pH值高,PET与PVA、分散染料难以生物降解,采纳化学混凝后大幅度去除染整废水中不溶性有机物,并利用絮状体吸附部分水溶性PVA与PET,为后续生物处理打下基础,同时pH值能够从11~12下降至8~8.5。由于废水量大,不宜采纳生物接触氧化而采纳活性污泥法。其处理工艺流程如图5-4所示:

污泥回流

外运

图5-4物化预处理后的活性污泥法工艺流程

混合废水由Dg1000收集管通过自动格栅进入集水池,经提升泵提升到沉砂池(若废水是由各工厂用泵输送至进水井,则不需要通过集水池泵提升),然后自流至调剂池。经水质、水量调剂后再由提升泵提升进入混凝沉淀池。调剂池分A/B/C/D四格,以推流形式运行;每格设置曝气管,每班曝气2次,每次10min;每座调剂池最后一格尺寸2×5m,设置3台150WLB300-11-15低扬程污水泵。混凝沉淀池出水经分配后由堰口溢(瀑布)流至4座水解酸化池。池中的废水由压差自流到A/B/C活性污泥处理系统的A格,并与部分回流污泥混合,A格停留时刻较短大约2小时;自流至B格、C格。利用富氧生物炭对生化沉淀池进行深度处理,保证出水CODCr<100mg/L的要求。处理后废水通过出水计量槽,排入水体。

由于化纤废水中的有机物、染料、助剂均是微生物难以降解的物质,在选择工艺流程时需要专门慎重,主体设施氧化池的选型上,本方案综合了国内外先进技术(如美国洛杉矶都市污水厂的选择法及德国A/B处理工艺)。东华大学按照成功的工程实例,用科学的理论设计了A/B/C三格活性污泥法。在三格中,容积负荷各不相同,按照容积负荷的不同来完成全部

的处理工艺,使各格的有机物降解速率总体达到最大,在相同的体积下可提升效率7-10%。

在污泥处理上,设计的工艺路线也是将剩余污泥消化到最少量,在水解酸化池中解决部分污泥,消化的同时使废水中的污染物进一步降低,减轻了污泥处理负担。每个池子均设有集水坑、预埋排空管,与泵临时吸水管连结,以便于检修、爱护;A/B/C曝气池在池中设(预埋)取样管及放空管,以便于培菌时排去上清液。

方案二优点与缺点:

优点:(1)物化后生化的处理工艺,且进行水质、水量调剂,运行较方案一平稳。(2)用先进的A/B/C活性污泥工艺,克服了废水受冲击负荷后的污泥膨胀,且在C格设置填料,如此既减轻了污泥回流负担,又达到了污泥减容化,且用气量较方案一为少。(3)生化污泥全部回流至兼氧水解酸化池、曝气池的A、B两格,减轻了污泥处理负担。(4)富氧生物炭保证废水达标排放。

缺点:(1)比方案一增加调剂池等构筑物。(2)先物化处理产生大量的物化污泥,增加污泥处理费用。

3、处理成效推测

上述处理工艺污水处理各时期的去除成效见表5-4、表2-5:表5-4方案一污水处理各时期的处理成效

表5-5方案二废水处理各时期的处理成效

5.1.3其它措施

1、应用生化需氧量低的浆料和助剂

棉、麻织物的退浆废水含有大量淀粉衍生物葡萄糖,生化需氧量专门高,约占印染加工全部生化需氧量的45%。最近国外经纱上浆逐步改用合成浆料聚乙烯醇、羧甲级纤维素等,它们的生化需氧量远小于天然浆料,对减低废水污染有重要意义。表5-6列出各种浆料的生化需氧量,以资比较。国外最近提出,用淀粉与羧甲级纤维素按65:35的比例混合,作为经纱浆料,织造成效并不逊色,退浆废水的生化需氧量大幅度减少,详见表5-7。由此可见,浆料的选用,对减低印染废水的污染有重大作用。

再则,如将工业皂改用合成洗涤剂,废水的生化需氧量虽大量降低,但排出的废水不能用生化方法处理,而且产生大量泡沫,造成不良阻碍。最近日本将工业和家庭用洗涤剂,改为软型洗涤剂。这类洗涤剂具有高度生化分解率,有的能达到99.7%,使洗涤废水适应生化处理。软型洗涤剂有:软洗涤剂30、60、85和软洗涤剂W等几种。

近年来生产实践证明,应用生化需氧量低的扩散剂、乳化剂、匀染剂等代替生化需氧量高的品种,废水生化需氧量可减少10~30%。

2、提升染料、助剂回收利用率

从羊毛的洗毛废水中回收羊毛脂,就有经济上和去除污染双重意义。油脂回收后洗毛废水的生化需氧量可减少20~30%。印染工艺中染化料加工液的回收,也是减轻污染的一个措施。目前国外对生丝炼液的回用、硫化染料脚水的套用、次氯酸钠漂液的循环使用,多效蒸发器浓缩稀碱液以及丝光稀碱液在煮炼中回用等工艺都进行改进,对减少污染量起一定作用。

3、回用处理水、减少废水量

为了减少排出废水量,也能够提升水的利用率,尽量利用可回用的废水。国外最近趋向于分批洗涤、对流洗涤和循环使用等等。各种印染废水的污染程度差异专门大,因此,一样认为较好的措施是将废水按污染程度清浊分流,区不处理。如此对低污染度废水,可采纳简单的设备进行处理,甚至不处理也能够回收利用。高污染度的废水由于分流结果,其中污染物的组成比较单纯易于处理,而且水量减少。

最近国外又提出所谓水的循环回用工艺。这种工艺又分为开放式和密闭式循环两种。开放循环式是将水按照污染程度多次轮番使用,如按冷却用、灌溉用等目的依次使用;而密闭循环式是把使用过的水经适当处理后,再循环使用。在水质污染程度低又容易净化时,采纳这种方法可节约大量用水。至于不可幸免的水损耗,则需重新补充清水。

从上述可见,在水源日益短缺的情形下,如能将工业废水加以适当处理,循环使用,不但能爱护水源,而且对减少污染有重大作用。

印染工业废气及恶臭的防治

5.2.1印染加工过程中烟气和恶臭的产生和防治方法

印染整理工艺在应用各种烘房、拉幅机与烘干

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