我国印染污水治理现状与最佳治理技术

我国印染污水治理现状与最佳治理技术

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摘要:作为全球纺织印染第一大国,我国极大推动着染料需求量的增加。染料的生产和消耗会产生大量废水,相关废水已成为主要的水污染源之一,严重威胁了生态环境。印染废水未经处理或超标排放,会导致自然生态的污染,因此国内外环保界持续关注着印染废水处理技术的研究进展。

关键词:印染;污水;治理

引言

在印染行业,主要的环境影响因素是印染废水的排放,印染行业产生的废水是当前国内工业生产中的主要污染物之一,印染行业产生的废水具有总量大,分布较分散的特点。印染废水含有多种难以降解的有机物质,废水的污染物浓度偏高,颜色深,处理难度大。

1印染废水的状况

1.1印染废水的特点

印染废水的水质主要来源于纺织过程中的印染过程,所以印染的种类、原料的特性、染料的特性以及采用的印染工艺都会影响到染料废水的成份。印染废水的总量较大,水体内含有多种高浓度的有机物,水体的颜色较深,水质的碱性比较大,水质容易发生大的变化。印染废水属于工业类废水,但是处理的难度大。印染废水的pH值通常为8-12,色度通常超过了800倍。印染废水具有污染物含量高、种类复杂数量多、毒害物质残留量大和颜色深的特点。

1.2印染废水的影响

印染废水会使天然水体受到不同程度的污染。印染废水如果不经过处理直接排入到自然环境中,污染程度会变严重。通常情况下印染废水的温度比较高,由于水中存在数量巨大的有机物,这些有机物会大量消耗原有水体中含有的溶解类氧气,水体会在缺氧条件下会发生厌氧类的分解作用,会释放出大量的有害物质,这些物质会大量消耗水体中存在的溶解氧,水体中的溶解氧受这些物质的影响会大幅下降。此外印染废水中含有大量的磷和氮,排入水体后会导致水体的富营养化。废水由于存在大量的游离氯会影响到自然水体的自净能力

2纺织印染废水处理技术

2.1物理处理技术

(1)吸附法。印染废水处理技术中,吸附法的使用频率最高,主要材料为活性黏土、离子交换树脂、膨润土、硅藻泥、活性炭、粉煤灰和煤渣等。处理材料自身具有多孔性,增加其与有害物质的接触表面积,达到物理吸附的目的。由于吸附材料自身成本高,吸附容量低,一般用于深度废水处理,或者水量较小的情况,实现脱色、解毒作用。国外科学家于2012年研发出复合型吸附材料,大幅提高物理吸附效果,拓展物理吸附的应用范围。例如,利用微波处理的活性炭可以大幅吸收亚甲基蓝和酸性橙染料,最大吸附容量可达26.5、35.3mg/g。

(2)膜分离技术。膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透,过滤精度依次降低。膜分离技术主要通过纳滤、反渗透进行废水预处理,然后依据处理标准选择微滤、超滤。膜分离技术水平高,但材料成本也高,浓缩后的处理液会出现盐增加问题。

(3)磁分离技术。磁分离技术借助磁场作用对不同物质进行吸附、分离,达到降低污染物含量的目的。印染废水中的污染物凝聚性不同,磁分离技术利用顺磁性、铁磁性吸附凝聚程度高的污染物颗粒,将其分离、去除。同时,在印染废弃物中加入“磁粉”,通过磁性强弱进行顺磁性、非磁性污染物吸附,然后利用分离技术进行处理。

2.2化学处理技术

(1)絮凝技术。絮凝技术主要应用于中下游企业进行印染废水处理,具有成本低、占地面积小和脱色率高的特点。絮凝技术对分散染料等疏水性染料废水的处理效果理想,但对活性染料等水溶性染料废水的处理效果差。因此,不同印染废水要采取适合的絮凝剂,提高废水处理效果。目前,复合型高效絮凝剂应用于印染废水处理,拓展了絮凝技术的应用范围,并在有机物去除和脱色方面取得了理想效果。

(2)氧化技术。氧化法通过断链染料分子的显色基团实现脱色目的,适用于处理性质稳定、难降解的染料废水,包括臭氧、Fenton和高温氧化法。臭氧与有机物进行直接或间接反应,实现对有机物的氧化。直接氧化法通过环加成、亲电、亲核作用与有机污染物直接反应;间接氧化法在碱性环境、光照作用下,增强羟基自由基。臭氧对发色基团进行有效破坏,破坏苯、萘和蒽等环状化合物,达到脱色目的。

2.3生物处理技术

(1)好氧处理技术。好氧处理法通过微生物增加废水中的氧离子含量,起到降低污染物的作用,主要包括活性污泥处理技术、生物膜技术。活性污泥处理技术可以有效地去除有机物,降低色度,有机物和色度去除率分别为100%和52%,而且处理成本低,处理后的污水水质优于国家标准,被广泛应用于印染污水处理领域。然而,由于处理后容易发生污泥膨胀问题,只适合水量不大的情况。好氧处理技术适合处理生化性好的废水,其对BOD5的去除率可达80%以上。随着染料和浆料、助剂的日益复杂,单一的好氧处理方法已经达不到较好的CODCr和色度去除效果,需要联合其他技术使用。

(2)厌氧处理技术。厌氧处理技术可以处理各种浓度的有机废水,虽然对有机物去除效果不理想,但可以提高废水的可生化性,为后续生物处理奠定基础。针对印染废水,厌氧生物技术可以破坏其中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基染料,但对活性染料中的芳香胺处理效果不好。因此,在实际处理过程中,厌氧与好氧处理技术常常联合使用。其中,厌氧处理技术分解难降解的大分子有机物,改善废水可生化性,好氧技术去除小分子有机物。

(3)生物强化技术。生物强化针对废水中的不同微生物、客观环境,添加特定功能的细菌微生物,改善废水处理效率。可以投放经过驯化、富集、筛选和培养的微生物,也可以投放高降解力的外源生物,提高难降解有机物的处理效果。

3印染废水处理技术的发展趋势

3.1应用高效降解菌技术

一些科研机构开发出来了降解菌技术。使用该技术可以有效去除废水中含有的污染物,通过降解技术废水中的污染物可以通过污泥的方式沉淀,便于实现分离。科研人员从某些土壤中成功分离出具有较强降解能力的细菌,通过培养使种群数量增加,这些细菌性状稳定,可繁殖性强,并且处理效果好。相关实验表明:降解菌可以高效完成废水的处理。从当前的发展趋势来看,开发处理能力更强的降解菌是当前印染废水处理技术的发展趋势。

3.2应用电极生物膜技术

电极生物膜法是近年来新开发的一类水处理技术,这项技术实现了生物化学法和电效应法的有效结合。电极生物膜法使用了物质的固定化技术,可以将特定的微生物附着在电极的表面,电极的表面会产生生物膜,如果在电极之间施加一定的电流,在阴极会产生一定数量的氢气,氢气会和阴极上的生物膜发生作用,产生厌氧环境,在这种环境下生物的脱氮可以高效实现。电极生物膜法利于了微生物的易繁殖特性和电极法的氧化还原作用,通过生物膜和电极的共同作用,可以有效去除印染废水中存在的氮氧化物,通过降解作用实现废水的处理。

3.3多种技术的联合使用

当前,印染行业也在快速发展,印染原料也变得复杂和多种,传统的单一处理方法很难实现废水的高效处理,所以需要采用多种处理技术来保证处理的效果。技术的应用必须要考虑使用的环境,废水的处理效果是处理技术选择的关键。另外,多种技术的选择要考虑处理成本。研究如何低成本的实现印染废水的高效处理是今后技术研究的主要方向。

结束语

印染废水的新型处理技术是目前众多研究学者关注的问题。除了对氧化、吸附、降解等单一技术的研究以外,研究人员还引入了电、磁、光、热等进一步处理难降解物质,拓宽了理论和技术范围。新兴的治污技术对印染废水的处理效果明显,将成为未来的发展主流。开发完善的印染工艺和深入研究高效的印染废水处理新技术,对治理水污染和保护水环境具有非常重要的意义。

参考文献:

[1]李家庆.工业废水处理技术[M].北京:化学工业出版社,2015(4):133

[2]王仁杰,李昭,王秀华.泰兴市污水处理厂工程设计与运行管理总结[J].给水排水,2016(3):20

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