染料合成废水工艺分析
来源:用户上传
作者:
摘 要：本文介绍了废水处理概要，讲述了染料合成费用常用的处理方法。
关键词：染料；合成废水；工艺
1 废水处理概要
1.1 废水处理流程
待处理的染料废水来自活性染料（主要是偶氮染料）的合成，偶氮染料的合成是由重氮化合物在近中性的水溶液中与含有强给电子基团的羟基、烷氧基、氨基以及烷基取代氨基的芳香族化合物完成的。偶氮化合物是由偶氮基连接重氮化合物的芳香族部分以及上述酚、酚醚、胺以及氮取代的胺构成的。废水中的污染物主要含有未经参加反应的原料化合物和未经分离的染料化合物。废水的组成决定其具有高CODcr难降解和高色度两个特性。这种CODcr和色度物质，由于其结构的复杂性，不能用常规的混凝处理、氧化处理和生物降解处理来脱除。以往高浓度、高色度废水用焚烧处理，处理费用高达250元/m3，经济上不合算；活性炭吸附可以有效地脱除色度物质，但由于国内活性炭再生困难，投资、能耗、运转费较高，处理成本昂贵，约达20元/吨，也很难被企业采用到工业化生产中去。
本试验经过一年多的摸索研究，针对性地选择污染物脱除方法，系统优化的角度确定了废水处理工艺。其逻辑考虑是在进行普遍认为技术经济性优越的生物降解处理之前，先行物理化学方法处理，以使废水能够达到生物处理顺利运行的程度#，也就是提高废水的生物降解性。
试验开发了具有专利权的特效催化氧化、高效絮凝剂、特殊复合菌种三种技术。它通过氧化、混聚、生物降解等过程， 对染料废水中的有害成分进行破坏，以达到处理目的。具有反应速度快、絮凝沉淀佳、脱色效率高、抗盐性强等特点。
1.2 废水进流条件
工艺废水CODcr 3000mg/L，色度稀释倍数为8000倍；生活污水CODcr 300mg/L，色度稀释倍数50倍。
2 废水处理工程
2.1 废水处理工程
废水处理工艺主要包括预处理和生化处理两大部分。
预处理采用PH调节、催化的二氧化氯氧化技术以及高效絮凝剂的混凝技术去除废水色度和部分难降解物质。其主要性能（1）均衡水质质量，具体表现在进水中PH值和对生化有毒有害物质的峰值影响；（2）在预处理中尽可能去除色度，极大降低生化处理的负荷，节约运行费用；（3）通过投加化学品将有毒有害物质和PH值降低到对生化处理未影响的水平。
生化处理采用特殊复合菌种的A/O（兼氧/好氧生物降解）系统。兼氧酸化工艺其性能：（1）降解大分子物质；（2）提高微生物的活性并防止其流失，抵抗有害物质的侵入。兼氧酸化工艺采用一次性投加特殊复合菌技术获得针对性处理效果#。该特殊复合菌种的抗cl-能力和抗SO42-能力比普通菌种高出数倍。兼氧生物处理和好氧生物处理均采用附着生长的方式。
2.2 催化氧化（二氧化氯）处理的工艺条件和处理结果
取废水1m3/d，工艺废水和生活废水比例7：3，催化氧化（二氧化氯）处理的最佳条件是 PH为5～6，催化剂浓度为120mg/L（一次性添加），二氧化氯剂量为CODcr物质完全氧化的化学计量15%～20%，温度为室温（15～25℃），反应时间15分钟。
2.3吸附法染料合成废水处理法
吸附处理法是目前国内外应用最为普遍的方法之一，它是通过将吸附剂与染料/印染废水混合均匀，或让水经过由吸附剂等组成的过滤设备，使废水中的污染物被截留在表面或被过滤除去。对于染料/印染废水中的剧毒与难降解的污染物，通过吸附法可以有效地去除，且处理后水质稳定，无二次污染，因此，吸附法在废水处理中仍发挥着不可取代的作用。目前用得较多的吸附剂有两种：可以重复利用的，它包括活性炭、离子交换纤维等；不能再利用的，主要有天然矿物、工业废料等。
2.4 膜分离法
膜分离技术通常用于三级处理，通过对水中有毒有害物质进行分离、浓缩、回收而达到净化污水的目的，根据孔径的不同，膜分离法中采用的膜通常分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜四种。膜分离法具有工艺相对简单、操作方便、易管理控制、能耗少等优点，是一种新兴高效的分离技术。针对膜处理法分离染料/印染废水中的染料国内外学者已做过不少研究工作，国内研究者用醋酸纤维素做成纳滤膜处理度色度很高的废水，其色度去除率几乎高达 100%，COD 去除率也在 95%以上。膜分离法因处理效果很好，在水资源极度缺乏的背景下，将其用于染料印染废水深度处理，将会越来越受重视，但是与其它处理方法相比，其成本相对较高。
2.5 萃取法
通过萃取剂与污染物分子络合，或通过薄膜层萃取相萃取水中有机污染物而达到净化污水目的的一种方法称为萃取法。此方法在处理染料/印染废水方面效果很好，水溶性好的染料，一般先通过电泳萃取染料，随后对溶剂进行再生；对于疏水性的染料，通常先用萃取剂对染料进行萃取浓缩，再用电泳对溶剂进行再生。虽然萃取法处理效果很好，但由于在过程中可能存在着萃取剂的溶解和夹带进而流失到水相，容易造成二次污染，因而选择性好且无毒的萃取剂的开发是萃取法的关键所在。
3.化学处理法
3.1 混凝法
混凝法是通过在废水中加特定的化学药剂，使有毒有害物质聚集生成容易沉降的物质再将其通过固液分离将其除去的一种处理方法。在实际应用过程中，影响工艺效果的关键是药剂的选择，用的较多的有无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合及生物絮凝剂。混凝法具有前期工程投资成本低，占地面积相对较小，对不溶性染料处理效果好等优点，但是其实际运营操作复杂，对易溶于水的染料处理效果不好，COD 的降解率偏低，不易实现渣水分离。
3.2 氧化法
氧化法是指通过与氧化剂的接触，使染料分子中的一些特定化学键断裂，进而分解成小分子量的无毒无害物质。氧化法主要有化学氧化分解法、光催化氧化分解法和超声波氧化分解法。
根据染料分子降解原理的差异，化学氧化分解法又有芬顿试剂分解法、臭氧分解法和深度分解法之分。在强氧化剂 H2O2氧化作用以及 Fe2+的絮凝的双重作用下，芬顿试剂对染料的氧化去除效果较佳，此方法对可溶性和不溶性染料均有效。臭氧作为强氧化剂，除了在消毒中得到应用外，在印染废水的脱色及深度处理中亦得到了一定的使用。染料类型不同，臭氧对其的氧化速度、效果差别较大。臭氧发生器简单、占地少，易实现自动化控制，不生成污泥和二次污染，但其处理成本高，对于流量大的废水处理效果不理想。湿式空气法、超临界水法及焚烧法是目前研究得较多的深度氧化法。
3.3 电化学法
利用电解原理，把水中的有毒有害物质去除或转化成低毒、无毒物质的处理方法称为电化学法。根据电极所用的材料以及去除污染物的机理的差异可将电解法进行分类。电极通过电解在电解池中形成亚铁离子和铝离子，这些离子在水中能进一步水解而生成聚合物，产生的聚合物在沉降的过程中会将水中污染物通过网捕等形式将其带走，从而使废水能够得到有效的净化，基于这一原理的处理方法称为电絮凝法。金属铁或铝当作阳极时，在电流的作用下，阳极会产生阳离子，而在阴极由于水的电解将产生氢气，在阳离子的凝聚和氢气的气浮作用下，能有效地去除水中的污染物质，基于这一原理的处理方法被称为电气浮法。某些特殊的电极，能够在水中产生一些强氧化剂，在这些氧化剂的作用下水中污染物能够降解，从而达到其被去除的效果，基于这种原理的一类处理方法称为电催化氧化法。高压脉冲电解法则是指在放电产生的等离子体的作用下，使包括生物降解性能差的污染物在内的所有物质得到有效的降解，进而实现污染物去除的一种方法。由于该方法对大多污染物的降解氧化效果很好，且不会产生再次污染，因而愈发受到重。虽然电化学法优点很多，但是其对处理大批量的废水而言，需要耗掉的能量非常多，因而成本很高。
4.结论
总之，上述物理处理法、化学处理法、是印染合成废水处理常用的方法，对于不同水质，所选用的处理方法也不同。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-11511276.htm
