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在染料生產(chǎn)過程中如磺化、硝化、重氮化、還原、氧化以及酸(鹽)析等工序中都有大量的污染物產(chǎn)生,印染廢水處理也就成了難題,江蘇海普功能材料有限公司技術(shù)人員為您詳解
據(jù)估計,在染料生產(chǎn)中有 90%的無機原料和 10%~30%的有機原料轉(zhuǎn)移到水中,污染物濃度高,廢水成分復(fù)雜,含有大量的有機物和鹽份,具CODCr高,色澤深,酸堿性強等特點,一直是廢水處理中的難題,已成為環(huán)境重點污染源之一。
染料廢水的處理現(xiàn)狀
染料廢水處理現(xiàn)狀及國內(nèi)外研究進(jìn)展染料不但具有特定的顏色,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,以高分子絡(luò)合物為多,結(jié)構(gòu)很難被打破,生物降解性較低,大多都具有潛在毒性,在環(huán)境中的歸趨依賴于很多未知因子。
加之染料生產(chǎn)具有品種多、批量少、更新快的特點,致使染料廢水難找到行之有效的處理方法,染料廢水的處理方法很多,下面分別對其作簡要介紹。
1.1膜分離法
膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過的方法的統(tǒng)稱,常用的膜分離方法有滲析、電滲析、超濾和反滲透。
膜技術(shù)處理染料廢水可將廢水分離為濃縮液和透過液。其中濃縮液可用于染料回收,透過液也可回用,用于染料的生產(chǎn)。
這樣做既可以實現(xiàn)廢水的有效處理也使得染料不隨排水流失,又不會造成水質(zhì)污染。
但膜分離技術(shù)由于濃差極化、膜污染及膜的價格較貴,更換頻率較快,使處理成本較高,從而嚴(yán)重阻礙了膜分離技術(shù)的更大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用;
1.2萃取法
萃取實質(zhì)是采用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分混合觸后,利用污染物在水和溶劑中不同的分配比分離和提取污染物,從而凈化廢水。
常用的萃取法有溶液萃取、電泳萃取、液膜法等。
但是萃取法在實際應(yīng)用中存在萃取劑消耗量大,而且萃取物分離比較困難,噸水處理成本高,無法大水量連續(xù)處理等缺點;
1.3輻射法
微波輻射是輻射法中常用的處理染料廢水的方法。
微波輻射用于消除有機污染物是80 年代后興起的一項新技術(shù),微波位于電磁波譜的紅外輻射和無線電波之間,微波僅對液體中的極性分子起作用,能使極性分子產(chǎn)生高速的旋轉(zhuǎn)碰撞產(chǎn)生熱效應(yīng),改變體系的熱力學(xué)函數(shù),降低反應(yīng)的活化能和分子的化學(xué)活性。
此外,微波還有非熱效應(yīng)的特性,即在微波場中,劇烈的極性分子振蕩,能使化學(xué)鍵斷裂,使污染物降解。
但該技術(shù)存在的主要難題是用于產(chǎn)生高能粒子的裝置昂貴、技術(shù)要求高,而且該法的能耗大、能量利用率較低;此外為避免輻射對人體的危害,還需要特殊的保護(hù)措施,因此該法要投入運行,還需進(jìn)行大量的研究探索工作。
1.4 氧化法
氧化法也是含染料廢水處理常用的方法,目前主要有:高溫深度氧化法、化學(xué)氧化法和光催化氧化法。其中光催化氧化技術(shù)在染料廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用具有良好的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益。
1.5 混凝法
混凝法是廢水處理的常用方法,主要有混凝沉淀法、混凝氣浮法。
但該法運行費用較高,泥渣量多且脫水困難,對親水性染料以及對水體中其他可溶性N、P 化合物去除率差,需開發(fā)新型高效混凝劑。
1.6 生物法
一般地說,物理、化學(xué)處理方法只是將將污染物濃縮、轉(zhuǎn)移,對環(huán)境的潛在的影響不容忽視,而生物法是利用污染物為微生物的營養(yǎng)源,是實現(xiàn)污染物減量化、無害化的理想手段。
生物法在染料廢水中的應(yīng)用廣泛,生物法具有處理效果好、運行費用低等優(yōu)點。
但由于技術(shù)方面的原因,該法運行不穩(wěn)定,適用性不廣,受外界因素的影響較大,在實際應(yīng)用中受到了一定程度的限制。
1.7 吸附法
吸附法以其能夠選擇性地富集某些化合物的特性在廢水處理領(lǐng)域有著特殊的地位。吸附是指固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能,當(dāng)某些物質(zhì)碰撞固體表面時,受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上。
吸附的結(jié)果是吸附質(zhì)在吸附劑上濃集,吸附的表面能降低。
吸附技術(shù)就是利用多孔性固體吸附廢水中某種或幾種污染物,以回收或去除某些污染物,從而也是使廢水得到凈化的方法吸附法中常用的吸附劑有活性炭、樹脂、礦物、廢棄物等。
染料廢水的吸附脫色有兩種機理:吸附和離子交換,吸附效率受很多理化因素的影響,如染料—吸附劑的相互作用、吸附劑的比表面積、吸附劑的顆粒尺寸、溫度、pH值和吸附時間等。
(1)活性炭吸附法
活性炭價格較高,使它的應(yīng)用受到限制,使用后的活性炭需要再生,再生的方法有高溫和解吸液處理兩種,再生會導(dǎo)致活性炭 10~15%的損失。
(2)礦物、廢棄物吸附法
自然界中的很多物質(zhì)具有多孔結(jié)構(gòu),有良好的吸附性能,可用來處理染料廢水。天然礦物主要包括各種黏土,礦石,煤炭等,一般儲量都比較豐富,我國礦渣,爐渣,煤渣,粉煤灰等廢物量也很多,成本更為低廉,因此這些無機吸附劑的應(yīng)用前景比較廣闊。
(3)吸附劑吸附法
20 世紀(jì)后期,隨著結(jié)構(gòu)改良的離子交換樹脂、吸附樹脂和復(fù)合功能樹脂的成功研制,樹脂吸附法被廣泛應(yīng)用于化工廢水的治理與資源化。
江蘇海普功能材料有限公司針對印染廢水合成出具有不同物理化學(xué)特性的吸附劑來處理該類廢水,并取得了良好的處理效果,該公司合成的吸附劑不僅能有效去除染料廢水中的COD,還可以除去廢水中的氨氮等指標(biāo),廢水可以持續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
行業(yè)客戶需求
染料廢水的特性決定了該類無法通過傳統(tǒng)的處理方法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),因此可以使用海普功能材料開發(fā)的吸附法處理該類廢水,以達(dá)到處理效果與經(jīng)濟(jì)成本的優(yōu)化是染料廢水處理中的一個發(fā)展方向。
產(chǎn)生染料廢水企業(yè)客戶對廢水處理的需要包括以下三點:
(1)高效、穩(wěn)定的去除廢水中的COD、色度等處理到排放限值以下;
(2)一次投資費用低、運行費用低、設(shè)備操作維護(hù)方便;
(3)工藝先進(jìn)可靠、無二次污染。
海普功能材料定制化工藝
江蘇海普功能材料有限公司地處蘇州工業(yè)園區(qū),是一家以特種吸附劑、催化劑為核心技術(shù),配套應(yīng)用工藝開發(fā)、技術(shù)服務(wù)、工程實施等,為客戶解決相關(guān)環(huán)保難題的國家高新技術(shù)企業(yè)。
海普吸附工藝的原理是利用我公司開發(fā)的特種吸附材料對要去除的組分或物質(zhì)進(jìn)行選擇性吸附,當(dāng)吸附飽和時,再利用特定的脫附劑對吸附材料進(jìn)行脫附處理,使吸附材料得以再生,如此不斷循環(huán)進(jìn)行,吸附法處理廢水常規(guī)工藝圖見圖4-1。
工藝處理效果
采用吸附工藝處理染料廢水,可有效脫除廢水中的COD,具體處理數(shù)據(jù)見表5-1~表5-2。
表5-1 廢水吸附數(shù)據(jù)
原水COD含量 | 出水COD含量 | 達(dá)標(biāo)率 |
15600 mg/L | 400mg/L | 97.4% |
15300mg/L | 350 mg/L | 97.7% |
16000mg/L | 420 mg/L | 97.3% |
山東某企業(yè)要求處理后廢水中COD含量低于500mg/L,實驗處理效果表明采用吸附處理,廢水中的COD可以穩(wěn)定小于500mg/L,在保證達(dá)到客戶的要求的同時留有一定的安全余量,能有效防止入料廢水的水質(zhì)波動造成出水不達(dá)標(biāo),處理效果見下圖。
該企業(yè)生產(chǎn)過程每天產(chǎn)生100噸染料廢水,經(jīng)過吸附處理后,廢水中COD可以達(dá)到排放要求,該企業(yè)已經(jīng)采用江蘇海普功能材料有限公司的吸附劑和工藝包,目前吸附系統(tǒng)運行平穩(wěn)。