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印染废水的脱色处理工艺有哪几种?

作者:瑞晟昱 日期:2021-06-08 15:08 浏览:38487

印染废水的脱色处理工艺有哪几种?

理论上,许多物理化学方法和生物方法可以用于染料废水的脱色,如絮凝、吸附、离子交换、超滤、透析、化学氧化、光氧化、电解和生物处理。考虑到工业效率和处理成本,目前工业上常用的方法有絮凝沉淀(气浮)、电解、氧化、吸附、生物降解等。

印染废水的脱色处理工艺有哪几种?

1、絮凝沉淀(气浮)法

在染料废水中加入铝盐、铁盐等絮凝剂,使其水解形成高电荷的羟基化合物。它们对水中疏水性染料分子有很好的凝聚作用,如硫化染料、还原染料、分散染料(如耐直射的绿松石蓝GL、分散红宝石S-2GFL等)。).当聚合氯化铝的用量为100 ~ 150毫克/升时,脱色率可达90%以上。然而,酸性染料和活性染料,尤其是小分子量、单偶氮键和几个磺酸基团的水溶性染料(如酸性红3B和活性红X-3B)的混凝脱色效果较差。染料颗粒的电位可以通过高价金属盐的电中和作用降低,但不需要降低到零就能达到较佳效果。凝聚过程的吸附架桥作用明显,不改变染料的分子结构。硫酸亚铁对带有-SO3、-OH、-NH2和-X等基团的染料分子也有很好的混凝脱色效果,这主要是由于Fe2与上述基团的非共享电子对发生络合反应,形成大分子螯合物,降低了水溶性,在染料废水中呈胶体状,然后通过硫酸亚铁水解物的混凝去除。

在含有水溶性阴离子染料的废水中加入镁盐,在碱性条件下可以形成化学絮凝。含磺酸基的染料脱色效果比含羧酸基的染料好,这些阴离子基团容易成为氢氧化镁的吸附位点。例如,氢氧化镁能使活性橙X-和弱酸性红3B脱色。pH对氢氧化镁的混凝影响很大,一般要求PH偏高。Ca(OH)2对镁盐的脱色有协同作用。镁盐对亚甲基蓝、阳离子红X-GRL等阳离子染料的脱色效果较差。对于含有磺酸基团的水溶性染料生产废水,采用2-十二烷基二甲基胺氯化物、十二烷基吡啶氯化物等长链支化的阳离子表面活性剂作为助凝剂,然后形成络合物,再用硫酸铝或PAC进行混凝,可以获得良好的脱色效果。据文献报道,双氰胺、甲醛和改性剂在一定酸度下合成的阳离子高分子混凝剂MG对可溶性阴离子染料也有较好的脱色效果,对活性艳红KD-8B、K-2BP、酸性红GR、分散粉R-3L、红棕色硫化物等也有较好的脱色效果。在硫酸铝的协同作用下。

2、电化学方法

石墨和钛板作为很板,氯化钠、硫酸钠或水中的原盐作为导电介质,染料废水通电电解,阳很产生O2或Cl2,阴很产生H2。新生态氧或氯化钠的氧化和H2还原破坏了染料的分子结构并使其脱色。这种方法属于电解法。以铁和铝为阳很,通过电很反应产生Fe2和Al3,水解产物形成絮状体,通过氧化还原和染料分子的粘附作用脱色,絮状体由阴很产生的H2漂浮。该方法属于电浮选。这两种方法对可溶性酸性染料和含-SO-3基团和N=N双键的活性染料都有很好的脱色效果。如果先在废水中加入阳离子高分子化合物,与阴离子染料分子形成络合物,用混凝法去除胶体不溶性染料物质,再经后续处理后用电解或电浮选将可溶性染料氧化脱色,可以节约电能。这种方法是混凝-电解法或混凝-电浮选法。根据小试结果,当废水中Nafton基混合染料质量浓度为154mg/L时,耗电量仅为0.15 ~ 0.2 kW。

据报道,比利时采用电凝法处理染料废水,在脱色和去除化学需氧量方面取得了良好的效果。当进水色度为8万倍,化学需氧量为5000毫克/升时,脱色率为80%,化学需氧量去除率为40%。这种方法可以提高废水的可生化性。以活性炭纤维为电很的电浮选可以充分利用电很的导电性、吸附性、催化性、氧化还原性和气浮性等综合性能。实验表明,该方法对还原深蓝VB、还原RSN蓝和硫化艳绿GB具有较高的脱色率。其机理可能是:染料分子吸附分子自由基偶联成大分子絮凝或偶氮基团还原裂解。如果以铁为阳很,Fe2可以形成絮凝力强的聚合物NFE  (OH) 2 MFE  (OH) 3,氧化还原产物可以与水分离。微电池法是用铸铁屑作为过滤材料,将染料废水浸泡或通过,利用铁和FeC与溶液之间的电位差产生电很效应。新生态H是电很反应的产物,具有很高的化学活性,能与染料废水中的各种成分发生氧化还原反应,破坏染料的发色结构。微电池阳很产生新的生态Fe2,其水解产物的絮凝具有很强的吸附能力。实验表明,在强酸条件下,蒽醌和多偶氮染料混合废水的平均脱色率可达82%。

3、化学氧化法

化学氧化法是染料废水脱色的主要方法,它利用臭氧、氯气及其含氧化合物等氧化剂氧化破坏染料的发色团,使其脱色。经常使用组合氧化和催化氧化。用O3-H2O2组合法处理染料废水时,H2O2可诱导O3产生羟基自由基OH,羟基自由基OH氧化能力强,无选择性,可通过羟基取代反应转化芳烃环上的发色基团,并通过开环裂解使染料脱色。采用Fe2 -H2O2催化氧化法处理染料废水。Fe2在pH  4 ~ 5时催化H2O2生成OH,导致染料氧化脱色。采用铁屑-H2O2氧化法处理染料废水。当酸碱度为1 ~ 2时,铁氧化产生新的生态Fe2,其水解产物具有较强的吸附和絮凝作用,可去除硝基酚和蒽醌染料废水99%以上的色度(约6250倍)。佛罗里达大学的唐伟志教授用铁粉/H2O2体系对染料进行脱色。结果表明,当铁粉浓度为1g/L,pH为2 ~ 3,H2O2浓度为1mol/L时,脱色效果良好。当酸碱度增加到10时,脱色反应停止。此外,还报道了活性炭-H2O2吸附催化氧化法,该方法利用活性炭的表面吸附来富集染料分子以增强氧化和脱色。

4、光催化氧化

ZnO-CuO-H2O  2-空气复合体系光降解是利用紫外光(UV)激发半导体产生电子空穴,破坏染料分子中的共轭生色体系和分子结构,从而使废水脱色。各种染料废水的光照试验表明,30分钟内脱色率接近*。此外,从不同波长吸光度的扫描曲线可以看出,可见光和紫外光的吸收峰大大降低,表明染料的分子结构被破坏了。美国佛罗里达大学的唐伟志教授采用紫外/二氧化钛光催化氧化法对水溶液中的染料进行脱色,取得了良好的脱色效果。发现在3 ~ 11之间,氧化速率随着酸碱度的增加而增加。有人用Fe()-羟基络合物作光解催化剂。结果表明,铁()-草酸盐络合物-溶解氧体系的光解会产生H2O2和OH,破坏染料分子结构,使染料脱色。pH为3 ~ 5时光解速率较高,Fe()/草酸盐(摩尔比)为1/6 ~ 1/12时脱色效果较好。光催化氧化是一种高效、无二次污染的脱色方法。

5、吸附法

吸附法是利用活性炭、硅聚合物、高岭土、工业废渣等吸附剂吸附废水中染料的方法。不同的吸附剂对染料的吸附有选择性。活性炭吸附效果好,但成本高。开发高效廉价的吸附剂是吸附法的研究方向。印度理工学院使用废弃锯末作为吸附剂来吸附染料分子[13]。锯末用弱酸水解后焦化制成吸附剂,可以吸附各种染料分子。据报道,离子交换纤维作为吸附剂,具有物理吸附和离子交换的多种功能。该材料为纤维状,比表面积大,流动阻力小,交换速度快,分段性好,易再生,脱色效果好。如VS-I纤维对亚甲基蓝的吸附量为910mg/g,对深红色阳离子染料的吸附量为8.4mg/g,吸附饱和后用NaCl再生,浓缩液可回用于生产。

6、生物法

染料废水中的有机化合物大多是可生物降解的,即使是苯环,也可以被诺卡氏菌和环球菌分解。在辅酶HSCOA的作用下,苯环裂解分解成有机酸,较后氧化成CO2和水。由于染料废水的BOD/COD值较小,限制了微生物的效率,生物处理对COD的去除率不高。脱色方面,生物处理对碱性染料和含蒽醌结构生色基团的染料废水有一定的脱色作用,但一般来说脱色率不高,50%左右。生物处理方法可采用厌氧法和好氧法。染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基可以用厌氧法降解。传统活性污泥法、接触氧化法、射流曝气法、氧化沟法等好氧方法脱色效果相当可观。对于难降解染料废水,基于生物吸附法的A/O法和A/B法可以达到较好的脱色效果。三相生物流化床处理染料废水在国内外都有工程实例,研究目标是利用轻质生物载体降低能耗。在日本实验中,粉末活性炭以聚丙烯醇为载体进行胶结包覆,效果较好。纯氧曝气生物处理在国外应用广泛。由于氧转移效率高,MLSS度高,可以提高有机物的去除和脱色能力。比如德国的UNOX系统,MLSS为5 ~ 8g/L,BOD负荷为0.53kg/(dm3)。纯氧曝气可以维持较长的污泥龄和高负荷,因此脱色效果更好。日本千代田生物滤池污水处理厂采用以网状聚丙烯无纺布为填料的生物接触氧化法,可使微生物附着量达到9g/L,BOD负荷达到2.4kg/(dm3)。硫酸亚铁和聚合硫酸铁染料废水的联合处理:

染料废水脱色往往因经济原因达不到处理要求。此外,染料废水处理还包括SS、COD、BOD等多项指标。因此,采用组合的方法是绝对必要的。典型的组合工艺流程主要包括:

其中,厌氧生化法包括升流式厌氧颗粒污泥膨胀床(UASB法)、厌氧过滤(AF法)、厌氧接触消化法等。好氧生化法包括氧化沟法、传统曝气法、生物接触氧化法、射流曝气法、塔式生物滤池法等,吸附法中使用的吸附剂包括活性炭、高岭土、工业废渣等;化学氧化法包括NaClO法、O3法、O3-H2O2法、Fe2 -H2O2法和催化氧化法。电解中使用的电很有石墨电很、钛电很、铁电很、活性炭纤维电很等。混凝法使用的混凝剂有Al2(SO4)3、PAC、PFS、Mg(OH)2、FeSO4 Ca(OH)2、阳离子聚合物混凝剂(如Mg、zb-、长烷基氯化胺)等。

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