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印染废水处理技术工艺+5个典型案例

北极星环保网来源:工业水处理2017/10/9 11:14:44我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:印染废水 工业废水 有机污染物

3.化学法

1、化学氧化法

化学氧化法是目前较为成熟的方法,是利用臭氧、Fenton试剂、氯、次氯酸钠等将染料的发色基团破坏而脱色。

臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果,不产生污泥和二次污染,而且臭氧发生器简单紧凑、占地少,容易实现自动化控制。但是处理成本高,对硫化、还原等不溶于水的染料效果较差。不适合大流量废水的处理,而且CODCr去除率低。通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水,而是将它与生物法、混凝法等其它方法相结合,彼此互补以求达到最佳的废水处理效果。

印染废水

Fenton试剂氧化法,其脱色的实质是H2O2与Fe2+反应所产生的羟基自由基使染料有机物断链。Fenton试剂除氧化作用外,还兼有混凝作用。采用铁屑过氧化氢氧化法处理印染废水,在pH为1~2时铁氧化生成新态Fe2+,其水解产物可脱除硝基酚类,蒽醌类染料废水色度。

传统Fenton法反应条件温和,设备简单,适用范围广,研究表明,用此法处理2-萘磺酸钠生产废水,先用FeCl3混凝沉淀后,然后在pH1.5~2.5条件下以H2O22g/gCODCr,Fe2+4g/L水,氧化60min可去除CODCr99.6%、色度95.3%。目前,随着人们对Fenton法研究的深入,近年来又把紫外光(UV)、草酸盐等引入Fenton法中,使Fenton法的氧化能力大大增强。

2、光化学氧化法

光催化氧化应用废水治理领域,始于20世纪80年代后期,可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化四种,目前研究和应用较多的是光催化氧化法。光氧化法处理印染废水脱色效率较高,但设备投资和电耗还有待进一步降低。

常用光敏化半导体(如TiO2、CdS、Fe2O3、WO3作催化剂),在紫外线高能辐射下,电子从价带跃迁进入导带,在价带产生空穴,从而引发氧化反应。此法对染料废水的脱色效率高,缺点是投资和能耗高。

印染废水

与传统的水处理技术中的以污染物的分离、浓缩以及相转移为主的物理方法相比,光化学氧化能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解的有机污染物,而且具有反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强、速度快、节能高效、污染物降解彻底等优点,几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为CO2、H2O等简单无机物。但光催化氧化方法对高浓度废水效果不太理想。

关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。一些铁配体化合物具有光化学活性,可被利用来降解有机污染物。其中,TiO2化学性质稳定、难溶无毒、成本低,是理想的光催化剂。传统的粉末型TiO2光催化剂由于存在分离困难和不适合流动体系等缺点,难以在实际中应用。

近年来,TiO2光催化剂的搀杂化、改性化成为研究的热点。光催化氧化法用新型的旋转式光催化反应器,在优化条件下采用悬浮态TiO2时,偶氮染料脱色率达98%。分别采用固定床型光反应器和斜板式光反应器对有机染料直接耐翠蓝GL进行了光催化降解研究,经60min光照,其降解率分别为83%和81.4%。

3、湿式空气氧化法

湿式空气氧化法(WAO)是在高温(125~320℃)、高压(0.5~20MPa)条件下,废水中通入空气,使其中的有机物直接氧化。

还有一种湿式氧化法的强化和改进——超临界水氧化(SCWO),这是指当温度、压力高于水的临界温度(374℃)和临界压力(22.05MPa)条件下的水中有机物的氧化。超临界态水的物理化学性质发生较大的变化,水汽相界面消失,形成均相氧化体系,有机物的氧化反应速度极快,快速转化为CO2、H2O、N2和其他无害小分子;S、P等转化为最高价盐类稳定化,重金属氧化稳定固相存在于灰分中。

有实验验证,对有机碳含量27.33g/L的有机废水,在550℃,60s内,有机物的去除率可达99%以上。超临界水氧化法与传统的方法相比,效率高,反应速度快,适用范围广,可用于各种难降解有机物;在有机物的含量低于2%时;可通过自身热交换,无须外界供热,反应器结构简单,处理量大。

4、电解法

利用电解过程中的化学反应,把印染废水中的污染物转化为无害物质。近年来由于电力工业的发展,电力供应充足并使处理成本大幅降低,电化学法已逐渐成为一种非常有竞争力的废水处理方法。染料废水的电化学净化根据电极反应发生的方式不同,可分为内电解法、电凝聚电气浮、电催化氧化等。

电解法对处理含酸性染料废水效果较好,但对颜色深、COD高的废水处理效果差。电解法一般还同时伴随着气浮或混凝沉淀作用,所以处理效果较好,但是也存在电解过程中所加的电解质会造成其它杂质超标现象。

印染废水

应用最广泛的是内电解法中的铁炭法,这是通过化学腐蚀原理对印染废水进行处理,利用铁-炭构成原电池产生电位差和电极效应,阳极反应生成大量的Fe2+进入废水,进而氧化成Fe3+,有氧的条件下加入碱后会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3胶体,形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物。

阴极反应产生大量新生态的[H]和[O],在偏酸性的条件下,这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,从而实现有机大分子的开环、断链,这样就会破坏染料的发色基团,消除了印染废水的色度,提高了废水的可生化度。用铁屑内电解法对5大类11种染料废水进行脱色处理。研究表明,对中等色度和浓度的废水,脱色率在96%以上;加入助剂可使废水CODCr去除率在70%以上。

内电解法的优点是利用废物在不消耗能源的前提下去除多种污染成分和色度。缺点是,由于内电解法的电场强度较弱,其电位差相对较小,内电解反应速率也不够理想,反应柱易堵塞、对高浓度废水处理效果差。

但相比之下,电化学氧化法利用通电过程氧化溶液中的基团或离子产生强氧化剂,如•OH、O3和H2O2等,将印染废水中的有机物彻底氧化分解为二氧化碳和水,相较于内电解更为彻底。对COD和废水色度去除率较好,可作为高浓度印染废水的预处理工艺。

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