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膜法染料废水处理工艺研究

北极星环保网来源:中国西部科技 李贤君2020/1/9 9:25:42我要投稿

北极星环保网讯:世界上的水资源本就十分有限,染料废水的排放除了对环境造成污染,对于水资源的影响也是十分严重的。为了保护国家水资源和保护人类生存的环境,染料废水的治理刻不容缓。近几年来,我国在染料废水的处理上取得了不少突破,出现了不少新的染料废水处理技术,如何根据废水特点选择最恰当的处理技术并发挥其最强效果成为废水治理的关键。其中膜法染料废水处理技术受到了不少机构的青睐,其应用也愈加广泛,本文正是针对此技术展开详细研究。

一、染料废水相关概论

(一)染料废水的特点

纤维种类、加工工艺、染化料种类等是影响染料废水水质的重要因素,不同情况下的染料废水的污染物组成不同。通常来讲,染料废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点,处理起来比较困难。传统废水处理技术根本不能完全去除水中污染物,例如化学沉淀和气浮法等方法对这些染料废水的 COD 去除率也仅仅在 30%左右。

一般染料废水pH值为6~13,色度可高达1000倍,CODC r为400~4000mg/L,BOD5为100~1000mg/L, 染料废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒害成份及色度高的特点。根据染料废水的处理难度可以将其分三类:

第一类是高浓度染料废水,这一类废水主要指的是机织布的褪煮漂废水、牛仔线的浆染废水、印花废水、蜡染废水、碱减量废水和绣花废水等。第二类是中等浓度染料废水,主要包括毛织物染色、针织染色、丝绸染整、缝纫线染色及拉链染色等。第三类是低浓度染料废水,比如牛仔服饰洗漂等产生的废水。

(二)染料废水的具体来源

染料废水的具体来源主要有:染料中的化学元素的沉积、染料中有毒元素的积累、放射性元素辐射等方面。工业企业在进行染料压滤作业时,或者清洗板框压滤机的时候,容易产生一定的染料废水。这些染料废水中的染料色素、悬浮物、氨氮元素等的含量较高,长期积累之后容易导致整体需氧量增加,会对周围水质造成辐射性污染,从而加剧环境污染问题。

二、膜法染料废水处理工艺的重要性

(一)染料废水处理的必要性

染料废水未经处理排放至天然水体之后,由于染料废水的整体温度偏高,其内部所含的有机物会迅速消耗自然水体中的氧气,在缺氧条件下,自然水体容易发生厌氧分解进而生成H2S,这种物质的出现又会进一步加大水体中的溶解氧的消耗量,从而陷入恶性循环之中。染料废水中的磷、氮等元素的含量较高,排入自然水体之后容易使自然水源过于富营养化,漂白废水中的游离氯等还可能破坏或降低自然河流的自我净化能力,从而加剧自然水源的污染。

在染料的工业生产的过程中,会产生大量的高盐度(质量分数大于 5 %)、高色度(数万至十几万)、高 CODC r(数万至十几万)的染料废水。这些染料废水的 BOD5 与CODC r 的比值小于 0.4 ,生物降解性较差 ;同时废水中所含盐将会进一步降低废水的生物降解性。但是就目前的处理技术来说,该类废水的处理还相当困难,这不仅恶化了环境还制约了染料工业的健康发展。所以促进废水处理技术的创新与发展,加强染料废水的处理,是实现环境保护与社会发展的必要前提。

(二)膜法染料废水处理的优势

膜法染料废水处理技术能够对染料废水进行深度的处理与净化,该技术的实际应用价值和环保价值较高,即便在高废水回收率的条件下,仍然可以将染料废水中色度以及CODC r去除。膜法染料废水处理技术的关键在于纳滤膜的渗透与过滤作用,能够高速有效的分离染料废水中的污染物质,处理过程简单方便且所需能源消耗较低,工艺条件容易把控,具有节能环保的优势,因而得到了广泛应用。例如水的软化 、饮用水的净化、传统生产工艺的改造、废水处理和资源化等领域,另外在染料、纸张增白剂、食用色素、多糖等生物 、医药 、化工行业的产品的分离、精制 、浓缩及废水处理和资源化等方面也受到了广泛青睐。

三、膜法染料废水处理工艺研究

(一)操作条件的控制

1.进料流量对废水处理的影响

选择全循环方法对膜法染料废水处理工艺的进料流量进行研究发现,当进料流量加大时,膜通量也会随之加大,反之则随之减校结果表明,当进料流量加大时,染料废水在膜表面的流动速率会增大,这种状态下膜面的浓差极化和污染情况会得以减轻,有助于增强净化效果。但是凡事都具有两面性,如果进料流量过大,会增大沿程压力损失,从而减小膜表面的净压差,进而对膜通量造成负影响。

2.操作压力对废水处理的影响

操作压力越大,膜通量就会越大,但是操作压力的增幅会随膜通量的增加而减校除此之外,当染料废水的浓缩程度越大时,操作压力对膜通量的影响力度会越校因此在实际染料废水处理过程中通常采用低压、高流速的工艺流程。

(二)膜处理过程中废水的不断浓缩

采用膜法来处理染料废水时,染料废水将会随着处理时间的推移而不断浓缩,在染料废水不断浓缩的情况下,膜的性能也会随之改变。废水浓度越高,膜的通水量越低,反之则越高。但是膜对染料废水中物质的截留率以及色度的去除率仍稳定在在100 %左右,当过程回收率达到80 %的时候,膜对染料废水中的CODC r的脱除率仍然可以达到达99 %以上,这就是膜法染料废水处理工艺受到企业青睐的原因。

(三)纳滤膜的处理

在染料废水的处理过程中,膜通水量下降的原因有两个。一是废水渗透压的增加,二是膜在处理过程中受到了污染。前文提到过,染料废水的物质组成相对复杂,在处理过程中难免会对纳滤膜产生污染,具体包括几下几种情况:染料废水中存在某些工业油污 、油剂(包括非极性添加剂)等,这类油污容易吸附在膜的表面,清洗较为困难;难溶或非溶性有机物的分子量较小,容易对纳滤膜表面造成不可逆的污染;水不溶性无机物,比如无机胶体(如氧化铁、氧化硅等),这种物质的清晰难度也非常大;部分污染物质在染料废水的浓缩过程中发生物理或者化学变化沉积在膜表面,造成膜的堵塞。

因此在实际处理过程中,通常需要对入膜染的料废水进行一定的预处理,缓解其对膜的污染程度。在膜处理阶段定期使用去离子水、酸洗涤剂等清洗纳滤膜,可以有效保障纳滤膜的膜通量和染料废水处理效果。

结语

综上所述,染料废水具有物质组成复杂、水量大、处理难度大等特点,任意排放既会加剧环境污染,又会阻碍工业发展。因此,必须充分认识到染料废水处理的必要性,积极采用各种有效技术实现染料废水的达标处理。其中膜法处理技术就是一个极其具有发展前景的废水处理工艺,利用其处理废水时需要注意操作条件、废水浓度以及膜污染情况,保证废水的处理效果。

延伸阅读:

染料废水高效经济处理方法

重金属离子废水染料废水处理方法

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