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染料中间体废水特点以及处理工艺

印染废水 gungun 2018-03-01 133 次浏览 0个评论

 一、染料中间体废水来源

  我国是目前全世界最大的染料生产国,随着染料工业的快速发展,环境问题日益突出。染料中间体制造中产生的“三废”,特别是废水是我国染料工业成为污染大户的主要来源。染料中间体废水是指染料或染料中间体生产过程中排出的工艺废水。染料中间体的生产包括以下几个过程:由苯、萘、蒽等基本有机原料经磺化、硝化、还原、卤化、胺化、氧化、酰化、烷基化等化学反应过程,生成比原来结构复杂,但不具有染料特性的有机化合物,如H酸、土氏酸、J酸等。

  二、染料中间体废水特点

  一般来说,染料中间体废水具有如下特点:

  1、废水中污染物种类多。染料及染料中间体废水含有酸、碱、盐、卤素、烃、硝基物、胺类和染料及中间体等物质,有些还含有剧毒的联苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金属汞、镉、铬等。

  2、有机物浓度高。其CODCr值一般在4000mg/L以上,对于酸性染料、直接染料以及食用染料,由于原料往往带有磺酸基团,易溶于水,导致这些有机污染物多以水溶态存在于废液中。

  3、含盐量高。废水中含盐量可以达到几十到几百g/L。

  4、染料的使用要求,促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向发展,使得这些废水难以用常规的方法治理。

  5、染料生产多为间歇操作,工艺较落后,产生的废水水质波动很大,乡镇企业的水质波动更为显著。

  三、染料中间体废水处理方法

  染料中间体废水治理以降低水中的CODCr、色度,回收废水中的有机物、废酸和无机盐为目的。根据不同水质和排放要求,采用不同的处理方法,大致可把它们分为三类:物理处理法、化学处理法及生物处理法。

  1、物理处理法

  物理处理法包括混凝沉淀法、吸附法、气浮法、电渗析法、结晶分离法、精馏法、离子交换法、萃取法等。一些比较常用的方法简述如下:

  ①混凝沉淀法

  混凝沉淀法近年来发展较快,是染料废水净化的主要方法之一。对于成分复杂的染料废水,先经均化沉淀,加入适量的酸或碱中和后,再加混凝剂絮凝沉淀。

  混凝沉淀法主要用于染料废水的脱色,对萘系染料处理效果较好,对蒽醌染料较差。染料废水混凝沉淀的处理效果取决于混凝剂、助凝剂的选择和用量、废水的pH值、混凝的水力条件等。该方法对色度的去除率约为70%~90%,CODCr的去除率约为50%~80%。

  ②吸附法

  吸附法可去除水中的色、臭、重金属离子和有机物。由于吸附剂对不同类型的吸附能力存在差异,即吸附剂具有选择性,因此,采用吸附法处理染料废水,吸附剂的选择是影响处理效果的一个关键因素。最常用的吸附剂是活性炭。

  ③萃取法

  萃取法是利用有机物在水中和有机溶剂中溶解度的差异,选择一种适宜的溶剂,通过与水混合,使有机物从水中迅速转移到溶剂相中,然后经两相分离,水相得到处理,而溶剂相含有染料。

  ④结晶法

  结晶法是通过控制物理条件,使染料或盐分从水中结晶分离出来,从而达到去除水中污染物的目的。该方法不必向水中另行投加化学物质。采用冷冻分离法处理J酸生产过程中的酸性废液,将废液冷冻至-10~-20℃,使废液中Na2SO4结晶析出,然后过滤除去。滤液加热、浓缩后,返回原生产工序使用。

  ⑤气浮法

  气浮法是废水经过混凝后,通过加气使水中污染物上浮。根据废水性质不同,采用不同的气浮方法。以疏水性染料、还原、冰染为主的染料废水,普遍采用压力溶气气浮法;废水中含亲水性物质、盐类物质、以离子化形态存在的待分离物质或苯环上有取代基团的苯胺类化合物,则其它气浮净水技术效果较好,这些气浮技术包括电解凝聚气浮、离子气浮、吸附气浮等。

  2、化学处理法

  化学处理法主要是利用化学反应改变废水中有害物质的结构,以达到回收或分解去除的目的。化学处理法常与物理法或生物法联合使用。

  ①氧化法

  氧化法的目的是通过强氧化剂的氧化作用,破坏发色基团或染料分子结构,达到脱色和去除CODCr的目的。常用的氧化方法有药剂氧化法、电解法、O3氧化法、光氧化法、湿式空气氧化法等。药剂氧化法一般可用氯气、双氧水作氧化剂。

  ②还原法

  偶染料可进行还原处理,但有时所产生的芳香胺是致癌物。对于蒽醌染料来说,还原是可逆的。基于上述原因,还原法在染料废水处理中应用不多。

  ③焚烧法

  焚烧法是在高温下,利用空气深度氧化处理极高浓度有机物废水的最有效手段,是最易实现工业化的方法。CODCr大于1.0×105 mg/L,热值大于1.0×104 kJ/kg的高浓度废水,炉内操作温度为900~1000℃,停留时间3~4 s,空气剩余系数为1.2~1.4,可使废水直接燃烧。国内染料废水处理基本都是以回收无机盐为目的。目前,国内焚烧处理存在的主要问题是:热回收率低,不少焚烧装置因运转费用高而不能运行。国外先进的焚烧系统都配备废热回收和废气污染控制装置,有利于降低能耗和消除二次污染。

  3、生物处理方法

  生物处理方法是污水处理的常规方法,也是染料废水常用的处理手段之一。常用的生物方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厌氧生物法等。废水中含胺、酚类等,用生物法处理有较好的效果;对于酸性和碱性废水,可先经中和处理后再用生物法处理;对偶氮染料和硫化染料废水,可先经还原和氧化处理,降低其毒性后,再用生物法处理;亦有采用菌藻共生系统降解偶氮染料的报导,废水先进入厌氧塘,使偶氮双键断裂,然后进入好氧塘,降解芳香胺。

  近年来,由于染料行业发展迅速,为了提高染料的使用性能,染料产品逐渐向抗氧化、抗光解、抗生物降解方向发展,废水中难生物降解的物质越来越多,给生物处理带来一定的困难。

  采用生物法处理染料废水,最重要的是解决废水的可生化性问题。目前,一般趋于采用强化生物法与物化法结合的方案。


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