染料废水的处理现状与研究进展.docx
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染料废水的处理现状与研究进展
染料废水的处理现状与研究进展
摘要
我国是世界上的印染大国之一,印染工业较为发达,近年来,随着人们对环境问题越来越多的重视,怎样解决印染行业给人类带来的威胁也成为热门课题。
本文介绍了我国染料废水的特点、污染以及处理现状,在处理上包括膜法的应用、染料脱色、电化学方法的应用等,在总结国内外研究的基础上对处理进行比较,加以归类,并通过工程实例分析它们在实际生产中应用。
关键词:
染料废水,处理,综合运用,研究
PROCESSINGSTATUSANDPROGRESSOFTHEDYE
WASTEWATER
ABSTRACT
Chinaisoneofthebigcountriesoftheworld'sprintinganddyeing,printinganddyeingindustryismoredevelopedinrecentyears,withmoreandmoreattentiontoenvironmentalissues,howtosolvetheprintinganddyeingindustry,thethreatposedtohumanshasbecomeahottopic.Thisarticledescribesthecharacteristicsofdyewastewater,pollutionandtodealwiththestatusquo,includingtheapplicationofthemembrane,dyebleaching,electrochemicalmethodsapplicationinhandling,dealingwithonthebasisofsumminguptheresearchathomeandabroadtocompare,tobeclassifiedtheyareappliedinactualproductionandengineeringexamples.
KEYWORDS:
Dyewastewater,ProcessSyntheticallyApplied,Research
、八、亠丄
刖言1
第1章染料废水概述2
1.1染料行业生产废水特点2
1.2染料废水的污染危害4
第2章染料废水的处理5
2.1膜法在染料废水处理中的应用5
2.2染料废水的脱色6
2.3Fenton试剂在染料废水处理中的应用8
2.42.4电化学法9
2.4.2催化铁内电解法10
2.5厌氧一好氧工艺11
第3章应用工程实例13
第4章染料废水处理的研究进展17
谢辞18
参考文献19
外文资料翻译20
染料工业是化学工业中环境污染极其严重的产业之一。
染料在给人们带
来绚丽多彩和经济效益的同时,也产生了大量的三废”尤其是要排放大量
的废水,每顿染料平均用水在300—350t。
染料废水主要包括染料生产废水
和印染工业废水。
染料废水具有组分复杂、色度高、COD和BOD浓度高、
悬浮物多、水质及水量变化大、难降解物质多等特点,是较难处理的工业废水之一。
目前,染料主要是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基团和极性基团,结构日趋复杂,性能也越来越稳定,这给印染废水的处理带来了更大困难。
染料废水主要来自于染料及染料中间体的生产企业,由印染过程中排放
出的染料、浆料、助剂等组成。
随着印染工业的迅猛发展,染料废水已成为水体中几种最主要的污染源之一。
目前世界染料年产量约为(8〜9)xi05t,
我国是纺织品生产和加工大国,纺织品出口额已多年来列居世界首位,每年的染料生产量达1.5X05t,其中大约10%—15%的染料会直接随废水排入水体中。
大多数有机染料化学稳定性强,具有三致(致癌、致畸、致突变)作用,
是典型有毒难降解有机污染物。
此外,废水中的染料能吸收光线,降低水体的透明度,对水生生物、微生物的生长不利,并且降低了水体的自净能力,同时导致视觉污染,严重破坏水体、土壤及生态环境,直接和间接地危害人类身体健康。
在我国,由于染料产量大、生产企业分散、技术落后等原因造成染料工业废水的治理深度和广度都不够。
据统计,2002年我国染料行业
废水年产排量高达14亿吨左右,治理率不到34%,治理合格率仅58.3%。
有效解决染料废水治理问题是消除印染行业发展瓶颈的关键所在。
目前,染料废水处理常见的解决方法有物理法、化学法、电化学法、生化法等。
本文将对这几种方法进行归纳总结并对其未来的发展趋势进行展望。
第1章染料废水概述
1.1染料行业生产废水特点
染料、颜料行业以水为溶剂,且分离、精制、水洗、抽滤等工序排出大
量的废水。
生产中约有90%的无机原料和20%左右的有机原料转移到生产废水中。
染料工业主要废水有:
①有色含盐的有机物废水,无机盐浓度在15%〜
25%,主要是氯化钠,少量硫酸钠、氯化钾及其他金属盐类;②氯化或溴化废水;含有微酸微碱的有机废水;③含有铜、铅、铬、锰、汞等金属离子的
有色废水;④含硫的有机物废水。
部分染料中间体生产排放废液见表1—1
表1—1部分染料中间体排放废液成分
废水名
称
pH
色度/倍
胺基物/
(mg/L)
硝基物/
(mg/L)
硫化物/
(mg/L
含盐类
/%
COD/
(mg/L)
甲萘胺
3.5
2083〜
0.15%〜
2.0〜2.2
10163〜
硝化废
水
2200
0.17
12000
甲萘胺
9.5
150〜
361〜400
61.6〜
3578〜
还原废
180
70
4000
水
间羟基
8.5
230〜
17〜20
15.3〜
27943〜
二乙基
300
19.2
29000
苯奈碱
溶分层
母液和
洗液
色酚AS
9.5
25000〜
246〜260
12.8〜
26270〜
抽淋水
26000
13.5
58000
洗的母
液
色酚AS
抽淋水
洗的洗
液
13
87.6〜
96.4
7.1〜8.2
27229〜
29200
间苯二
胺精制
废水
9.3
1000〜
2500
323〜350
该行业有偶合反应工序,废水中含有一N—N—等发色基团,色度都比较高,如碱性玫瑰精红色滤液的色度高达100万倍〜150万倍。
分散蓝生产废
水情况见表1—2
表1—2分散蓝SE-2RL废液污染物成分
目
废水名称、
COD/
(mg/L)
色度/倍
pH
胺基物/
(mg/L)
备注
丙酰化废水
204359〜
7500〜
-8000
0.43
101〜
-110
22000
乙基化母液
50312〜
3375〜
-4000
8.44
76〜
-80
54210
乙基化洗液
40210〜
2040〜
-2500
8.56
—
44250
染料母液
19952〜
4000〜
-5000
含酸量:
80〜
110
50m3/t〜60
18400
8%〜10%
m3/t产品
染料洗液
3747〜4000
400〜
-900
含酸量:
4〜
-5
30m3/t〜40
1%〜2%
m3/t产品
染料、颜料生产中产生的高浓度有机废水,COD高达数十万mg/L,有
机磷达数百到数千mg/L,废水量大,成分复杂,毒性大,色度深,有异味,有机物和无机盐含量甚高(含盐量达2%〜15%),并含对微生物有抑制性的
中间体。
随着染料品种增多、在结构上环数增加、碳链增长、染色基团各种各样,使得废水的BOD5/CODcr比值下降,另一方面,染料新的品种都提高了抗光、抗药物、抗化学氧化等性能。
因此,废水变得难以生化处理。
1.2染料废水的污染危害
染料废水往往含有超过国家排放标准相当数量的油酯状物,并往往含有强烈生物毒性的物质,这些有毒物质可以分为无机物和有机物。
无机有毒物质,以重金属为代表,如铅、铜、锌、铬等,此外,砷、硒、溴、碘等非金属也有毒。
有机物质主要有酚类化合物,取代苯类化合物等。
染料、颜料和中间生产基本原料是苯、萘、蒽、醌类有机物,芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代后生成的芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化合物、联苯等多苯环的取代物,毒性都较大,如苯、甲苯、氯苯、硝基苯、硝基氯苯、胺苯等许多项目在地面水体最高允许浓度的规定内都有明确限制。
染料、颜料行业一些有害有机物质和无机物质对人体的危害见表1—3.
表1—3染料废水中某些有害物质对人体的危害
有害物质名称
主要危害
汞
对人体主要毒害神经系统,使脑部受损,引起四肢麻木,发音困难,听力减退,心力衰竭,急性肾功能衰弱和严重胃肠损伤,致死量约
10mg/kg体重〜50mg/kg体重
酚
使人体细胞蛋白发生变性和沉淀,引起咼铁血红蛋白症,对黏膜有刺激,有灼痛感,甚至被腐蚀而溃疡、坏死,对神经、肝、肾、胃
皆有损害,致死量2kg〜15kg
氰化物
与血液细服色素氧化酶中的铁原子结合,引起组织缺氧而致内窒息,
还能造成血管运动神经中枢麻痹,致死量口服氰化钠0.06g〜0.1g
石油类
石油中含有3,4苯并芘致癌物质,石油对水生生物有直接危害
染料、颜料、医药、化学制剂等企业,每年要生产十几种甚至几十种产品,而且产品制造大部分是间歇性操作,所以精细化工废水具有间歇性排放,
水质水量随时间变化变化较大,给废水处理工程设计、运行管理增加许多困难。
第2章染料废水的处理
2.1膜法在染料废水处理中的应用
膜技术处理染料废水可将废水分离为浓缩液和透过液。
其中浓缩液可用
于染料回收,透过液也可回用,用于染料的生产。
这样做既可以实现废水的资源化,使染料不随排水流失,又不会造成水质污染,是清洁生产的重要手段和途径。
对于染料废水的处理,据报道最适宜的膜是荷电超滤膜和纳滤膜。
对于采用预处理/膜分离组合工艺来处理印染废水,具体工艺为:
物理化
学或生化等方法预处理一纳滤工艺,研究结果发现纳滤膜NF-70对COD和
电导率的截留率分别为100%和85%,得到的纳滤透过液可以回用。
预处理
的目的是使经常规处理后的废水在进入膜分离装置之前,达到进水要求,具
体如下:
SS(mg/L)<l;SDI<5;浊度(NTU)<2。
这样做可以确保膜分离装置
的正常运行,延长膜分离装置的使用寿命。
其工艺流程图2—1:
图2—1试验工艺流程图
谊缩液