低碳经济实践——染色废水回收

低碳经济实践——染色废水回收

  关键词：染色 废水 脱色工艺 低碳回收 效益
  
  近年来，我公司日染色用水量约为1000吨，过往多年都是经过处理后直接排放。去年染色废水处理采用了新工艺，添加了部分设备，实践了处理后的回收利用，广泛用于生产、生活和绿化等，回收利用率约50%，每月节约用水约15000吨，年经济效益约70万元，去年在用水大户企业里评为深圳市低碳经济示范企业，并得到政府的大力扶助和推广。
  纺织工业在提高和丰富人民物质和文化生活方面有重要作用，染色废水中的污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类，以及加工过程中投放的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸和碱等，染色废水量大是严重的污染源之一。
  在作者的主持下，首先通过改革工艺减少污染物的生产量，其次是重视废水和物料的回收利用。
  
  一、退浆废水
  
  棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除，退浆废水约占废水总量的15~20%，污染物约占总量的一半，退浆废水是碱性的有机废水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水显黄色，关键在于退浆废水的污染程度性质视浆料的种类而异，过去多用天然淀粉或使用化学浆料（如PVA），近年来改性淀粉的使用逐步取代化学浆料，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5/COD er值为0.5~0.8。
  
  二、漂白废水循环使用
  
  我们漂白工艺一般采用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有色杂质，使织物漂白，由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分氯又在漂白过程中被分解，这样漂白废水虽然量大，但污染程度小，BOD5和CODcr均较低，就基本上属于清洁废水，被工艺上安排循环使用。
  
  三、染色废水
  
  染色废水的特点是水质变化大，色泽浊，主要的污染源是染料和助剂，主要的工艺技术特点是不同的纤维原料采用不同的染料助料和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。大多染色废水碱性很强，特别是采用硫化染料和还原染料时，PH值高达10以上，染料本身的BOD均较低，COD确高得多。染色废水中的许多物质不易被生物分解，生物处理对印染废水的COD去除率仅60%~70%，脱色率也仅50左右。
  
  四、废水的治理与回收
  
  根据棉纺印染废水的水质特点，废水处理的主要对象是碱度，不多生物降解速度极为缓慢的有机质，染料色素以及有毒物质等。我司染色大多是纯棉织物，染色废水采用生物处理工艺效果很好，但是处理后还达不到排放标准，我们在生物处理装置后还串联不同形式的化学处理装置作进一步处理上述流程中（工艺），生化处理工艺采用各种类型的活性污泥法，废水停留时间多为3h以上，生物膜法多采用两段生物接触氧化法，废水停留时间为2.5~4h,再加调节池废水停留时间设在8h以上。
  生物处理单元的CODcr去除率为60%左右，BOD5去除率为80%~90%，色度为50%左右。后续化学处理单元（混凝沉淀）的去除率，CODcr为50%~60%，BOD5为50%左右，色度水为60%~90%，混凝剂多采用聚合铝，但投药量需要经检验确定，我司染色废水COD，BOD，色度等污染物通过生化处理达标排放后并实现约50%的循环利用，努力实践低碳经济。
  在以上主要工艺流程基础上，我们再加了一些附加的专项技术，如碱度、色度以及某些有毒物质的去除。
  1、碱度的去除
  
  印染废水的PH值往往高达11以上，如直接用酸中和，费用很大。我们利
  用排出废水本身酸、碱度的不均匀性，设置调节池，保持一定的匀质时间，以达到一定要求的PH值是常用的经济办法。
  2、色度的去除
  
  棉纺印染工艺中吕大量使用染料，一般来说，棉纺印染的使用的染料种类较多，而且染色加工过程中10%~20%的染料进入废水中，使得印染废水色度很深，成份复杂。对各种染料的性质的了解有助于选择处理方式。比如直接染料；直接染料大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐，大多属于偶氯染料，为亲水性染料。芳香族的BOD/COD值为0.53~0.84,活性污泥对直接染料具有较高的吸附作用，属于亲水性染料的脱色效果好，脱色速度快；又比如还原染料，还原染料是硫水性染料。还原染料主要有葸醌型和硫靛型两种结构，属于巯水性染料，脱水速度慢，但活性硅藻土对其有较好的脱水效果（硫酸铝不能使葸醌染料废水脱色）。还原染料的碱性很强，PH>10。
  了解染料的特性后对选用去除方法很重要，我们主要选用活性炭吸咐法，活性炭吸咐法是目前去除染色废水色度的重要方法之一。活性炭对染料是有选择地进行吸附的，同时活性炭能吸附废水中可溶性有机物质而降低废水的BOD和COD，但对于较高浓度废水则必须结合其他方法一并使用。活性炭对阳离子染料。直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的废水具有良好的吸附性能，但对硫化染料、还原染料等不溶性染料的废水，同于这些染料的溶解度低，吸附时间需要较长，活性炭对它们几乎完全不能吸附或吸附很少。
  用作吸附剂的活性炭有粉状、软质粒状、颗粒状等，软质粒状活性炭硬度差，液体通过时易粉碎，一般采用颗粒状活性炭较好，生物活性炭（BAC）法是利用加入的微生物OX分泌的对酶渗入到炭的微孔结构，使活性炭的吸附的有机物不断分解成二氧化碳、水或各种新的细胞，最后渗出炭的结构而被去除。活性炭的催化氧化法可大大提高活性炭的再生周期。定期更替失效活性炭可节省昂贵的再生费用。我们用于染色废水脱色处理的炭柱设计数据一般为炭柱直径2-3m；炭层高3m；总停留时间为30min左右；气水比为4：1。
  在化学染料PVA（聚乙烯醇）用量急剧增加后，含PVA的退浆废水处理问题日益突出，因为PVA的生物降解性很差。我们采用投加硫酸钠和硼砂等的化学沉淀法回收退浆废水的PVA，对于PVA浓度为10g/L左右的废液投加硫酸钠12g/L、硼砂1g/L，PVA的回收率可达到80%以上，凝结法的不足之处在于凝结剂消耗量大，设备耗电亦较高，残液中的凝结剂使PVA容易结皮  。日本有采用细菌培养法，负荷为0.1kg COD/(kg ML ss.d)，经过一个月左右时间的低负荷驯化，可逐渐将PVA分解。美国有采用超滤法从退浆废水中回收PVA，取得良好的经济效益。例如某厂PVA浆液的成分；PVA9.5%；蜡0.5%；水90%。超滤膜装置将含1%PVA退浆废水浓缩成含10%PVA的浓缩液，超滤装置的处理量为4.5m
  ³/h，浓缩液产量为0。45m
  ³/h，运行最高压力为7×105pa。
  国外对纺织工业废水中染料、助剂的回收利用进行了不少研究和实践，最高清水回用率达75%~90%，废水电导率降低达75%~90%，色度去除率达86%~99%，平均可节省染料约16%，浓缩液回收到棉布的染色，质量良好 。
  
  
                                

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