[技术研究]探讨颜料废水处理工艺-张福文

2016年03月29日

【摘要】本文简述了颜料废水的特点,以及颜料废水处理的三种主要的方法,化学处理法、物理处理法和生物处理法,并对三种方法的优缺点进行了总结。最后,对颜料废水的处理做出了总结。

 

【关键词】颜料废水,处理工艺,废水处理,青州谭福环保设备有限公司

难降解有机物的去除和色度问题是颜料废水最为突出的问题,因此,化学法、物理法以及生物法是国内外主要采用的处理颜料废水的方法。所有这些方法的去除机理不外乎两种:第一,使发色的物质得以破坏,以达到降解有机物和脱色的目的;第二,将发色的物质进行富集,然后再去除分离。

 

颜料的结构较复杂,种类繁多,其生产的工艺复杂,中间体的品种繁多,尤其是生产过程中污染物排放量大,副反应比较多,一些颜料废水中含有漏滤产品、杂质、副反应以及未反应的物质等,通常有机物的含量都比较大,因此,颜料废水的水质不稳定、性质稳定、COD高、PH变化大以及色度高。颜料废水的以上特点造成了颜料在废水治理领域的难点。目前,国家投入了大量的资金对颜料废水进行了治理。

一、化学处理法

化学处理方法的种类很多,常见的化学处理方法有芬顿试剂法和臭氧氧化法。

1、芬顿试剂法

Fenton试剂法是一种经常用的化学处理法,具有操作简单、处理效果好、有机物去除率高、反应速度快等优点。可是,在运输过程中,由于H202易分解导致处理费用高、造成氧化效率较低等问题。

 

Fenton试剂是一种强氧化剂,其利用的是过氧化氢和亚铁离子的组合。能够对难生物降解的有机物质进行处理。在一次Fenton试剂法对颜料废水进行深度处理的实验中,该废水初始的H2O2/Fe2+为4:l、pH为7、H20投加量为0.05mol/L,经过3.6h后,颜料废水的H2O2的利用率比较高,且COD的去除率也比较高,其值高达80.2%。

2、臭氧氧化法
臭氧氧化法是一种高级氧化技术,目前,臭氧氧化法被用来去除颜料废水中难降解的有机物质和颜料废水的色度。在对臭氧氧化降解颜料废水的实验中发现,经过1h的臭氧氧化,对浓度为200mg/l的直接绿染料废水中COD去除率达到78%,且经过对分散蓝染料臭氧氧化0.5h后,其可生化性得到很大的提高。

 

臭氧氧化法的优点主要在于氧化能力很强,对去除无机物和有机物、杀菌、脱色等都有明显的效果;操作和管理都较方便:不会造成二次污染。其缺点在于处理成本比较高,而且造价也很高。

二、物理处理法

1、混凝法

混凝法被认为是最经济、最有效的脱色技术之一。对硫化染料、还原染料、分散染料非常有效。目前,主要有混凝气浮法和混凝沉淀法,采用的混凝剂可以分为有机和无机两大类,无机混凝剂大多以铁盐和铝盐为主,其中价格最低的是硫酸亚铁,吸附性能最好的是碱式氯化铝,有机絮凝剂的应用逐渐的增加,和无机絮凝剂相比较,其产生的淤泥体积小、投药剂量小、PH范围宽、脱色效果好等优点,但是由于其价格高而使其广泛的使用受到限制。

混凝法的优点主要在于处理量大、对疏水性染料的脱色效率高、工程投资低。缺点是对COD的去除率低,对亲水性染料的脱色效率低、并且投加药的条件随着水质的变化而变化,另外,影响该方法的推广应用的主要原因在于脱水处置困难且生成大量的泥渣。

 

2、吸附法
吸附法是将黏土、活性炭等多孔性物质的颗粒或者粉末与废水混合,或者使废水通过由其颗粒状物质组成的滤床,使废水中的污染物质被过滤去除或者被吸附在多孔物质的表面上。在实验室的一项测试中,采用煤渣作为吸附剂对酸性橙I模拟废水进行吸附脱色处理,结果表明,在最佳条件下,脱色率高达97%以上,最佳条件为:煤渣用量为20g/L,过120目筛的煤渣,吸附时间为2h。其缺点是由于泥渣的产生量比较大,并且进一步处理的难度大。

三、生物处理法

1、厌氧生物处理法

厌氧生物处理法不仅仅对结构复杂的有机物能够进行降解,而且能去除部分有机物,使其可生化性提高。在对厌氧法处理染料废水进行实验研究表明,厌氧法对所研究染料废水的处理效果比较好。进水色度500倍、COD为1l50~1300mg/L的染料废水,在厌氧段停留6~10h后,色度降到50~100倍,对COD的去除率达到60%以上。厌氧处理法污泥生成量小,能耗较低。可是,厌氧处理法容器体积大、停留时间长、代谢慢。

2、好氧生物处理法

好氧生物处理法是在有氧的条件下,通过氧化还原、活性污泥的吸附等过程把有机物质氧化成为CO2和H2O。在对SBR处理法处理颜料中间体高浓度有机废水进行了研究,研究结果表明,当pH为7.0~8.5,SBR的周期为8h,MLSS为2~4g/L,进水COD为1.2g/L时,COD的去除率可达70%左右。好氧法对颜料废水的COD去除效果较明显,但是,由于污泥的产量大,给后续处理带来了困难。

3、缺氧-好氧工艺生物联合处理

颜料废水的可生化性差,降解难度大,并且废水中含有“三致”或者有生物毒性的有机物质,采用好氧处理的主要问题是COD和色度的去除效果均较差。目前,对于该种情况,物化(混凝)+缺氧+好氧工艺被广泛的使用,并且效果明显。COD含量高、色度高、难降解的颜料废水首先经过简单的物化处理去除部分胶态分散系和粗分散系污染物质,再用兼氧的水解酸化作用来降解剩余的部分高分散系污染物和胶态分散系污染物,使它们成为容易被降解的小分子物质,使废水的可生化性提高,随后,再利用好氧生化系统降解小分子物质,从而使其无害化。

 

生物处理法具有成本低、处理量大、应用范围广等优点,但是,对处理颜料废水也有一定的缺陷,如微生物对温度、pH值、营养物质等条件都有一定的要求,难适应颜料废水毒性高、染料种类繁多、水质波动大等特点。但是存在COD和色度不容易达标、不易彻底净化、占地面积较大等缺点,一般情况下,要和其他的物化方法配合使用。

 

四、结语
近年来,颜料废水已经成为污染环境、制约工业发展主要的原因。因为其水质变化比较大,不同的颜料废水对应着不同的水质,仅仅采用生物处理法、化学处理法、物理法对废水的COD色度有一定程度的降低,但是效果还是不理想。由此可见,对颜料废水采用单独的处理方法很难达到要求。一直以来对颜料废水的处理一直存在问题,还需要不断地总结经验、不断地创新、不断地实验研宄。通过对处理的效果和经济分析对比,选择出较好的颜料废水处理工艺,才能保护环境并且确保工业的可持续发展。

来源:青州谭福环保设备有限公司