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制革废水中颜色的去除工艺
制革废水中颜色的去除工艺
发布时间:2018-9-23 19:39:29      来源:http://www.huoxingtan123.com      浏览:

    制革行业生产过程中废水产生量大,废水中难降解物质含量高、色度深、成分复杂,是我国工业废水治理的重点之一。近年来,制革废水脱色研究十分活跃,采取的脱色方法种类较多,生产工艺中运用的脱色方法不同取得的脱色效果也不同。

    活性炭,活性氧化铝.jpg一、脱色方法

    活性炭,活性氧化铝.jpg(一)吸附脱色

    吸附脱色是采用活性炭、有机膨润土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,废水通过由其颗粒状物质组成的滤床,使废水中色度等污染物质吸附于多孔物质表面而去除。

    ①活性炭吸附

    活性炭作为一种优良吸附材料,目前是制革废水的最好吸附材料。活性炭对制革废水所含色度吸附率高,可以有效去除废水中所含的活性染料体、碱性染料体、偶氮染料体,甚至可以吸附某些重金属离子。由于活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强,限制了大分子及疏水性染料体的内扩散,只适用于废水中分子量不超过400的水溶性染料体脱色,对大分子或疏水性染料体的脱色效果较差,更不能吸附悬浮固体(SS)及不溶性染料体。活性炭虽然去除色度和COD的效果优良,但价格较贵,加之再生困难,因此一般只应用于浓度较低的制革废水处理或深度处理。

    ②其它物质吸附

    除活性炭外,膨润土、麦饭石、粉煤灰等对制革废水也有较好的吸附作用。

    ⑴膨润土吸附膨润土是以蒙脱石为主要成分的黏土,其颗粒表面存在正、负电荷,在制革废水处理中强化了吸附作用。试验中膨润土的脱色率可达90%以上,COD去除率高达86%,并具有操作简单,周期适中,易再生和投资少等特点。

    ⑵麦饭石吸附麦饭石对水溶性染料体具有良好的脱色效果和COD去除效果,特别是对耐酸染料体吸附作用较强。我国麦饭石资源丰富,开辟麦饭石吸附脱色技术,前景广阔。

    ⑶粉煤灰吸附粉煤灰作脱色的吸附材料,对活性染料脱色率在60%左右。但投资和运行费用明显低于活性炭,因此,在经济上较为合理。

    活性炭,活性氧化铝.jpg(二)氧化还原脱色

    氧化还原脱色是借助氧化剂来破坏制革废水中染料体的共轭体系或发色基团,主要有臭氧氧化、电化学氧化等,是制革废水脱色处理的有效方法。

    ①臭氧氧化

    臭氧是良好的脱色氧化剂,对于含水溶性染料体的制革废水脱色率很高,对含分散染料体的制革废水也有较好的脱色效果,但对其它以悬浮状态存在于废水中的染料体脱色效果较差。在酸性条件下(pH<3),臭氧氧化平均脱色率可达97%,COD去除率亦可达90%。臭氧氧化也可以与其它处理技术结合应用,如:臭氧?电解法可使酸性染料体的脱色率比单纯臭氧处理提高25%~40%,可使碱性及活性染料体的脱色率比单纯臭氧处理提高10%。臭氧?紫外辐射或电离辐射法也可提高染料体的脱色效率。由于臭氧氧化对染料体适应性广、脱色效率高,同时臭氧在废水中的还原产物以及过剩臭氧能迅速在溶液和空气中分解为O2,不会对环境造成二次污染。近年来臭氧氧化在制革废水的脱色处理中得到广泛的应用,但臭氧氧化运行费用相对偏高。

    ②电化学氧化

    电化学氧化脱色目前仍处于实验阶段,分为直接电化学氧化脱色和间接电化学氧化脱色。直接电化学氧化脱色受染料体结构的限制不大,对制革废水中各种染料体的脱色率都很高。间接电化学氧化脱色对高色度偶氮制革废水脱色率较高,而对含酞菁和蒽醌结构的高浓度制革废水的脱色效果较差。

    活性炭,活性氧化铝.jpg(三)混凝脱色

    混凝脱色是通过混凝剂完成的。在混凝过程中,混凝剂在水中先发生水解、聚合等化学反应,生成的水解、聚合产物再与水中的颗粒发生静电中和、粒间加桥、粘附卷扫等作用,生成粗大的混凝体再经沉淀除去。制革废水中染料体发色基团就是通过上述过程而完成脱色处理的。制革废水脱色中使用的混凝剂很多,大致可分为无机混凝剂和有机混凝剂两类。

    ①无机混凝剂

    无机混凝剂以铁盐、铝盐为主,生产中可以较好地去除制革废水中大部分悬浮态染料体、分散染料体、还原染料体、硫化染料体及废水中分子量较大的染料体,但对于活性染料体、金属络合染料体的去除效果则较低。由于普通的无机混凝剂在废水处理中药剂投加量大,处理费用高,且随水质的变化需改变加药条件,因此运行管理比较复杂。

    ②有机混凝剂

    有机混凝剂分为天然混凝剂和合成混凝剂两大类。

    ⑴天然混凝剂

    天然混凝剂的主要品种有碳水化合物类(多聚糖类),壳聚糖、甲壳素类,微生物混凝剂类三大类,通常由农副产品中的有机高分子物质提取制得,价廉、易降解,色度去除率在90%左右。但电荷密度较小、分子量较低、易失去混凝活性,故应用范围不广。

    ⑵合成混凝剂

    合成混凝剂分子量大,分子链中所带的官能团多,在水中的伸展度大、混凝性能好、用量小、pH值范围广。对制革废水所含的中性染料体、活性染料体、酸性染料体脱色效果良好,脱色率达90%以上。

    活性炭,活性氧化铝.jpg二、制革废水脱色存在的问题

    到目前为止,制革废水的各种脱色方法从经济性、技术性、实用性和对环境影响程度考虑都有一定的缺陷。如:吸附脱色具有吸附效果好的特点,但存在成本很高、不容易再生的缺点。氧化还原脱色虽然应用前途比较广阔,但其成本相对较高。混凝脱色的絮凝剂选取存在特定要求。

    活性炭,活性氧化铝.jpg三、制革废水脱色新的研究方向

    活性炭,活性氧化铝.jpg(一)国内研究方向

    目前除吸附脱色、氧化还原脱色和混凝脱色外,国内对制革废水还进行了离子交换脱色、超滤或反渗透脱色、强化生物脱色及混凝组合脱色等方法的研究。

    ⑴离子交换脱色离子交换方法主要处理常规方法难以脱色的含水溶性染料体的制革废水,研究重点为离子交换树脂和离子交换脱色纤维的开发两个方面。

    ⑵超滤或反渗透脱色超滤或反渗透脱色主要处理含微溶性染料体和分子量较大的染料体的制革废水。由于费用较高,目前超滤或反渗透脱色技术只用于含高浓度染料体及不溶性染料体的制革废水处理。

    ⑶强化生物脱色强化生物脱色主要是筛选优良脱色菌种和强化生物处理过程,解决制革废水中染料体组分的可生化性差问题。新近开发应用的厌氧-好氧系统、生物炭法、生物铁法、强制充氧等方法,在一定程度上提高了其脱色效率,但是降解速度慢,达不到处理要求。总体而言,强化生物脱色尚无突破性进展,还必须与其它处理方法结合使用。

    ⑷混凝组合脱色混凝组合法脱色是以混凝为主,辅以其它方法,在脱色同时去除其它污染物。如:混凝脱色-CASS处理工艺,是以混凝为主,辅以物化生物结合的处理流程,不仅脱色而且对于不可生化的中高浓度COD等有机物质有较好的去除效果。混凝-氧化处理法工艺,利用氧化剂、混凝剂的共同反应作用以及空气鼓泡搅拌,对含有阳离子染料体和阴离子染料体的制革废水脱色效果良好,COD去除率也较高。

    活性炭,活性氧化铝.jpg(二)国外研究方向

    国外对臭氧-紫外法、臭氧-红外法、臭氧-生化法、湿式空气氧化法、萃取法、ν射线辐射法用于制革废水脱色的研究均有相当进展。在脱色混凝剂方面,近年来开发了锌螯聚集剂ZB-2、ZB-3等高效混凝剂。在提高生物方法脱色率方面,培养了假单胞细菌、浮游球衣菌、节杆菌、枯草菌、氧化酵母菌等微生物,对含偶氮染料体的制革废水脱色效果较好。

    随着我国废水排放标准的不断严格,制革行业将面临更加严峻的环保问题。只有在源头上采用清洁化生产工艺降低废水处理量,在后处理阶段采用绿色环保的脱色方法才是制革行业今后的发展方向。

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