來源:北極星節能環保網 發布時間:2016-11-04 分類:紡織染色
印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產品在預處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水。印染廢水成分復雜,主要是以芳烴和雜環化合物為母體,并帶有顯色基團(如—N═N—、—N═O)及極性基團(如—SO3Na、—OH、—NH2)。染料分子中含較多能與水分子形成氫鍵的—SO3H、—COOH、—OH基團如活性染料和中性染料等,染料分子就能全溶于廢水中;不含或少含—SO3H、—COOH、—OH等親水基團的染料分子以疏水性懸浮微粒形式存在于廢水中;含少量親水基團但分子量很大或完全不含親水基團的染料分子,在水中常以膠體形式存在。
印染廢水中還常帶有以下助劑:①中性電解質如NaCl、Na2SO4等;②酸堿調節劑如HCl、NaOH或Na2CO3;③表面活性劑;④膨化劑如尿素等;⑤膠粘劑如改性淀粉、脲醛樹脂、聚乙烯醇等;⑥穩定劑如磷酸鹽等。印染廢水成分復雜、色度大、COD高,并向著抗氧化、抗生物降解方向發展,已成為我國各大水域的重要污染源。當前,疏水性或不溶于水的染料廢水脫色已基本解決,難點在于許多親水性或水溶性染料廢水的脫色,而這也正是當前公認的較難處理的工業廢水之一。印染廢水脫色主要是脫除廢水色度即染料分子和COD,現在廣泛應用的脫色方法主要有以下幾種。
印染廢水
1、吸附脫色
吸附脫色技術是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的。通常采用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等。目前用于吸附脫色的吸附劑主要靠物理吸附,但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學吸附作用。
活性炭是第一個獲得工業應用且研究得最透徹的固體吸附劑。活性炭微孔多、大中孔不足、親水性強,限制了大分子及疏水性染料的內擴散,適用于分子量不超過400的水溶性染料分子脫色,對大分子或疏水性染料的脫色效果較差。由于分子間偶極和變形性(決定誘導偶極大小的主要因素)有很大不同,致使物理吸附也表現出一定的選擇性,如活性炭對堿性染料廢水脫色率超過90%,而對酸性染料廢水脫色率僅30%~40%.
作為水處理中廣泛使用的絮凝劑,膨潤土已被廣泛用于印染廢水脫色領域,近來進一步研制成多種復合以及改性膨潤土.目前受到廣泛注目的是離子交換纖維,主要用于吸附重金屬及色素且比表面大、離子交換速度快,易再生,對難處理的活性染料廢水有很好的脫色效果;某些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑如硅藻土復合凈水劑也已開發,用電廠粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰,對疏水性和親水性染料廢水均具很高脫色率。
2、絮凝脫色
印染廢水的絮凝脫色技術,投資費用低,設備占地少,處理量大,是一種被普遍采用的脫色技術。印染廢水絮凝脫色機制是以膠體化學理論為基礎的。就無機絮凝劑而言,是鐵系、鋁系等絮凝劑發生水解和聚合反應,生成高價聚羥陽離子,與水中的膠體進行壓縮雙電層、電中和脫穩、吸附架橋并輔以沉淀物網捕、卷掃作用,沉淀去除生成的粗大絮體,從而達到脫色目的。
對于有機高分子絮凝劑而言,除了電中和與架橋作用外,可能還存在類似化學反應成鍵的絮凝機制。對無機高分子絮凝劑改性,引入具有絡合能力的無機酸根或有機官能團,逐漸成為水溶性染料廢水脫色的新趨勢。
無機高分子絮凝劑脫色機制不同于低分子無機絮凝劑,開發新絮凝劑也是親水染料脫除的途徑之一,如近來成為熱點之一的聚硅酸鹽絮凝劑。與此同時,有機高分子絮凝劑正在迅速發展,如淀粉改性陽離子絮凝劑對濁度、色度去除率均在90%以上。
某些物質能與染料分子反應,掩蔽甚至打斷染料的親水基團或破壞染料分子的發色結構,降低染料分子的水溶性,使其變為疏水性分子或離子。某些具有空軌道的金屬離子如Mg2+、Fe2+、Ca2+,能接受孤對電子,能與含有孤對電子的染料分子絡合生成結構復雜的大分子,使染料分子具有膠體性質而易被絮凝除去。某些有機分子也可與染料分子形成絡合物達到降低染料分子水溶性的目的,如帶長鏈的陽離子表面活性劑十二烷基二甲基氯化銨對含磺酸基團的水溶性染料廢水。
近年來發現氧化亦會促進絮凝,其機制在于有機分子在氧化劑作用下發生一定程度耦合或氧化劑打斷染料分子親水基團.對含陽離子染料的印染廢水,以鐵系、鋁系為代表的無機絮凝劑對脫色基本無效,因為這些無機絮凝劑水解生成的聚羥陽離子與水體中復雜染料陽離子具有同種電荷,由于同性相斥的原因,凡靠陽離子的聚沉作用進行絮凝脫色的絮凝劑,包括無機絮凝劑,大部分陽性高分子絮凝劑,對陽離子染料都自然無能為力。
如果能將水中的染料陽離子通過某種方式轉化為陰離子或中性分子,則可用無機絮凝劑或陽離子高分子絮凝劑除去。據報導,國外采用γ射線輻射絮凝工藝,大大提高了對陽離子染料的去除率。無論氧化,還是γ射線輻射絮凝工藝,都是將陽離子染料變為中性或陰性,再進一步處理而獲得好的脫色效果。
3、氧化脫色
染料分子中發色基團的不飽和雙鍵可被氧化斷開、形成分子量較小的有機物或無機物,從而使染料失去發色能力。氧化法包括化學氧化、光催化氧化和超聲波氧化。雖然具體工藝不同,但脫色機制卻是相同的。化學氧化是目前研究較為成熟的方法。氧化劑一般采用Fenton試劑(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等。
采用Fenton試劑在pH4~5時催化H2O2生成?OH,使染料氧化脫色,所生成的新生態Fe2+還具有促凝作用。用鐵屑H2O2處理印染廢水,在pH1~2時可生成新生態Fe2+,其水解產物有較強的吸附絮凝作用,可使硝基酚類、蒽醌類印染廢水色度脫除99%以上;用鐵粉H2O2對印染廢水脫色時,當鐵粉含量為1g/L、H2O2為1mmol/L、pH2~3時,脫色效果極佳。
光催化氧化法利用某些物質(如鐵配合物、簡單化合物等)在紫外光的作用下產生自由基,氧化染料分子而實現脫色。如亞甲基藍溶液及毛紡染整廢水等的光催化脫色及降解;以鐵草酸、鐵檸檬酸或鐵丁二酸絡合物作催化劑,在紫外光照射下和pH2~4時進行印染廢水脫色實驗,鐵羧酸配合物能生成烷基、羥基等多種自由基使印染廢水氧化脫色;紫外線還可強化對重氮染料的脫色效果.鐵草酸鹽絡合物可用于光解活性艷紅X-3B,其光解機制也已作了充分論述。
版權所有:浙江省紡織印染助劑行業協會 技術支持:寧波創藝信息科技有限公司
電話:0574-87280689 傳真:0574-87281879 QQ:916226508 郵箱:chinanbhg@163.com
地址:浙江省寧波市江東區新天路501號名匯公館615室