印染廢水處理有三大難題:漿料廢水、蠟染廢水、鹼減量廢水。他們共同的特點是濃度高、難降解。現有技術難以突破,希望新的突破性技術出現。
1. 印染廢水處理中三大難題及其特點
印染廢水處理有三大難題:漿料廢水、蠟染廢水和鹼減量廢水。它們共同的特點是濃度高,COD約為20000mg/L-80000mg/L,水量僅佔全廠印染廢水的l0%-20%,而COD負荷卻佔25%-40%。長期以來處理的難點在於:難降解,COD過高。幾十年來研究了許多方法,或是技術不過關,現有技術沒有突破,或是處理成本過高影響實際應用。
蠟染廢水的特點(指純蠟染廠)是松香回收率約為85%-90%,還有l0%-l5%松香留於廢水之中。回收松香部分廢水的COD約為28000mg/L左右。松香以懸浮物等膠體狀態存在於廢水中,既難以降解,也不容易分離。所以純蠟染廠一般COD只能處理到800mg/L左右,與仿蠟染廢水混合,根據水的比例,一般也很難處理到300mg/L以下,而且廢水不管用什麼方法。最終總是黃色,極難完全去除,據分析關鍵在於松香。
退漿廢水特點是,濃度高,COD20000mg/L~50000mg/L,水量少(10%-l5%),但濃度高,佔印染廠COD負荷約40%,且難降解,漿料組分變化很快目前一般使用的漿料l790或1799,即PVA分子量1700,純度分別為90%和99%。這類漿料組分變性澱粉約55%,PVA25.5%,丙烯酸漿料8%,後二者均很難降解。
鹼減量廢水,由於環保問題和超細纖維技術進展,目前使用量已經減少很多,現有的大多採用加硫酸到pH=3,析出對苯二甲酸然後壓榨,作固體廢物處置,僅加酸成本(pH從l4降到3)每噸廢水需30多元。
2. 技術突破的關鍵
現有技術難以突破,希望新的突破性技術出現:
(1) 即能有效處理高濃度難降解有機廢水,同時成本在合理範圍之內;
(2) 由於環保要求愈來愈高,希望研究出價格合理的深度處理技術。
世界上沒有一種技術可以覆蓋全部,必需要根據各類廢水實際,掌握較全面廢水處理技術,將各種技術有機結合,才能分別解決各類印染廢水處理及回用問題。
東華大學和上海希孫環境科技有限公司聯合研製出:
(1) 以稀土為特點的催化氧化技術;
(2) XSD系列脫色助凝劑;
(3) 以凹凸棒土為主的XS系列印染廢水深度處理劑等技術。
在實際中與其他技術有效組合,解決了印染廢水中蠟染廢水、漿料廢水及印染廢水處理、回用的難題。
3 .神奇的稀土為印染廢水處理服務
稀土金屬被稱為神奇金屬,在航天行業,高端武器中發揮特殊作用。原因是稀土元素屬第七周期第三副族元素,其外層電子均為3個,而次外層電子從1到14個,因此外層電子和次外層電子極其活躍,可以參與各類催化反應,而本身在反應後保持不變,其催化能力可能超過貴金屬鉑。此前,法國、日本、以色列等,曾有製成粉末狀藥劑處理印染廢水有特殊好的效果,都因價格極高(含量為90%的稀土混合氧化物一般要50-60萬/噸)沒有推廣和實際應用。並且幾乎所有論文均是以稀土中一種元素鈰進行研究,即以氧化鈰附於載體上作為催化劑,論文中具有催化效應,但是效果一般且無實際應用實例。
中國是稀土生產第一大國,目前約佔90%,作為催化劑不必使用純稀土,完全可以使用稀土混合物(分離成本極高),生產後的廢料也可以使用暫時沒有生產價值、低品位的稀土礦。我國除了現有江西贛州和內蒙包頭二大稀土礦外,我們已對廣東、廣西、雲南、新疆等地調查和考察,均有品位相對較低,尚無開發生產的大量礦物,可以較低廉價格供應。由於作為催化劑用量很少,且理論上不消耗,可以長期使用(實際可能過一段時間,補充一些),所以資源極其豐富,成本很低。
一般鐵碳法催化氧化,pH只能在3的條件下進行,因此廢水必須用酸、鹼反覆調整,不僅成本高,並且產生大量鹽類。用稀土的催化氧化神奇之處在於從pH 2一直到pH l4均能有效進行催化氧化。
使用稀土作為催化劑,要解決使用量、與那些物質配伍、配伍比例、化合物形態、如何固定等技術問題,經過約5年研究,這些問題均已基本解決,並且申請了5項發明專利,並正在繼續發展中。
稀土還有放射性問題,通常放射性超過10us需要防護,5us以下是安全的。一般內蒙包頭的稀土放射性較強,南方稀土生產廠大多使用江西贛州稀土礦,經多次測定,其廢料不論是酸溶渣、鹼溶渣、汙泥均在3-4us,而純度為30%-40%的混合稀土氧化物一般為l0-11us,為了安全,研究了包裹、固定技術,目前使用的催化氧化劑放射性均在1us以下,絕對安全。
4. XSD系列脫色助凝劑簡介
XSD系列脫色助凝劑是自主開發的一種高分子化合物,對印染廢水具有很強的脫色效果(對於松香、鐵離子等金屬色澤例外),適用於染料、塗料的脫色,並且具有很強的絮凝作用,可以替代PAM 和部分PAC作用。
5. 蠟染廢水處理和回用的關鍵問題
主要是殘留的松香,使用的工藝是使用一定的物理和藥劑方法,使松香懸浮,然後用吸油氈去除。主工藝是催化氧化加XSD系列高分子脫色助凝劑等達到排放要求,這部分投資和運行成本較低,所產生汙泥量也僅是汙染物所產生的汙泥。作為回用增加XS系列印染廢水深度處理劑和臭氧技術。
6. 退漿廢水處理的關鍵
退漿廢水COD20000mg/L-50000mg/L,水量佔全廠廢水的10%-15%,但COD負荷約40%,且難降解,漿料組分變化很快,目前一般使用的漿料l790或1799,即PVA分子量1700,純度分別為90%和99%。這類漿料組分變性澱粉約55%、PVA25.5%、丙烯酸漿料8%,後二者均很難降解。
實際處理還有一個關鍵難點是,不管是壓濾或離心分離,膠狀物均難以分離。本次採用催化氧化複合技術,可以在4小時左右將pH從14下降到9,即酸化水解速度極快,達到神奇的效果(如加硫酸,這部分每噸廢水要l5元左右,如果加酸到pH3則需30多元),靜止分離後再加藥劑鹽析,達到分離。處理成本每噸漿料廢水5.8元,COD下降50%以上,折合每公斤COD只有0.6元左右(城市汙水處理l公斤COD需1.2元以上),成本十分低廉。
一般印染廢水達到水解酸化需要24-36小時,現在只需要4-8小時,當然高濃度所需水解酸化時間少一些,但是沒有近20小時是很難的,這為印染廢水水解酸化開闢一條新的途徑。
7. 印染廢水回用技術
印染廢水回用處理:採用XSD水處理劑配伍催化氧化方法,完全可以達到無色、透明,而COD根據原水情況和催化氧化條件而定。處理成本很低(視原水濃度而定),基本接近紡織染整廢水回用標準,即:
註:
1) 硬度小於l50mg/L可全部用於生產;
2) 硬度在150~325mg/L之間,大部分可用於生產,但溶解性染料應使用小於或等於l7.5mg/L 的軟水,皂洗和鹼液用水硬度最高為l50mg/L;
3) 噴射冷凝器冷卻水一般採用總硬度小於或等於l7.5mmg/L的軟水;
4) 電導率小於30us/cm可用於全部生產;
5) 電導率在在30~250us/cm之間,可用於漂洗等生產用。
其中部分指標可以浮動,例如COD等;總硬度等與廢水實際情況有關。對於高檔、淺色產品由於質量要求,以及容易產生色斑、色差。實際廢水處理後回用是困難的。
我國印染總量世界第一,並且集中於東南沿海5省,由於環保要求回用是降低總量排放的有效措施,是必然措施。但是對於中低檔,深色產品完全可以回用的,當然這需要各廠經過使用達到質量合格,穩定為最終目標。
以上技術均分別經過小試、中試、工程性試驗、中試和4000噸/天工程實踐。對於一項全新的新技術,在理論和工程化中也需一段完善過程。
這些技術適用範圍是高濃度有機廢水,例如:染料廢水、有機化工廢水、製藥廢水、香料廢水等。許多項發明專利已經申請和正在申請中。
編輯:李姝樂