印染废污水处理方案设计
作者: 视频新闻 发布时间:2024-05-23 11:42:31

  棉及混纺产品的印染工艺印染废水产生,主要有退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花和整理废水,工艺中产生的废水:

  1)退浆退浆是为了把纺织布料上需要去除的浆料和纤维本身含有的杂质去除,方法是采用化学试剂将其水解成可溶于水的物质。企业退浆废水的产生量一般不大,颜色多为淡黄色,其中含有较高浓度的污染物质(如浆料及其水解产物、纤维素和烧碱等),退浆废水的pH值在11到12,呈碱性。退浆废水的可生化性与织物在上浆工序中使用的浆料有关,浆料是淀粉等天然原料时,其退浆废水的COD和 BOD5的浓度都很高,废水的可生化性好;当浆料是聚乙烯醇等化工原料时,BOD5/COD的值一般在0.3左右,废水的可生化性差。

  设计纵观国内外印染废污水处理技术,从某印染纺织行业污水处理的具体实际出发,分析废水来源及特点,根据污水处理回用标准和公司实际经济发展状况,选择正真适合的工艺处理流程。使得设计污水达标排放,而且尽可能减少相关成本,优化设计。

  印染废水产生于印染工艺的全过程,印染工艺是对纺织印染原料(纤维、纱线、织物)进行物理和化学加工的过程。

  (2)原水硬度在150-325mg/L之间,大部分可用来生产,但溶解性染料应使用小于或等于17.5mg/L的软水,皂洗和碱液用水硬度高于150mg/L;

  由表2-2可知,印染用水主要指标可以分成二类,第一类是感观性状指标,即:色度、pH、透明度、悬浮物等;第二类是与印染产品质量有关的铁、锰和硬度指标。

  6)印花印花工艺包括配色调浆及印花后处理等工序。印花废水产生与以上步骤,包括对印花滚筒、筛网的冲洗和后处理时的皂洗、水洗过程。印花废水中含有大量浆料和配色剩余的染料和助剂,废水水量大且其中的污染物质多变、复杂。

  7)整理 整理废水的COD浓度较高,但由于其水量较小,对整个织物生产过程产生的混合废水的水质水量影响不大。

  纺织工业是中国具有优势的传统支柱行业之一,随国民经济发展的加快速度进行发展,以及加入WTO,我国已变成全球最大的纺织生产国。由于我国纺织印染行业生产的全部过程中大多采用以水为介质的加工工艺,需要消耗大量的清洁水,每加工100米织物,大约产生3至5吨印染废水。据不完全统计,我国印染废水排放量约占整个工业废水排放量的40%,达4×106-5×106m3/d,每年排放废水9.5亿多吨,并且印染废水具有分布面广、浓度变化大、脱色困难、含有机物浓度高等特点,属于较难处理的工业废水。

  (2)硫化染料:含有两个或两个以上硫原子组成的硫键,不溶于水和有机溶剂中。通过硫化碱将染料还原、上色后,再被氧化成原来不溶性的状态,固着在纤维上。染料氯漂不稳定,价格低,适用于纯棉和维纶纤维等的染色。

  (3)还原染料(士林染料):分子中含拨基,不溶于水。其染色过程要形成可溶性隐色体钠盐,再经氧化后变为原来不溶于水的状态而存在于纤维上。用还原染料进行染色后的布料经皂洗、日晒不易褪色,适用于棉纤维的染色。

  水是印染用染料、药剂、助剂等的溶剂,漂洗织物也需用水。尽管目前已有溶剂煮练、超临界二氧化碳作溶剂染色等非水溶剂的发展,但还不具备工业化生产的条件,因此,印染生产中大量用水是不可避免的。

  使用染整助剂的日的是为缩短加工周期、提升产品质量、改善产品性能。最重要的包含表面活性剂、金属络合剂、还原剂、树脂整理剂等。

  表面活性剂类的染整助剂是应用比较广泛的,包括润湿剂、渗透剂、抗静电剂、消泡剂等。大多数表面活性剂由疏水的碳氢链和亲水的极性基团组成,使用它们能改善布料和染料之间的吸附能力,易于染整。常用的助剂包括柔软剂和平滑剂、润湿渗透剂、抗静电剂、消泡剂和乳化剂。柔软剂能增加浆液的可塑性;润湿渗透剂能使印染过程使用的染液、浆液等液体渗透或加速渗入至纯棉或涤纶纤维的空隙中,无法用混凝法将其去除;抗静电剂可以消除织物纤维里存在的静电;消泡剂能抑制浆液产生的泡沫,可用混凝法进行去除;乳化剂可以使油脂等液体乳化,让它们均匀稳定地分散在废水中,乳化剂具有亲水性,需要用混凝法对废水进行预处理,以利于后续生化处理设施的高效运行。

  对不同的纤维织物进行染色要使用不相同的染料,不同的染料在染色、印花工序中染色环境要求的酸碱度也不同,废水的pH值也随之不同。

  印染废水的水量大、温度比较高,且由于织物纤维的染色温度及使用的清洁水量都随织物类型而变化,所以排放废水的温度和水量也随之变化。

  到目前为止,我国尚未颁布印染工艺用回用水标准,国外也未查到相关回用标准。

  由表2-2能够准确的看出,印染用水对水质要求很高,特别是高档产品,用水基本是软化水。如果回用水水质完全按用水水质要求,将印染废水出水水质处理到用水标准,在技术上,利用纳滤、反渗透等膜过滤技术,可使出水达到软化水的要求,但经济上,一次性投资成本高,而且运行能耗大。因此直接按照印染用水规定要求印染回用水水质对于大水量的处理规模并不可行。

  印染废水中含有大量的有机物,如未经处理就排放到自然水体中,有机污染物会消耗水中的溶解氧,影响水生植物和鱼类等水生动物正常的呼吸作用,致使水生态失衡;没有被分解而沉积在水底的有机物,会因缺氧而发生厌氧发酵作用,发酵产生的硫化氢等有害化学气体会使水体进一步恶化;废水的高色度会降低水体的透光率,其中的剩余染料还会吸收阳光,影响水体自净作用及受纳水体的外观;废水的高碱性会使土地盐碱化。

  8)碱减量废水 碱减量废水产生于仿真丝织物生产的全部过程中采用的碱减量工艺。其有机物浓度高,(化学需氧量的浓度可达90000 mg/L,对苯二甲酸含量可达75%),所含有机物的分子量大,呈强碱性(pH值大于12)属于难生物降解的物质。

  了解印染废水的来源后,不难得知印染工艺中染料、浆料和助剂的性质很大程度上决定了印染废水的成分。

  (11)阳离子染料:阳离子染料由带正电荷的基团和发色团组成,能与睛纶纤维发生较强的亲合力,染色性很好。

  目前,在纺织印染企业中应用比较多的有:可溶于水的直接染料、反应性染料和酸性染料及难溶于水的分散染料。

  在纺织品加工的经纱工序中,需要对布料进行上浆处理,防止纱线起毛、断头,纱线纺织成布匹后才能染色,布匹在染色过程中又需要把浆料去除,便于染料上色。纤维织物在印花这道工序中也需要上浆,让染料以浆液为媒介进行印花,当其经汽蒸固着、印花完毕后,洗去浆料。现在国内外主要使用的浆料有丙烯酸类、变性淀粉和聚乙烯醇(PVA)三大类。

  染料的作用是使织物纤维在染色过程中获得我们想要的色泽。染料通常能直接溶于水或通过化学手段使其溶于水,染料本身不同程度的对织物纤维有一种吸引力,使其能够使织物产生一定的色度。

  (1)直接染料:大部分直接染料含有磺酸基等亲水基团,可溶于水,分子中含有直线型共扼双键长链,发色基团为偶氮基。在弱碱或中性染浴中,直接染料能够最终靠氢键和范德华力与织物纤维发生较强的吸附作用,从而进行染色。

  4)丝光 丝光这道工序是用浓的NaOH溶液处理织物纤维,目的是要提高织物对染料的吸附力,并固定织物的尺寸,增加其表面光泽。丝光废水中含有高浓度的碱,虽能通过蒸发浓缩进行回收、重复利用,但丝光废水仍呈强碱性,且有机物和悬浮物的浓度都很高。

  5)染色 染色是纺织产品工艺流程的重要环节,其过程是要用不同的染料、助剂和染色方法使各种不同的纤维获得我们想要的颜色。各种染料的上色方法及其对各种纤维织物的上色程度和使用的染液浓度不同,不同企业和相同企业的不同时期产生的染色废水的水质都有很大差异。通常情况下染色废水的pH值在12到13,色度可高达几千倍,B/C值在0.2左右,废水水量大且可生化性不好。

  印染废水的色度可在几百倍至几万倍、COD浓度高、可生化性差。在染色和印花工序中使用的各种染料不可能完全转移到织物纤维上,未被纤维吸收的染料进入废水中使其具有了较高的色度。

  由于纺织印染企业使用的布料、纺织印染工艺、产量及染料和浆料等原材料都不完全一样,造成纺织印染废水的浓度和成分都变化很大。

  (6)反应性染料:反应性染料的染色过程类似于化学反应,其分子中含有羧基、氨基等化学基团,这些活性基团能够与棉及羊毛类纤维生成共价键,发生反应而使它们上色。

  (7)冰染染料:冰染染料的组成单元是偶合剂和发色基团两部分。它的染色过程是在适当条件下,让底粉与显色基溶液迅速产生偶合作用,生成不溶性染料,使织物上色。适合于纯棉织物的染色。

  (8)氧化染料:氧化染料多为芳香胺盐酸盐。其染色过程是通过空气或氧化剂氧化发色后形成不溶性的苯胺黑固着于织物纤维。

  (10)分散染料:分散染料不溶于水,分子中没有亲水性基团,常含有硝基、卤素原子等疏水性较强的基团,是一种非离子型染料,在水中呈分散的微粒状态。分散染料的染色过程是在高温热熔等条件下,用水为媒介将染料制成分散液,织物纤维吸收分散液后固着、上色。适用于对聚酯纤维进行染色。

  为了控制污染保护环境,水与污水的深度处理及再生利用也就十分重要。污染水的深度处理可保证饮用水水质安全,保护人类健康。污水深度处理可使污水资源比重复利用,减少生产所带来的成本,控制水体污染。归根到底,水的深度处理与回用技术是保护人类生存与发展环境的重要举措。对公司减少相关成本,提高利润,实现可持续发展亦具有非凡的意义。

  近年来,非天然原料、新型染料、表面活性剂等助剂慢慢的变多的被开发并应用到实际生产的全部过程中,导致印染废水中难生物降解的有机物质(如PVA浆料、大分子染料等)大量增加,其BOD5/COD值由原来的0.4到0.5下降到0.2以下,可生化性变差,废水水量及其中所含的污染物质成分的变化都很大,废污水处理难度也就随之不断增大。采取诸如开发新技术并加快其在生产中的应用、加强现有工艺的改造与创新、提高处理工艺的运行控制技术等方法,促进印染行业的可持续发展,已成为现今环保专家关注的课题。

  2)煮练 煮练的方法是要在高温碱性条件下,用烧碱和表面活性剂等的水溶液,长时间的煮织物,去除纤维所含的果胶、油脂、蜡质及含氮物质等杂质。煮练的目的是为了能够更好的保证染色、印花的加工质量。煮练废水水量大,水温高,含碱浓度高。

  3)漂白 漂白是为了让织物有稳定的白色,方法是用次氯酸钠、双氧水等漂白剂剂去除各类织物纤维上的色素。漂白废水的水量大,但污染程度较轻,其主要污染物为残余的漂白剂,BOD5较低。

  无论哪种天然水(地表水或地下水)都含有某些钙、镁等碳酸盐,酸式碳酸盐以及铁、锰等金属离子等。通常印染厂用水都经过软化后使用。

  (4)可溶性还原染料:还原染料的衍生物,可溶于水。其染色过程是用还原染料经过还原及酯化而成的隐色硫酸酯碱盐,与还原染料相比,在染色过程中无需使用烧碱和保险粉等还原剂。

  (5)酸性染料:酸性染料大多含有磺酸基等亲水性基团,易溶于水。酸性染料的染色过程需要在酸性环境中进行。适合对蛋白质类的织物纤维进行染色。