1、毕业论文文献综述环境工程CLO2氧化处理印染废水的影响因素摘要印染废水色度深COD含量高处理难度大，目前处理印染废水的常用方法有物理法、絮凝沉降法、氧化法及生物降解法等，各具特色和优势及不足。CLO2的氧化电位高、反应速度快、脱色效果好是最为常用的氧化处理方法，可以单独使用也可以与其它工艺配合使用，影响CLO2处理效果的因素有PH值、温度及催化剂种类等，有一定研究价值和良好的应用前景。关键词印染废水CLO2氧化处理影响因素印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为31064106M3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业
2、废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物主要是邻苯二甲酸类物质、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百MG/L上升到20003000MG/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70下降到50左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。本次毕业设计研究的是CLO2氧化处理印染废水的影响因素。通过多组实验的对比，得出温度、PH、时间的因素对CLO2氧化处理印染废水的具体
3、影响情况。目前国内处理印染废水多以生化法为主，有些也辅以化学法，但普遍存在处理投资费用大、运行成本高、处理效果不佳、色度去除困难等缺点。在此基础上，采用物理和化学处理法的研究比较多1。通过混凝沉淀2、化学氧化3、吸附4、5及膜技术6等均可去除一定的COD和色度，其中氧化法对去除色度最为明显。但由于氧化副产物如有机卤代物和环氧化合物或者运行费用等问题使氯和臭氧的使用受到了限制。CLO2作为一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机卤代物产生的氧化剂7，在水处理的氧化消毒及造纸、纸浆工业的漂白等行业已经广泛使用。近年来人们对新型氧化剂CLO2在处理废水方面进行了研究，并有用CLO2直接处理印染废水的报
4、导。近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有厌氧、好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等。下面从物理法、化学法和生物法三个方面的评述着手，介绍目前印染废水处理的方法及研究的状况。印染废水处理的物理法吸附法8在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭9、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法多半用于三级处理，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，
5、但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。SAITOT等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93、92和63，活性炭吸附能力可达到500MGCOD/G炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水BOD5200MG/L，则采用这种方法是不经济的。印染废水的化学处理法混凝法10主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝PAC的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来，国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势，但在国内因价格原因，使用高
6、分子混凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。氧化法11臭氧氧化法在国外应用较多，ZIMASV等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。研究表明，臭氧用量为0886GO3/G染料时，淡褐色染料废水脱色率达80；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量167。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔板。臭氧氧
7、化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。印染废水的生物处理法1270年代以来，国内对印染废水以生物处理为主，占80以上，尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看，我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用，生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高，一般在50左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处
8、理。为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术，近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究，获得了很大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间HRT一般为35H，只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性很差的一些高分子物质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化，变成较小的分子，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。采用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有较长的固体停留时间SRT，有利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的剩余活性污泥量。因
9、此，厌氧好氧系统中的厌氧段具有双重的作用一是对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有机物；二是对系统的剩余污泥进行消化。采用这一流程，目前主要开发了两种工艺厌氧好氧生物炭接触工艺；厌氧好氧生物转盘工艺。两种工艺在设备和工艺上各有特点。厌氧好氧生物炭接触氧化工艺主要设计参数如下调节池HRT810H；厌氧池HRT35H；好氧池HRT68H；生物炭池HRT12H。试验和实际应用表明，厌氧好氧生物炭流程在上述运转参数下，对于CODCR为8001000MG/L的印染废水，处理效果完全可以达到国家排放标准，再稍加进一步处理还可回用，系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程，运转时
10、间最长的达5年以上，处理效果稳定，而且从未外排污泥，也没发现厌氧池内污泥过度增长。厌氧好氧生物转盘将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来，用于印染废水处理，也取得了好的效果。该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置，整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。一是为了提高生物量，因而也缩短总的水力停留时间，二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。该工艺流程也是兼备固着生长和悬浮生长的特点。还可通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。该流程对COD、色度等的去除率均达到70以上。适当投加微量絮凝剂，测得CODCR、色度的去除率可提高1520。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色
11、率和COD去除率。但该工艺中转盘的金属构件有腐蚀现象，需进一步研究解决。从我国染料行业废水治理技术的现状来看，尽管经过多年努力，已取得一批实用技术，解决了不少问题，但总体上没有实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在，加重了废水的治理难度。因此，认为解决废水问题的根本出路在于工艺改革，通过采用先进的生产工艺来减排或不排废水。这方面国内已有许多成功的例子，如苯胺和邻甲苯胺的生产将铁粉还原改为氢化还原，彻底消除了铁泥水的污染；又如以氢化还原代替硫化碱还原用于氨基苯甲醚的生产，彻底消除了含硫废水等。CLO2是一种类氯性气体,溶于水后随浓度的提高颜色由黄绿色变为橙红色。在20、大气压力
12、下,水中二氧化氯的质量浓度为70MG/L。二氧化氯气体在室温条件下可压缩为液态,密度为214KG/L,沸点11,熔点59。CLO2极不稳定,易挥发,易分解,一般需将CLO2先制成稳定性水溶液,在使用现场再配以酸性活化剂后使用或采取CLO2发生器现场发生直接投加。用于饮水和污水处理时,二氧化氯以溶液形式使用。CLO2处理印染废水主要是氧化破坏染料的发色基团和助色基团,达到显著的脱色效果。在一定条件下,二氧化氯可与DPDN,N二乙基对苯二胺,甲酚红邻甲酚磺酞,氯酚红二氯磺酞,酸性靛蓝5,5靛蓝二磺酸盐或靛蓝三磺盐,丽丝胺绿B芳甲烷染料,罗丹明B四乙基罗丹明和亚甲蓝等显色剂发生脱色反应。酸性靛蓝在P
13、H78，对色度的去除率95，水的循环利用率可达72。邓丽等人18利用CLO2进行印染废水的脱色的试验结果表明2种活性染料活性艳红X3B、活性艳红K2BP的模拟废水均极易被CLO2氧化脱色，当染料与二氧化氯的量浓度比为1024时，两种活性染料的脱色率均可超过90；在二氧化氯的量足够时，脱色率与染料的初始浓度基本上没有关系；活性艳红X3B的脱色率随PH的变化增幅较小，而活性艳红K2BP的脱色率随PH的变化增幅很大，PH在710这一范围脱色率最高；二氧化氯与染料之间的反应速度较快，反应15MIN可基本完成；温度对活性艳红X3B影响不大，但对活性艳红K2BP的脱色反应有较大的影响。于德爽19根据某精细
14、化工有限公司染料废水处理的生产性实验研究，提出了采用二氧化氯氧化去除染料废水中苯胺类物质的方法。运行结果表明当污水中苯胺浓度50MG/L时，容易引起活性污泥中毒；当污水中苯胺浓度50MG/L时时，采用二氧化氯氧化法可以使出水苯胺浓度降至2MG/L以下，去除率达到95左右。李益林用二氧化氯直接氧化处理含疏水性染料的印染废水COD36OMG/L、色度256倍，经PE精密过滤器过滤，出水水质为COD64MG/L、色度4倍20。某纯棉色织布厂废水，含有硫化、士林、分散染料，PH812，色度256倍，COD360MG/L；每吨废水中投加25GCLO2，接触反应30分钟，采用水射气混合，再经PE过滤器精密
15、过滤，出水COD降到64MG/L，色度为4倍21。2与其他工艺联用由于印染废水中不仅含有染料,而且含有大量染色助剂和洗涤剂等难降解物质。CLO2作为一种氧化剂,虽然可有效地氧化染料分子中的发色团,脱色效果显著,但对于废水中的染料如淀粉、海藻酸钠、聚乙烯醇、梭甲基纤维素等去除效果很差。因此CLO2氧化法通常需与混凝22、气浮、吸附、过滤和生化法等组合使用才能达到处理标准。采用CLO2处理印染废水,具有设备简单、投资少、能耗小、操作管理方便,出水水质好等优点,能收到良好的社会效益和环境效益,具有广阔的推广应用前景。本次毕业设计实验采用CLO2氧化处理印染废水，调节温度、PH、时间等变量因素，观察印
16、染废水的褪色情况和测量COD的变化情况，从而研究各个因素对处理效果的影响。在采用CLO2氧化处理印染废水的前提下，通过此次毕业设计实验，找出采用CLO2氧化处理印染废水的最有条件，使得处理效果和经济效益最优化。参考文献1余刚,杨志华染料废水物理化学脱色技术的现代与进展J环境科学,1994,154342陈福根,苗柯PFSMZ高效混凝技术在纺织印染废水处理工程中的应用J环境工程,1994,122213NAMBOODRICGDECOLORIZINGDYESWITHCHLORINEANDOZONEPART11AMERICANDYESTUFFREPORTER，1994,4174LIGUOLIN,ZHAO
17、QINGLIANGDYEINGWASTEWATERTREATMENTBYASHCINDERANDDUST/OFFGASJWATSCITECHNOL1991,2452155MORAISLC,FREITASOMTEACTIVEDYESREMOVALFROMWASTEWATERSBYADSORPTIONONEUCALYTUSBARKVARIBALESTHATDEFINETHEPROCESSJWATRES1999,3349796MAJEWSKANOVAKKSYNTHESISANDPREPERTIESOFPOLUSULLFONEMEMBRANEJDESALINATION,1989,715837黄君礼二氧
18、化氯对氯仿形成的影响环境科学,1994,1354468谭丽红吸附法处理印染废水的研究A化工环保，2000,448499肖敏,李丽,钟龙飞活性炭吸附法处理印染废水的研究A辽宁化工,2009,83853853910赵爱玲，柳培文，洪有江混凝法处理印染废水A精细石油化工，1994，（4）303111陆瑞才,计兵,韩志萍印染废水处理技术研究A绍兴文理学院学报，2002,22（3）586212陈银生,张新胜,袁渭康印染废水处理技术A化工进展，2001，5383913肖敏二氧化氯在印染废水处理中的应用进展A工业水处理，2008,18（3）5614相会强,巩有奎,张淑敏二氧化氯在印染废水处理中的应用A中国环
19、境保护优秀论文集（2005）（上册）C,200515李益林用二氧化氯直接处理印染废水的试脸J环境导报,1995,4161816王福祥,包训祥,刘子仁二氧化氯在印染废水处理中的应用J环境导报,1998,6171917林大建二氧化氯在处理漂染废水中的应用J中国给水排水,2002,18108318邓丽,黄君礼,赵振业二氧化氯对有机染料脱色效果的研究J化工标准计量质量,2001,9313619于德爽,彭永臻,李梅二氧化氯氧化法去除染料废水中苯胺类物质的生产性实验研究J哈尔滨商业大学学报,2001,173192120李益林用二氧化氯直接处理印染废水的试脸J环境导报,1995,416182122陈鸿林,张长寿,苏静混凝二氧化氯组合法处理印染废水J工业水处理,1999,1923234
