DCB染料生產(chǎn)廢水處理除COD技術(shù)分析
來(lái)源：江蘇海普功能材料有限公司 閱讀：2433 更新時(shí)間：2021-02-23 09:57伴隨染料生產(chǎn)和印染行業(yè)的發(fā)展，染料工業(yè)廢水的排放量也急劇增多，據(jù)調(diào)查中國(guó)每年約有1.6億立方米的染料廢水排放進(jìn)入水環(huán)境中，并且染料廢水具有色度大、有機(jī)污染物含量高、組分復(fù)雜、水質(zhì)變化和生物毒性大，以及難生化降解，并朝著抗光解、抗氧化的方向發(fā)展等特點(diǎn)，使處理染料廢水的難度進(jìn)一步加大。
印染廢水含大量的有機(jī)污染物，排入水體將消耗溶解氧，破壞水生態(tài)平衡，危及魚類和其它水生生物的生存，沉于水底的有機(jī)物，會(huì)因厭氧分解而產(chǎn)生硫化氫等有害氣體，惡化環(huán)境，由于以上幾點(diǎn)，使其成為國(guó)內(nèi)外難處理的工業(yè)廢水之一，中國(guó)已將染料廢水的治理列為環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)。
3,3′-二氯聯(lián)苯胺(DCB)是顏料的重要中間體，在以1999版ColourIndex為藍(lán)本的《世界染料品種》中登錄的130個(gè)黃色顏料品種中，以DCB為重氮組分的黃色顏料有22個(gè)，占16.9％。
所得顏料色光純正、光亮，耐堿和耐熱堅(jiān)牢度好，是顏料行業(yè)難以代的品種。以DCB為原料的顏料產(chǎn)量占有機(jī)顏料的25％～30％，產(chǎn)量約6萬(wàn)噸，并以每年4％左右的速度增長(zhǎng)。
其中以3,3′-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽(DCB)染料廢水較難降解，廢水水質(zhì)見(jiàn)表1。
1、常用染料工業(yè)廢水處理技術(shù)
當(dāng)前有多種物理化學(xué)方法和生物方法均可用于染料廢水的脫色降解處理，國(guó)內(nèi)外常用于工業(yè)染料廢水處理的方法有：生物處理法、化學(xué)絮凝法、化學(xué)氧化法、吸附法和電化學(xué)法等方法，其他如膜分離技術(shù)、輻照技術(shù)等也正在推廣應(yīng)用。
在具體城市下水道和污水處理中，廢水首先在工廠作預(yù)處理，達(dá)到城市下水道排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行集中處理，廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理再排放可改善污水水質(zhì)，降低城市污水廠處理負(fù)荷，同時(shí)便于根據(jù)不同的廢水水質(zhì)采取不同的預(yù)處理手段。
在對(duì)印染廢水進(jìn)行最終處理時(shí)，有機(jī)物的去除一般以生物法為主，對(duì)難于生物降解的印染廢水，采用厭氧(水解)好氧聯(lián)合處理較為合適，對(duì)易于生物降解的印染廢水，可采用一段生物處理。
色度的去除，一般以物理化學(xué)方法為主，對(duì)于規(guī)模大、處理水平高的工廠，可采用電解、化學(xué)絮凝、臭氧氧化等工藝，對(duì)于小規(guī)模的工廠，可采用爐渣過(guò)濾。
以下是國(guó)內(nèi)外具體印染廢水處理工藝概要。
1.1生物處理法
生物處理法主要通過(guò)生物菌體的絮凝作用、吸附作用和生物的降解作用對(duì)廢水中發(fā)色物質(zhì)予以分離和降解，生物的絮凝和吸附作用屬于物理過(guò)程，并不能使得染料分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化，而生物的降解作用則是利用微生物酶來(lái)氧化或還原染料分子，破壞其發(fā)色基團(tuán)和不飽和鍵，并通過(guò)一系列氧化、還原、水解、化合過(guò)程，將染料最終降解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，或轉(zhuǎn)化成各種營(yíng)養(yǎng)物或原生質(zhì)。
廢水中大部分有機(jī)物是可以生物降解的，即使是苯環(huán)結(jié)構(gòu)，也能被諾卡氏菌、環(huán)形小球菌分解，在輔酶HSCOA的作用下，苯環(huán)裂解，分解為有機(jī)酸，最終氧化為CO2和H2O。
因此，自上世紀(jì)以來(lái)，由于生物處理法運(yùn)營(yíng)成本低，經(jīng)濟(jì)適用，在染料廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。全世界80%以上的染料廢水仍以生物處理為主，其中好氧生物處理法占絕大多數(shù)。
生物處理法可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法
好氧處理法雖然對(duì)BOD的去除率較高，去除率可達(dá)80%，且運(yùn)行費(fèi)用較低。但對(duì)復(fù)雜大分子物質(zhì)降解效果較差，僅在50%左右；
相對(duì)于好氧處理法而言，厭氧生物處理法在一定條件下能夠?qū)?fù)雜大分子物質(zhì)有明顯的降解效果，是一種很有發(fā)展前途的工業(yè)廢水處理方法，但厭氧法處理工業(yè)廢水經(jīng)常伴隨著腐臭味，且單獨(dú)運(yùn)用厭氧處理法處理染料廢水效果也不理想，仍難以達(dá)標(biāo)排放。
1.2絮凝法
絮凝法是向廢水中加入一定物質(zhì)，通過(guò)物理或化學(xué)的作用，使原先溶于廢水中或呈細(xì)微懸浮狀態(tài)、不易沉降(或氣浮)、過(guò)濾的污染物集結(jié)成較大顆粒，以便與水分離的方法，從而使富集在廢水中的發(fā)色物質(zhì)分離、去除。
絮凝法被認(rèn)為是最有效、最經(jīng)濟(jì)的脫色技術(shù)之一，比生物處理方法還更經(jīng)濟(jì)，具有工程投資低、占地面積少、處理量大、對(duì)疏水性染料脫色效率很高等優(yōu)勢(shì)；
但絮凝法具有：對(duì)親水性染料的脫色效果差、CODcr去除率低、處理時(shí)間長(zhǎng)、生成大量的泥渣且脫水處置困難等缺點(diǎn)，這是影響該方法廣泛應(yīng)用工程實(shí)踐的主要原因。
1.3化學(xué)氧化法
化學(xué)氧化法是借助氧化作用破壞染料的 共軛體系或發(fā)色基團(tuán)是印染脫色處理的方法，是染料廢水脫色降解的主要方法之一。
除常規(guī)的氯氧化法外，國(guó)內(nèi)外研究重點(diǎn)主要集中在臭氧氧化、過(guò)氧化氫氧化、電解氧化和光氧化方面。
但由于氯氧化法在脫色的同時(shí)，易產(chǎn)生小分子、危險(xiǎn)性更大的、引起動(dòng)物腫瘤、損壞神經(jīng)系統(tǒng)的三氯甲烷等有機(jī)鹵代物，現(xiàn)已極少使用；
而過(guò)氧化氫法和光催化法雖具有效率高、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但受處理成本和能耗的制約，離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有一定的距離；
臭氧是良好的脫色氧化劑，對(duì)于含水溶性染料廢水如活性、直接、陽(yáng)離子和酸性等染料其脫色率很高；對(duì)分散染料也有較好脫色效果；但對(duì)其他以懸浮狀態(tài)存在于廢水中的還原、硫化和涂料，脫色效果較差，臭氧氧化也可以與其他處理技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。
1.4吸附法
吸附脫色的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過(guò)程保留了染料的結(jié)構(gòu)。
目前，國(guó)內(nèi)外運(yùn)用于染料工業(yè)廢水處理的吸附劑主要有：活性炭，硅聚物、大孔樹(shù)脂等比表面積大的材料作為吸附劑去除染料色度均具有良好的效果，但因成本相對(duì)較高尚未廣泛推廣應(yīng)用；高嶺土、工業(yè)爐渣等低成本的材料作為吸附劑對(duì)染料廢水也具有一定的脫色作用，但目前還處于實(shí)驗(yàn)探索階段。
當(dāng)前工業(yè)化處理染料廢水的吸附法主要為活性炭吸附法，活性炭吸附法對(duì)去除水溶性有機(jī)物非常有效，對(duì)陽(yáng)離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能，脫色率均在97%以上，CODcr的去除率為63%～95%。
但活性碳吸附對(duì)高濃度、疏水性染料廢水處理表現(xiàn)出明顯的局限性，且由于活性炭使用成本較昂貴，單位廢水處理成本較高。因此，活性碳吸附法常結(jié)合其他方法一并使用，主要作廢水的預(yù)處理或深度處理。
因此，當(dāng)前研制開(kāi)發(fā)適用范圍寬、吸附效率高、再生容易、性能穩(wěn)定、處理成本低的吸附劑是這一技術(shù)方法未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
江蘇海普功能材料有限公司位于環(huán)境優(yōu)美的蘇州工業(yè)園區(qū)，是一家專注于高性能吸附劑、催化劑及工藝應(yīng)用研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，江蘇海普致力于為環(huán)境保護(hù)、資源再生、新能源、化工醫(yī)藥、食品、印染等行業(yè)提供國(guó)際領(lǐng)先的產(chǎn)品、技術(shù)及整體解決方案。
針對(duì)食品、印染、焦化等廢水的性質(zhì)和處理要求，開(kāi)發(fā)了生化尾水提標(biāo)、脫色吸附劑，具有吸附速度快、容量高、易再生等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大水量廢水的深度除COD和脫色處理，為水資源的回用提供保障，該技術(shù)具有材料吸附容量大，運(yùn)行成本低，易于再生，使用壽命長(zhǎng)；設(shè)備運(yùn)行成本低，維護(hù)費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于印染、焦化、食品等過(guò)程中產(chǎn)生的廢水去除COD和脫色治理，工藝流程如下：
憑借產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，江蘇海普公司陸續(xù)獲得各行業(yè)客戶和各級(jí)政府的支持和認(rèn)可，江蘇海普的廢水、廢氣、廢酸整體資源化治理解決方案已在石化、農(nóng)化、醫(yī)藥、煤化工、電鍍、印染等行業(yè)龍頭企業(yè)建立了數(shù)十套示范應(yīng)用。
2、特種吸附法
一紡織品生產(chǎn)、染整及服裝加工和銷售企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程每天可產(chǎn)生~2500t廢水，政策規(guī)定，印染行業(yè)的廢水回用率必須要達(dá)到60%
該企業(yè)現(xiàn)有的廢水處理工藝，生化尾水COD超標(biāo)，達(dá)不到回用標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要，海普對(duì)2000t生化尾水進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，采用我司的特種吸附劑及其配套吸附工藝處理該廢水，能達(dá)到回用要求
我司對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣廢水進(jìn)行多個(gè)批次的吸附和脫附實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如上圖及處理前后對(duì)比圖如下
從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，COD的去除率穩(wěn)定在70%以上，出水COD遠(yuǎn)低于客戶要求（<50mg/L），由處理前后對(duì)比圖可知，原水呈棕色，出水基本無(wú)色澄清，廢水中的有機(jī)物大部分被脫除，試驗(yàn)證明海普特種吸附劑及配套吸附法去除廢水中的COD是一種有效的處理方法
與前面介紹的吸附法類似，海普工藝的基本原理是利用我司開(kāi)發(fā)的特種吸附材料的吸附性能，對(duì)廢水中COD進(jìn)行選擇性吸附并富集到吸附材料中，吸附出水無(wú)色
吸附飽和后，利用特定的脫附劑對(duì)吸附材料進(jìn)行脫附處理，使吸附材料得以再生并重新繼續(xù)吸附，如此不斷循環(huán)進(jìn)行
與其他處理方法相比，海普優(yōu)勢(shì)如下：
1.高效去除廢水中的有機(jī)物和有色物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)中水回用；
2.特種吸附材料具有高吸收容量和高濃縮比，設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)用低；
3.自動(dòng)化控制，操作方便，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)
海普特種吸附劑及配套的吸附法在在解決印染企業(yè)廢水處理難題的同時(shí)，減少了廢水委外處理的費(fèi)用和補(bǔ)加新水的費(fèi)用，更有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值
3、結(jié)論
盡管用物理法、化學(xué)法和生化法作為基本處理單元處理某些染料廢水可以取得一定的處理效果。但迄今為止，染料廢水仍是較難治理的工業(yè)廢水之一，既要考慮處理技術(shù)的先進(jìn)性，又要考慮基建投資和運(yùn)行費(fèi)用等方面的可行性。因而促使染料廢水處理技術(shù)主要集中在以下4個(gè)方面：高效性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、清潔性。
