Hvorfor er trykking og farging av avløpsvann vanskelig å behandle? Sammendrag av behandlingsteknologier

Trykking og farging av avløpsvann refererer til avløpsvannet som slippes ut under forbehandling, farging, trykking og etterbehandling av bomull, ull, hamp, silke, kjemisk fiber eller blandede produkter. Trykke- og fargeindustrien er en viktig vannforbrukende sektor i tekstilindustrien, med vann som fungerer som et medium gjennom hele trykke- og fargeprosessen.

 

I. Water Kvalitet og Quantitetsegenskaper ved trykking og farging av avløpsvann

 

På grunn av de komplekse trykke- og fargingsprosessene og bruken av et bredt utvalg av kjemikalier som fargestoffer, størrelser og hjelpemidler, er trykk- og fargingsvann preget avstort volum, høyt innhold av organisk forurensning, dyp farge, høy alkalitet og store vannkvalitetssvingninger, noe som gjør det til en type industrielt avløpsvann som er vanskelig å behandle.

 

1. Hovedforurensninger og sammensetning av trykking og farging av avløpsvann

Trykking og farging av avløpsvann inneholder fargestoffer, størrelser, hjelpestoffer, oljer, syrer og alkalier, fiberurenheter, sand og uorganiske salter. Blant dem inneholder fargestoffer nitro, aminoforbindelser og tungmetaller som kobber, krom, sink og arsen, som er svært biologisk giftige og forårsaker alvorlig forurensning.

Fargestoffer er hovedkilden til forurensninger i avløpsvann, med ulike typer og varierende biologisk nedbrytbarhet.

Hjelpemidler er en annen viktig kilde, inkludert overflateaktive midler, metallkompleksdannende midler, etc., som er klassifisert i fukte- og penetreringsmidler, emulgerings- og dispergeringsmidler, skumdempere, fikseringsmidler, harpiksetterbehandlingsmidler, flammehemmende og antistatiske midler, etc.

En liten mengde olje fra skure- og etterbehandlingsprosesser er også tilstede, med lavt innhold og minimal innvirkning på vannkvaliteten.

 

2. Kilder og vannkvalitet/kvantitetsegenskaper ved trykking og farging av avløpsvann

Trykking og farging av avløpsvann er en blandet strøm fra prosessene ovenfor, som inneholder forurensninger som råstoff, smuss, fett, tilsatte størrelser, fargestoffer, overflateaktive stoffer, hjelpestoffer og syrer/alkalier. Avløpsvann genereres i alle trinn av trykking og farging:

Forbehandling (singeing, desizing, skuring, bleking, mercerizing): avliming av avløpsvann, skuring av avløpsvann, bleking av avløpsvann, mercerizing avløpsvann

Farging: farging av avløpsvann

Utskrift: utskrift av avløpsvann og såping av avløpsvann

Etterbehandling: etterbehandling av avløpsvann

 

3. Vannkvalitetsegenskaper til avløpsvann fra forskjellige trykk- og fargeprodukter

Avløpsvannkvaliteten varierer med fiberråvarer, produkttyper, produksjonsprosesser, farge-/hjelpetyper, prosesseringsmetoder og skyllefrekvens. Basert på fiberråvarer er tekstiltrykk og farging delt inn i bomullsfarging, ullfarging, silkefarging og hampfarging.

 

II. Utslippsstandarder for trykking og farging av avløpsvann

 

Utslippsstandarden for trykking og farging av avløpsvann erUtslippsstandard for vannforurensninger for tekstilfarging og etterbehandlingsindustri (GB4287-1992).

Kategori I: Skadelige stoffer som samler seg i miljøet eller organismer og har langsiktig-påvirkning på menneskers helse (med spesifiserte maksimalt tillatte utslippskonsentrasjoner).

 

 

Kategori II: Skadelige stoffer med mindre-påvirkning på lang sikt (med spesifiserte maksimalt tillatte utslippskonsentrasjoner).

 

 

III. Behandlingsteknologier for trykking og farging av avløpsvann

 

De viktigste behandlingsmetodene inkludererfysisk behandling, kjemisk behandling, fysisk-kjemisk behandling, biologisk behandling og alkalireduksjonsbehandling. Biologisk behandling er primærmetoden, ofte kombinert med andre forbehandlingsteknologier.

 

1. Fysisk behandling

 

(1) Membranseparasjon

Som en høy-separasjonsteknologi bruker membranseparering den selektive permeabiliteten til biologiske membraner for å separere, konsentrere og gjenvinne forurensninger fra avløpsvann.

Fordeler: ingen kjemisk tilsetning, ingen sekundær forurensning, enkel betjening, lavt energiforbruk, resirkulerbare salter og fargestoffer, gjenbrukbart behandlet vann.

Applications: ultrafiltration (UF) and reverse osmosis (RO) for dye wastewater; decolorization rate 95%–98%, COD₍Cr₎ removal 60%–90%, dye recovery >95%.

Nanofiltration (NF): high energy consumption and membrane fouling under high pressure (>1,0 MPa); nedsenket filtrering forbedrer effektiviteten og sparer energi.

 

Fysisk behandling med høy-energi

Høye-partikkelstråler bombarderer vann for å generere svært reaktive ·OH-radikaler og H-atomer, som bryter ned organisk materiale.

Fordeler: høy organisk fjerningshastighet, lite fotavtrykk, enkel betjening.

Ulemper: dyrt utstyr, høye tekniske krav, høyt energiforbruk, lav energieffektivitet.

Gjennombrudd: Det første demonstrasjonsprosjektet for elektronstrålebestråling for trykking og farging av avløpsvann ble bygget i Jinhua, Zhejiang i mars 2017.

 

Ultralydteknologi

Ultralyd bryter ned ildfaste organiske forurensninger ved å kombinere avanserte oksidasjons-, forbrennings- og superkritiske vannoksidasjonsfunksjoner.

Mekanisme: Ultralydkavitasjon bryter organiske bindinger og akselererer flokkulering, reduserer farge, COD og anilin.

Status: Det meste av forskningen forblir på laboratoriestadiet.

 

2. Fysisk-kjemisk behandling

 

(1) Adsorpsjon

Egnet for avansert behandling av lav-konsentrasjon av trykk- og fargingsvann, med lav investering og enkel betjening. Adsorbenter inkluderer bl.a.aktivert karbon, makroporøs adsorpsjonsharpiks, kaolin, diatomitt og kullslagg.

Aktivert karbon: sterk adsorpsjon for vann-løselige fargestoffer, men dyrt og vanskelig å regenerere.

Makroporøs harpiks: god stabilitet, enkel regenerering, effektiv for aromatiske sulfonater og naftoler.

Lave-adsorbenter (kaolin, kullslag): god avfarging, men stor slamproduksjon.

 

 

Koagulasjon

Inkludert nedbør og luftflotasjon, mye brukt i små og mellomstore-bedrifter for lave kostnader, stor kapasitet og høy avfarging. Vanlige koagulanter: aluminiumsulfat, aluminiumklorid, jernsulfat, polyaluminiumklorid (PAC), polyjernsulfat (PFS), polyakrylamid (PAM).

Effektiv for hydrofobe fargestoffer (svovel, kar, disperse fargestoffer), men dårlig for hydrofile fargestoffer.

Ulemper: Følsom for endringer i vannkvaliteten, lite COD-fjerning, stort og vanskelig-å-avvannsslam.

 

3. Kjemisk behandling

 

(1) Kjemisk oksidasjon

Ødelegger fargestoffkromoforer ved å bruke ozon, Fenton-reagens, klor eller natriumhypokloritt.

Ozonering: god avfarging, ingen slam, men høy kostnad, dårlig for uløselige fargestoffer, lav COD-fjerning.

Fenton-oksidasjon: ·OH fra H2O2/Fe2+ bryter fargekjeder; kombinert med koagulasjon; forsterket av UV/oksalat.

 

Fotokjemisk oksidasjon

Inkludert fotolyse, fotosensibilisert oksidasjon, foto-initiert oksidasjon og fotokatalytisk oksidasjon (mest studert).

Katalysatorer: Ti02, CdS, Fe203, WO3; TiO₂ er ideell for stabilitet, ikke-toksisitet og lave kostnader.

Fordeler: milde forhold, sterk oksidasjon, fullstendig mineralisering; ulemper: høy investering og energiforbruk, dårlig for høy-konsentrasjon av avløpsvann.

 

Oxidasjon av våt luft (WAO)

Oksiderer organiske stoffer ved høy temperatur (125–320 grader) og høyt trykk (0,5–20 MPa).Superkritisk vannoksidasjon (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >99 % organisk fjerning på 60 s, rask og effektiv.

 

(2) Elektrolyse

Konverterer forurensninger til ufarlige stoffer via elektrodereaksjoner; kostnad redusert med kraftutbygging.

Intern elektrolyse av jern-: danner galvaniske celler for å generere Fe²⁺/Fe³⁺ flokker og aktive [H]/[O], avfarger og forbedrer biologisk nedbrytbarhet.

Elektrokatalytisk oksidasjon: genererer ·OH, O₃, H₂O₂ for å fullstendig mineralisere organiske stoffer, egnet for høy-forbehandling av avløpsvann.

 

4. Biologisk behandling

 

Delt inn iaerobe, anaerobe og anaerobe-aerobe kombinerte prosesser; aerob behandling dominerer i Kina.

Aerobic: høy COD/BOD₅-fjerning, dårlig avfarging.

Anaerob: høy avfarging, lavt slamutbytte, utvinnbar metan.

 

--Aerob biologisk behandling

1. Aktivert slamprosess: lav investering, god organisk fjerning, delvis avfarging.
2. SBR: tids-basert pluggstrøm og romlig fullstendig blanding, potensial for ildfaste organiske stoffer.
3. Biofilmprosess: høyere avfarging enn aktivert slam; inkluderer kontaktoksidasjon og biologiske filtre.
4. Biologisk kontaktoksidasjon: kombinerer aktivert slam og biofilm fordeler, lite slam, enkel betjening.
5. MBR: integrerer aktivert slam og membranseparasjon, beholder ildfaste organiske stoffer, gjenbrukbart vann.

 

--Anaerob biologisk behandling

1. Anaerobt biofilter: høy mikrobiell konsentrasjon, lang slamretensjon, følsom for temperatur.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90 % COD/fargefjerning.
3. ABR: baffelstruktur, anaerob i flere-trinn, ingen tilstopping, enkel oppstart.
4. Anaerob fluidisert seng: kort HRT, høy belastning, lite fotavtrykk.
5. IC-reaktor: dobbel UASB-struktur, høy volumbelastning, sterk støtmotstand.
6. Hydrolyse Forsuring: stopper ved hydrolyse/forsuring, forbedrer biologisk nedbrytbarhet, lav COD-fjerning (40%–50%).

 

--Anaerobe-Aerobe kombinerte prosesser

1. Kombinerer fordelene med anaerob og aerob behandling; typiske prosesser:
2. Anaerob-aerob-biologisk karbonkontakt
3. Anaerob-aerob biologisk roterende skive
4. Hydrolyseforsuring-aerob

 

IV. Ny biologisk behandlingsteknologi for trykking og farging av avløpsvann

 

1. Bioaugmentation Technology

Legger til svært effektive nedbrytende stammer (f.eks. hvit-råtesopp) for å forbedre fjerning av forurensninger. Hvit-råtesopp produserer ligninperoksidase og manganperoksidase for bred-fargeavfarging.

 

2. Immobilisert mikroorganismeteknologi

Fikserer mikrober på bærere for høy aktivitet og stabilitet, høyere effektivitet enn suspenderte systemer, mindre slam.

 

3. Vanskelighetsgrad: Behandling av avløpsvann for alkalireduksjon

Alkalireduksjon hydrolyserer polyesterfibre for å simulere silke; avløpsvann inneholder høye konsentrasjoner av tereftalsyre, etylenglykol og oligomerer.

Egenskaper: høy COD₍Cr₎, høy alkalitet, dårlig biologisk nedbrytbarhet.

Behandling: syreutfelling + elektrokatalytisk oksidasjon + salt-tolerant bakterienedbrytning + multi- katalytisk oksidasjon.

 

4. Typisk trykking og farging av avløpsvannbehandlingsprosess

Gitter → Reguleringstank (lufting for homogenisering) → Fakultativ/hydrolysetank for forsuring (forbedrer biologisk nedbrytbarhet) → Kontaktoksidasjonstank → Flokkuleringstank → Sedimentasjonstank → Desinfeksjon → Utslipp; slam tyknes og avvannes.

 

5. Behandle saker etter produkttype

 

Bomullsvevd/strikket farging av avløpsvann

Vevd bomull: lengre prosess, høyere belastning; regulering (6–8 timer), hydrolyseforsuring (4–10 timer), kontaktoksidasjon (8–10 timer).

Strikket bomull: ingen størrelse, lavere organisk belastning, kortere prosess.

Silkefarging avløpsvann

Naturlig silke degumming: høy-konsentrasjon biologisk nedbrytbart avløpsvann; behandlet med UASB + aerobic + koagulasjon.

 

 

Naturlig silkefarging: ligner på ullfarging; biologisk behandling er effektiv.

Polyestersimulert silke: avløpsvann for alkalireduksjon krever separat forbehandling.

 

Ullskuring avløpsvann

Høy-konsentrasjon organisk avløpsvann med ullfett; prosess: rutenett → gruskammer → regulering → koagulasjonsluftflotasjon → hydrolyseforsuring → anaerob gjæring → aerob → koagulering; ullfett er resirkulerbart.

 

Ull Tekstilfarging Spillvann

God biologisk nedbrytbarhet (B/C ≈ 0,3–0,4), vann-løselige fargestoffer; prosess: rutenett → regulering → hydrolyseforsuring → kontaktoksidasjon → BAF → koagulering/fotokjemisk oksidasjon.

 

Hampfarging av avløpsvann

Degumming av hamp: høy-konsentrasjon av alkalisk organisk avløpsvann; behandlet med anaerob + aerob + koagulasjon/fotokjemisk oksidasjon.

Farging av hamp: ligner på bomullsfarging, justerbare parametere.