Zakaj je odpadno vodo tiskanja in barvanja težko očistiti? Povzetek tehnologij zdravljenja

Odpadna voda tiskanja in barvanja se nanaša na odpadno vodo, ki se izpušča med postopki predobdelave, barvanja, tiskanja in končne obdelave bombaža, volne, konoplje, svile, kemičnih vlaken ali mešanih izdelkov. Tiskarska in barvalna industrija je sektor,-ki v tekstilni industriji močno porabi vodo, pri čemer voda deluje kot medij v celotnem procesu tiskanja in barvanja.

 

I. WatKakovost in kakovostZnačilnosti odpadne vode pri tiskanju in barvanju

 

Zaradi zapletenih postopkov tiskanja in barvanja ter uporabe najrazličnejših kemikalij, kot so barvila, lepila in pomožna sredstva, je za odpadne vode tiskanja in barvanja značilno,velik volumen, visoka vsebnost organskih onesnaževal, globoka barva, visoka alkalnost in velika nihanja kakovosti vode, zaradi česar je vrsta industrijske odpadne vode, ki jo je težko očistiti.

 

1. Glavna onesnaževala in sestava odpadne vode pri tiskanju in barvanju

Odpadna voda tiskanja in barvanja vsebuje barvila, lepila, pomožne snovi, olja, kisline in alkalije, nečistoče iz vlaken, pesek in anorganske soli. Med njimi barvila vsebujejo nitro, amino spojine in težke kovine, kot so baker, krom, cink in arzen, ki so zelo biološko strupene in povzročajo močno onesnaženje.

Barvila so glavni vir onesnaževal v odpadnih vodah, različnih vrst in različno biološko razgradljivih.

Pomožna sredstva so še en pomemben vir, vključno s površinsko aktivnimi sredstvi, sredstvi za kompleksiranje kovin itd., ki so razvrščena v sredstva za vlaženje in penetracijo, sredstva za emulgiranje in dispergiranje, sredstva za odstranjevanje pene, sredstva za fiksiranje, sredstva za končno obdelavo s smolo, sredstva za zaviranje gorenja in antistatična sredstva itd.

Prisotna je tudi majhna količina olja iz postopkov čiščenja in končne obdelave, z nizko vsebnostjo in minimalnim vplivom na kakovost vode.

 

2. Viri in značilnosti kakovosti vode/količine odpadne vode pri tiskanju in barvanju

Odpadna voda tiskanja in barvanja je mešani tok iz zgornjih procesov, ki vsebuje onesnaževalce, kot so umazanija iz surovin, maščobe, dodana polnila, barvila, površinsko aktivne snovi, pomožne snovi in ​​kisline/alkalije. Odpadna voda nastaja v vsaki fazi tiskanja in barvanja:

Predobdelava (pekanje, razkajanje, čiščenje, beljenje, mercerizacija): odpadna voda za razkajanje, odpadna voda za čiščenje, odpadna voda za beljenje, odpadna voda za mercerizacijo

Barvanje: barvanje odpadne vode

Tisk: tiskanje odpadnih voda in milovanje odpadnih voda

Dodelava: dodelava odpadne vode

 

3. Značilnosti kakovosti vode odpadne vode iz različnih izdelkov za tiskanje in barvanje

Kakovost odpadne vode se razlikuje glede na surovine vlaken, vrste izdelkov, proizvodne procese, vrste barvil/pomožnih sredstev, metode predelave in pogostost izpiranja. Glede na surovine vlaken se tiskanje in barvanje tekstila deli na barvanje bombaža, barvanje volne, barvanje svile in barvanje konoplje.

 

II. Standardi odvajanja odpadne vode pri tiskanju in barvanju

 

Norma izpusta odpadne vode pri tiskanju in barvanju jeStandard izpusta onesnaževal vode za tekstilno barvanje in končno industrijo (GB4287-1992).

I. kategorija: Škodljive snovi, ki se kopičijo v okolju ali organizmih in dolgoročno -vplivajo na zdravje ljudi (z določenimi največjimi dovoljenimi koncentracijami izpustov).

 

 

Kategorija II: Škodljive snovi z manj-dolgoročnimi vplivi (z določenimi največjimi dovoljenimi koncentracijami izpustov).

 

 

III. Tehnologije čiščenja za tiskanje in barvanje odpadne vode

 

Glavne metode zdravljenja vključujejofizikalna obdelava, kemična obdelava, fizikalno-kemijska obdelava, biološka obdelava in alkalna redukcija. Biološka obdelava je primarna metoda, pogosto kombinirana z drugimi tehnologijami predobdelave.

 

1. Fizična obravnava

 

(1) Membransko ločevanje

Kot visoko{0}}učinkovita tehnologija ločevanja membransko ločevanje uporablja selektivno prepustnost bioloških membran za ločevanje, koncentriranje in pridobivanje onesnaževal iz odpadne vode.

Prednosti: brez kemičnih dodatkov, brez sekundarnega onesnaženja, preprosto upravljanje, nizka poraba energije, soli in barvila, ki jih je mogoče reciklirati, obdelana voda za večkratno uporabo.

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); potopljena filtracija izboljša učinkovitost in prihrani energijo.

 

Visok{0}}energetski fizični tretma

Visok{0}}žarki delcev bombardirajo vodo, da ustvarijo visoko reaktivne ·OH radikale in atome H, ki razgrajujejo organsko snov.

Prednosti: visoka stopnja organskega odstranjevanja, majhen odtis, enostavno upravljanje.

Slabosti: draga oprema, visoke tehnične zahteve, velika poraba energije, nizka energetska učinkovitost.

Preboj: Prvi predstavitveni projekt obsevanja z elektronskim žarkom za tiskanje in barvanje odpadne vode je bil zgrajen marca 2017 v Jinhua, Zhejiang.

 

Ultrazvočna tehnologija

Ultrazvok razgrajuje ognjevzdržna organska onesnaževala s kombiniranjem funkcij napredne oksidacije, sežiganja in superkritične oksidacije vode.

Mehanizem: ultrazvočna kavitacija razbije organske vezi in pospeši flokulacijo, zmanjša barvo, KPK in anilin.

Stanje: Večina raziskav ostaja v laboratorijski fazi.

 

2. Fizikalno-kemijska obdelava

 

(1) Adsorpcija

Primerno za napredno čiščenje odpadne vode pri tiskanju in barvanju z nizko-koncentracijo, z nizkimi naložbami in preprostim delovanjem. Adsorbenti vključujejoaktivno oglje, makroporozna adsorpcijska smola, kaolin, diatomit in premogov pepel.

Aktivno oglje: močna adsorpcija za -vodotopna barvila, vendar draga in jih je težko obnoviti.

Makroporozna smola: dobra stabilnost, enostavna regeneracija, učinkovita za aromatske sulfonate in naftole.

Poceni-adsorbenti (kaolin, premogov pepel): dobro razbarvanje, vendar velika proizvodnja blata.

 

 

koagulacija

Vključno s padavinami in zračno flotacijo, ki se pogosto uporablja v malih in srednje-velikih podjetjih za nizke stroške, veliko zmogljivost in visoko razbarvanje. Pogosti koagulanti: aluminijev sulfat, aluminijev klorid, železov sulfat, polialuminijev klorid (PAC), poliferi sulfat (PFS), poliakrilamid (PAM).

Učinkovito za hidrofobna barvila (žveplova, kadna, disperzna barvila), slabo pa za hidrofilna barvila.

Slabosti: občutljivost na spremembe kakovosti vode, nizka odstranitev KPK, veliko blato, ki ga je težko -od-odvodniti.

 

3. Kemična obdelava

 

(1) Kemična oksidacija

Uniči kromofore barvil z uporabo ozona, Fentonovega reagenta, klora ali natrijevega hipoklorita.

Ozoniranje: dobro razbarvanje, brez blata, vendar visoki stroški, slabo za netopna barvila, nizka odstranitev KPK.

Fentonova oksidacija: ·OH iz H₂O₂/Fe²⁺ prekine barvne verige; v kombinaciji s koagulacijo; okrepljen z UV/oksalatom.

 

Fotokemična oksidacija

Vključno s fotolizo, fotosenzibilizirano oksidacijo, foto{0}}iniciirano oksidacijo in fotokatalitično oksidacijo (najbolj razširjeno).

Katalizatorji: TiO₂, CdS, Fe₂O3, WO3; TiO₂ je idealen za stabilnost, ne{0}}strupenost in nizke stroške.

Prednosti: blagi pogoji, močna oksidacija, popolna mineralizacija; slabosti: velika naložba in poraba energije, slabo za visoko{0}}koncentrirano odpadno vodo.

 

Oksidacija z mokrim zrakom (WAO)

Oksidira organske snovi pri visoki temperaturi (125–320 stopinj) in visokem tlaku (0,5–20 MPa).Superkritična vodna oksidacija (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >99 % organske odstranitve v 60 s, hitro in učinkovito.

 

(2) elektroliza

Pretvori onesnaževala v neškodljive snovi z elektrodnimi reakcijami; znižanje stroškov z razvojem moči.

Notranja elektroliza železa-ogljika: tvori galvanske člene za ustvarjanje kosmičev Fe²⁺/Fe³⁺ in aktivni [H]/[O], razbarva in izboljša biorazgradljivost.

Elektrokatalitična oksidacija: ustvarja ·OH, O₃, H₂O₂ za popolno mineralizacijo organskih snovi, primerno za predobdelavo odpadne vode z visoko-koncentracijo.

 

4. Biološka obdelava

 

Razdeljen naaerobni, anaerobni in anaerobni-aerobni kombinirani procesi; na Kitajskem prevladuje aerobna terapija.

Aerobno: visoka COD/BOD₅ odstranitev, slabo razbarvanje.

Anaerobno: močno razbarvanje, nizek izkoristek blata, obnovljiv metan.

 

--Aerobno biološko zdravljenje

1. Postopek z aktivnim blatom: nizka investicija, dobro organsko odstranjevanje, delno razbarvanje.
2. SBR: časovno-temeljen pretok čepa in prostorsko popolno mešanje, potencial za ognjevzdržne organske snovi.
3. Postopek biofilma: večja razbarvanost kot aktivno blato; vključuje kontaktno oksidacijo in biološke filtre.
4. Biološka kontaktna oksidacija: združuje prednosti aktivnega blata in biofilma, malo blata, enostavno upravljanje.
5. MBR: združuje aktivno blato in ločevanje membrane, zadržuje ognjevzdržne organske snovi, vodo za večkratno uporabo.

 

--Anaerobna biološka obdelava

1. Anaerobni biofilter: visoka koncentracija mikrobov, dolgo zadrževanje blata, občutljivo na temperaturo.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90 % COD/odstranitev barve.
3. ABR: pregradna struktura, več-stopenjski anaerobni, brez zamašitev, enostaven zagon.
4. Anaerobna fluidizirana postelja: kratek HRT, visoka obremenitev, majhen odtis.
5. IC reaktor: dvojna struktura UASB, velika prostorninska obremenitev, močna odpornost na udarce.
6. Hidroliza Nakisanje: ustavi hidrolizo/zakisljevanje, izboljša biorazgradljivost, nizko odstranjevanje KPK (40%–50%).

 

--Anaerobni-aerobni kombinirani procesi

1. Združuje prednosti anaerobnega in aerobnega zdravljenja; tipični procesi:
2. Anaerobni-aerobni-biološki stik z ogljikom
3. Anaerobni-aerobni biološki vrtljivi disk
4. Hidroliza zakisanje-aerobno

 

IV. Nove tehnologije biološkega čiščenja odpadne vode pri tiskanju in barvanju

 

1. Tehnologija bioaugmentacije

Doda zelo učinkovite razgradne seve (npr. glive bele-trohnobe) za izboljšanje odstranjevanja onesnaževal. Glive bele-trohnobe proizvajajo lignin peroksidazo in manganovo peroksidazo za razbarvanje -barvila širokega spektra.

 

2. Tehnologija imobiliziranih mikroorganizmov

Fiksira mikrobe na nosilce za visoko aktivnost in stabilnost, večjo učinkovitost kot viseči sistemi, manj blata.

 

3. Težavnost: Čiščenje odpadne vode za redukcijo alkalij

Alkalna redukcija hidrolizira poliestrska vlakna za simulacijo svile; odpadna voda vsebuje visoke koncentracije tereftalne kisline, etilen glikola in oligomerov.

Lastnosti: visoka COD₍Cr₎, visoka alkalnost, slaba biorazgradljivost.

Obdelava: kislo obarjanje + elektrokatalitična oksidacija + razgradnja-bakterij, tolerantnih na soli + več-učinkovna katalitična oksidacija.

 

4. Tipičen postopek čiščenja odpadne vode pri tiskanju in barvanju

Mreža → Regulacijski rezervoar (prezračevanje za homogenizacijo) → Fakultativni/hidrolizni rezervoar za nakisanje (izboljša biorazgradljivost) → Kontaktni oksidacijski rezervoar → Flokulacijski rezervoar → Sedimentacijski rezervoar → Dezinfekcija → Izpust; blato se zgosti in odstrani vodo.

 

5. Obdelajte primere po vrsti izdelka

 

Odpadna voda za barvanje bombažnih tkanin/pletenin

Bombažna tkanina: daljši postopek, večja obremenitev; regulacija (6–8 h), hidroliza kisanje (4–10 h), kontaktna oksidacija (8–10 h).

Bombažno pletenino: brez kleščenja, nižja organska obremenitev, krajši postopek.

Odpadne vode za barvanje svile

Degumiranje naravne svile: biorazgradljiva odpadna voda z visoko-koncentracijo; zdravljena z UASB + aerobna + koagulacija.

 

 

Naravno barvanje svile: podobno barvanju volne; biološko zdravljenje je učinkovito.

Poliestrska simulacija svile: odpadna voda zaradi zmanjšanja alkalij zahteva ločeno predobdelavo.

 

Odpadne vode za čiščenje volne

Visoko{0}}koncentrirana organska odpadna voda z volneno maščobo; proces: rešetka → komora za pesek → regulacija → koagulacija zračna flotacija → hidroliza kisanje → anaerobna fermentacija → aerobna → koagulacija; volneno mast je mogoče reciklirati.

 

Odpadne vode za barvanje tekstila iz volne

Dobra biorazgradljivost (B/C ≈ 0,3–0,4), vodo-topna barvila; proces: mreža → regulacija → hidroliza nakisanje → kontaktna oksidacija → BAF → koagulacija/fotokemična oksidacija.

 

Odpadne vode za barvanje konoplje

Degumiranje konoplje: alkalna organska odpadna voda z visoko-koncentracijo; obdelan z anaerobno + aerobno + koagulacijo/fotokemično oksidacijo.

Barvanje konoplje: podobno kot pri barvanju bombaža, nastavljivi parametri.