水处理原理——刘璐瑶讲义

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学科专业：XXXXXXXXX指导教师：XXX教授研究生：XXX天津大学XX毕业答辩纺织印染工业废水处理班级：研1510班姓名：刘璐瑶学号：2150420050第一页，共三十二页。

1内容工业废水的处理方法工业废水的清洁生产工业废水的来源纺织印染生产工艺绪论第二页，共三十二页。

2绪论1方法：以山西省涑水河为例，基于河流分段和分季节原则，在传统水环境容量计算模型的基础上，利用速水和现有资料，构建速水河水环境容量计算模型与神经网络预测模型。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纺织印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/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纺织印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的纺织印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。第三页，共三十二页。

3纺织印染生产工艺2棉纺织产品主要是由棉花或棉花与化学纤维混合后经过纺纱、染色(或印花)、整理等工序生产出的产品。有纯棉(白坯布、漂白布、染色布、印花布)产品和棉混织产品(白坯布、漂白布、染色布、印花布)。棉混纺织产品中化学纤维所占比例较大(一般均超过棉花的数量)。棉及棉混纺织产品可分为薄型织物(普通白布及染色布)及厚型织物(绒布、灯芯绒布)两种。根据织造方式的不同，棉及棉混纺织产品可分为机织产品(由经纱和纬纱相互交错而织成的产品)和针织产品(由针将纱线钩成线圈，再将线圈相互串套而成的织物产品)，除了染色前处理过程略有不同之外，其染色及印花工艺基本相同。第四页，共三十二页。

4工业废水来源3棉纺织工业废水主要来自染整工段，包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等。织造工段废水排放较少。第五页，共三十二页。

53.1退浆废水棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除。退浆废水一般占废水总量的15％左右，污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水，pH值为12左右，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水呈淡黄色。第六页，共三十二页。

6退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异：过去多用天然淀粉浆料，淀粉浆料的BOD5／CODcr值为0.3—0.5；目前使用较多的化学浆料(如聚乙烯醇PVA)的BOD5／CODcr比值为0.1左右；近年来改性淀粉逐渐有取代化学浆料的趋势，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5／CODcr比值为0.5—0.8。第七页，共三十二页。

73.2煮炼废水为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。煮炼工艺一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等的水溶剂，在120℃、pH值10—13的条件下对棉纤维进行煮炼。煮炼废水量大，呈强碱性，含碱浓度约0.3％，废水呈深褐色，BOD5和CODcr均高达每升数千毫克。第八页，共三十二页。

83.3漂白废水漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢(双氧水)、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有色杂质，使织物漂白。由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分氯又在漂白过程中被分解，所以漂白废水的特点是量虽大，但污染程度小，BOD5和CODcr浓度均较低，基本上属于清洁废水，可直接排放或循环使用。第九页，共三十二页。

93.4染色废水染色废水的特点是水质变化大，色泽深，主要的污染源是染料和助剂。不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。一般染色废水的碱性都强，特别当采用硫化染料和还原染料时，pH值高达10以上。染料本身的BOD均较低，COD却要高得多。染色废水中的许多物质不易被生物分解，生物处理对印染废水的COD去除率仅为60％—70％，脱色率也仅50％左右。第十页，共三十二页。

103.5印花废水印花废水污染物主要来自调色、印花滚筒、印花筛网的冲洗水，以及后处理的皂洗、水洗、洗印花衬布的废水。印花废水的污染程度很高。此外活性染料应用大量尿素，使印花废水的氨氮含量升高。(用尿素作助溶剂,染料容易溶解)第十一页，共三十二页。

11工业废水的清洁生产4根据棉纺印染各加工工段所使用的化学品种类，可以了解相应排放废水的水质及其成分，这是选择废水处理方法的依据，更是找寻工艺改革、清污分流、原料再利用等一系列清洁生产方式的重要依据。许多成功的实例说明，结合生产工艺的改革，可以杜绝原料的流失和浪费，而很大程度上减轻后续废水处理的难度。同一种废水处理方法，其处理效果因印染加工工艺采用不同的化学品(尤其是采用不同的浆科和染料)而相差极为悬殊。对于同一种纤维原料，所使用的化学品成分决定了废水的性质。第十二页，共三十二页。

12在回收利用方面，可按水质特点分别回收利用。漂炼废水和染色印花废水要分流，漂炼废水可对流洗涤，一水多用。又如碱液回收利用，丝光工序的淡碱液可用作循环冲洗，还可用于调配煮炼液，煮炼废碱液又可用于退浆，达到多次重复使用。并可根据碱液量的大小，采用适当手段回收碱。再如染料回收，士林染料及硫化染料可分别酸化后通过沉淀过滤法回收，还原染料和分散染料可用超过滤法回收。废水经过回收染料后，可减少色度85％，减少硫化物90％。第十三页，共三十二页。

13工业废水的治理方法5国内棉及棉纺织物染色废水多采用以好氧处理为主的处理工艺。纯棉织物染色废水采用生物处理效果较好。棉混纺织物染色废水及纯化纤织物染色废水的处理效果较差。针织产品因无退浆废水，其废水的生物处理效果比同种机织产品废水处理效果好。棉纺工业废水经生物处理后一般达不到排放标准，通常在生物处理装置后还串联不同型式的化学处理装置作进一步处理。第十四页，共三十二页。

14印染行业染色废水COD、BOD、色度等污染物通过生化处理达标排放是有可能的。综合各种技术条件，生物流化床、接触氧化和表曝应优先选用的，可以根据各个工厂的具体条件选用处理方案。一般认为：当废水量较小时(小于500m3／d)，选用接触氧化—混凝沉淀；废水量较大(大于500m3／d)时为节省占地面积，建议选用生物流化床—混凝沉淀。棉纺印染废水的处理，总体处理流程除采用前述的几种典型流程之外，对具体排放对象的水质特点还应采取一些专项治理技术，如碱度、色度以及某些有毒物质的去防。第十五页，共三十二页。

155.1碱度的去除印染废水的pH值往往高达11以上，如直接用酸中和，费用很大。如能利用排出废水本身酸、碱度的不均匀性，设置调节池，保证一定的匀质时间，以达到一定要求的pH值是常用的经济办法。下图为某印染厂废水pH值变化图，可以看出利用调节池能够起到平抑pH峰值的作用。第十六页，共三十二页。

16还有许多印染厂采用烟道废气中和碱性废水。用烟道气处理碱性废水既降低废水的pH值，又消除烟道气中尘粒、SO2、CO2对大气的污染。烟道气处理碱性废水时，一般pH值能从11—12降到8—9。第十七页，共三十二页。

175.2色度的去除棉纺印染工艺中大量使用染料。一般来说，棉纺印染厂所使用的染料种类比较多，染色加工过程中10％—20％的染料进入废水中，使得印染废水色度很深、成分复杂。对各种染料性质的了解有助于选择处理方式。(1)直接染料直接染料大多数是芳香族化合物的硝酸钠盐，大多属于偶氮染料，为亲水性染料。芳香族的BOD/COD值为0.53—0.84。活性污泥对直接染料具有较高的吸附作用，属于亲水性染料的脱色效果好，脱色速度快。（这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、毛等各种纤维上而得名。它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度）第十八页，共三十二页。

18(2)还原染料还原染料是疏水性染料。还原染料主要有蒽醌型和硫靛型两种结构。属于疏水性的染料，脱色速度馒，但活性硅藻土对其有较好的脱色效果(硫酸铝不能使蒽醌染料废水脱色)。还原染料的碱性很强，pH＞10。(3)纳夫妥染料为疏水性染料，活性硅藻土对这种染料有较好的脱色效果。(4)硫化染料为疏水性染料。硫化染料含有硫化合物，生物处理对其废水中硫化物的允许浓度是10—15mg/L。硫化染料占比例较大的废水，可采取预曝气、预沉淀(或投加混凝剂)等方法先除去部分硫化物并使还原性物质预先氧化掉。活性硅藻土对硫化染料有较好脱色效果。第十九页，共三十二页。

19(5)活性染料为亲水性染料。活性染料虽为亲水性染料，但活性污泥对其吸附作用很小．硅藻土对它的脱色效果亦差。(6)酸性染料为亲水性染料。酸性染料溶解度大，导致活性污泥对它的吸附作用很低。(7)酸性媒染染料具有酸性染料的基本结构，含磺酸基等水溶性基因，对羊毛有亲和力，同时还含有能和金属原子络合的羟基团，羟基团和金属媒染剂（常用的有重铬酸钠和重铬酸钾（俗称红矾钠和红矾钾）。这类染料的耐晒、耐洗牢度较酸性染料好，但色泽较为深暗，主要用于羊毛染色。第二十页，共三十二页。

20(8)金属络合染料活性炭吸附法对金属络合染料废水无效。臭氧法不能用于处理络合染料废水，否则反而生成六价铬离子，增加水的毒性。(9)分散染料分散染料是一种不含水溶性磺酸基团的疏水性较强的非离子性染料。分散性染料废水采用混凝法效果较好。活性污泥对它有一定的吸附作用。第二十一页，共三十二页。

215.2.1活性炭吸附法活性炭吸附法是目前去除染色废水色度的重要方法之一。活性炭对染料是有选择地进行吸附的，同时活性炭能吸附废水中可溶性有机物质而降低废水的BOD和COD，但对于较高浓度废水则必须结合其他方法一并使用。活性炭对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的废水具有良好的吸附性能；但对硫化染料、还原染料等不溶性染料的废水，由于这些染料的溶解度低，吸附时间需要很长，活性炭对它们几乎完全不能吸附或吸附得很少。下图为活性炭对上述染料的吸附曲线。第二十二页，共三十二页。

22颗粒状活性炭生物活性炭生物活性炭(BAC)法是利用加入的微生物所分泌的外酶渗入到炭的微孔结构，使活性炭所吸附的有机物不断分解成二氧化碳、水或合成新的细胞，最后渗出炭的结构而被去除。活性炭的催化氧化法可大大延长活性炭的再生周期。定期更替失效活性炭可节省昂贵的再生费用。第二十三页，共三十二页。

235.2.2混凝法混凝法是向废水中投加化学混凝剂、助凝剂，由于吸附、微粒间的电荷中和(染料废水通常带有负电荷，金属氢氧化物混凝剂带正电荷)和扩散离子层的压缩等产生的凝聚，形成较粗粒凝聚集，通过沉淀、浮选、过滤方法将它们除掉。混凝法同样可位印染废水达到脱色目的。第二十四页，共三十二页。

24混凝法的缺点是投药量较大，沉渣较多，对于某些染料，例如活性染料等，混凝沉淀较困难，投药量有时高达1000mg/L以上。无机混凝剂(明矾、石灰、硫酸亚铁、三氯化铁等)几乎不能或完全不能去除水溶性染料中相对分子质量小的和不容易形成胶体状的染料，如酸性染料、活性染料、金属络合染料及一部分直接染料。三氯化铁硫酸铝第二十五页，共三十二页。

25混凝法的缺点是投药量较大，沉渣较多，对于某些染料，例如活性染料等，混凝沉淀较困难，投药量有时高达1000mg/L以上。无机混凝剂(明矾、石灰、硫酸亚铁、三氯化铁等)几乎不能或完全不能去除水溶性染料中相对分子质量小的和不容易形成胶体状的染料，如酸性染料、活性染料、金属络合染料及一部分直接染料。第二十六页，共三十二页。

265.2.3活性硅藻土吸附法活性硅藻土在印染废水中既有混凝作用，又有吸附作用，起到良好的脱色效果。通常，活化硅藻土对亲水性染料脱色效果不一，对疏水性染料效果较好。当废水中表面活性剂和均染剂较多时，效果将显著下降。活化1t硅藻土约需0.5t硫酸，故耗酸量较大。日本对浓度为200mg/L的染料液投加500mg/L的活化硅藻土，包括对分散、酸性、纳夫妥、士林、硫化等染料，脱色率均达到90％以上。第二十七页，共三十二页。

275.2.4加压气浮法加压气浮法应用于染色废水的处理具有较好的脱色效果。加压浮选所加压力在(3—5)x105Pa时，空气溶解度约为4％—8％。某棉布印染厂用压力气浮法处理染色废水(处理量44m3/h)，压力罐采用动态型的填充喷洒式(泵后加气)，罐高与罐径之比为3.3，气浮池停留时间为30min，上升流速为4mm／s，气浮池投加400—600mg/L硫酸铝凝聚剂，气浮池出水经滤池过滤。第二十八页，共三十二页。

285.2.5臭氧法臭氧法处理染色废水流程一般有三种情况：①活性炭与臭氧联合法，适用于含泥量极少的废水；②混凝与臭氧联合法，适用于含泥量多、颜色深的废水；③活性污泥与臭氧联合法，适用于原水BOD高或要求处理后BOD较一般低的废水。第二十九页，共三十二页。

29印染厂用生化—臭氧法处理染色废水，色度去除率可达90％以上，效果较好．但耗电量大，处理1m3废水约需1kw·h电，设备费用高。国外认为，臭氧对直接、酸性、碱性、活性等亲水性染料脱色速度快，效果好；对于还原、纳夫妥、氧化、硫化、分散性染料等硫水性染料，则脱色效果较差，臭氧用量大；对于含铬染料废水，反而生成六价铬离子，毒性更强。第三十页，共三十二页。

30敬请老师批评指正谢谢！第三十一页，共三十二页。

31内容总结学科专业：XXXXXXXXX。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异：过去多用天然淀粉浆料，淀粉浆料的BOD5／CODcr值为0.3—0.5。目前使用较多的化学浆料(如聚乙烯醇PVA)的BOD5／CODcr比值为0.1左右。近年来改性淀粉逐渐有取代化学浆料的趋势，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5／CODcr比值为0.5—0.8。烟道气处理碱性废水时，一般pH值能从11—12降到8—9第三十二页，共三十二页。