高色度污水的處理方法及工藝流程
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高色度污水的處理方法及工藝流程
水質(zhì)的色度是對天然水或處理后的各種水進行顏色定量測定時的指標,也是衡量水體干凈與否的一個重要指標,天然水一般呈現(xiàn)淺黃、淺褐或黃綠色,這些顏色主要是動植物死亡、腐化于水中所引起的,主要含有機物、無機物,而工業(yè)廢水或生活污水中的色度則更多的是由于水中存在帶色物質(zhì)所引起的,特別是染料廢水,由水中的可溶性、非可溶性色素在水中分散而使水質(zhì)呈現(xiàn)所帶色素顏色,另外水中存在金屬等帶色物質(zhì)都可能使廢水呈現(xiàn)該金屬顏色,這些廢水的顏色由所含污染物的量決定的色度高低,對于色度的去除,我們一般首先考慮色度的成因,再考慮該色度成因?qū)ι锾幚淼挠绊戇M行工藝的設計,終根據(jù)自身水質(zhì)分析脫色的工藝選取。
一、色度成因分析
根據(jù)引起水體色度的物質(zhì)物理性質(zhì),可以將水體顏色分為表色和真色兩種,表色是指沒有去除水中懸浮物的水體顏色,而真色則是由于水中溶解性物質(zhì)引起來的,也就是去除水中懸浮物后的顏色,通常我們所提到的色度所指的就是真色,一般引起水體色度升高的原因有可能是有機物,也有可能是金屬離子或者是螯合物。
(1)有機物
通常認為高色度污水來源于染料生產(chǎn)和印染行業(yè),因為染料生產(chǎn)基本原料是苯系、奈系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚類等,其實這種認識是片面的,在制藥廢水、木糖生產(chǎn)廢水、色素生產(chǎn)廢水、酶制劑生產(chǎn)廢水、山梨醇生產(chǎn)廢水、造紙廢水、部分有機化工廢水中,廢水都是有色度的,而且其色度的變化隨著污水處理單元的變化而變化,比如厭氧出水顯深青色,到了好氧處理出水卻變成了紅色或紅褐色等等,這主要與有機物在結(jié)構(gòu)組成上所包含的發(fā)色基團和助色基團有關,所謂發(fā)色基團是指含有共軛雙鍵或共軛大鍵,可吸收紫外光以及可見光區(qū)域內(nèi)不同波長的光波而發(fā)色的基團,發(fā)色基團有可能包括:-C=C-、-C=O、-CHO、-N=O、-NO2、-C=S、-C=N-、-N=N-、芳環(huán)和雜芳環(huán)等等,所謂助色基團,是指本身吸收波段在紫外區(qū)(短波段),若將其接到共軛體系或發(fā)色基團上,則可使共軛鍵或者發(fā)色基團的光吸收波段移向長波方向的基團,廢水中的發(fā)色基有可能包括:-OH、-OR、-NH2、-SH、-Br和-CL等。
(2)金屬離子及螯合物
據(jù)很多資料顯示,水體里存在的某些過渡金屬離子及螯合物對水體色度的產(chǎn)生也有一定的影響,尤其在工業(yè)廢水中,水質(zhì)波動性很大,隨機性強,很多時候廢水中含有Fe等金屬離子以及螯合物。
二、高色度污水對生物處理工藝的危害
(1)不易生化
高色度污水的排放致使廢水的COD濃度增高,至使BOD5/COD值較低,一般為0.2~0.4,不易生化,且曝氣池微生物對多變化的染料及染料中間體難以適應,對微生物產(chǎn)生不良影響。
(2)毒性很大
染料生產(chǎn)一般是芳香族化合物苯環(huán)上的氫被鹵素、硝基、胺基取代后生成芳香族鹵素化合物、芳香族硝基化合物、芳香族胺類化合物等,毒性都較大,如甲苯、硝基苯、苯胺等,染料廢水還經(jīng)常含有重金屬毒物:銅、鉛、鋅、鉻、汞、氰離子等,據(jù)資料表明,一般活性污泥法和常規(guī)的生物反應器都難以將苯胺類化合物生物降解,而且苯胺類化合物還是其它化合物生物降解的抑制劑,表現(xiàn)出抑制作用。
(3)對曝氣池原生動物也有影響
在正常工藝運行狀態(tài)下活性污泥系統(tǒng)中,鐘蟲屬、累枝蟲屬、有肋盾纖蟲屬等占有很大優(yōu)勢,此時活性污泥發(fā)育正常,沉降性能及生物活性良好,出水水質(zhì)較高,處理效果較好,據(jù)資料顯示,當高色度廢水流入曝氣池時,原生動物的反應敏感,其中容易受影響的是盾纖蟲屬。
三、污水色度的去除
去除污水的色度的機理,根據(jù)色度形成機理的不同可以分為兩類:
(1)對由有機物引起色度的脫色,其主要機理就是通過各種途徑打開其發(fā)色集團的共軛雙鍵或共軛大鍵而脫色;
(2)對由金屬離子或螯合物引起的色度的脫色,其主要機理就是去除金屬離子或螯合物。
目前常用的污水脫色的方法:
(1)吸附脫色
吸附脫色技術是依靠吸附劑的吸附作用來脫除色度。
通常采用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性碳 、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業(yè)廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等,目前用于吸附脫色的吸附劑主要靠物理吸附,但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學吸附作用。
(2)絮凝脫色
混凝脫色是利用絮凝劑
聚丙烯酰胺絮凝廢水中的成色物質(zhì)沉淀而進行脫色,絮凝脫色技術,投資費用低,設備占地少,處理量大,是一種被普遍采用的脫色技術。
無機混凝劑包括金屬鹽類和無機高分子絮凝劑,廣泛使用的金屬鹽類有鋁鹽和鐵鹽,無機高分子絮凝劑是在傳統(tǒng)的金屬鹽絮凝劑的基礎上發(fā)展起來的一類新型水處理藥劑,具有適應性強,并可成倍提效能而相對價廉等優(yōu)勢,受到了迅速發(fā)展和廣泛應用。
有機高分子絮凝劑,
聚丙烯酰胺(PAM)的應用多,它有非離子型、陽離子型和陰離子型三種。
(3)氧化法脫色
包括化學氧化、光催化氧化和超聲波氧化,雖然具體工藝不同,但脫色機制卻是相同的,化學氧化是目前研究較為成熟的方法,氧化劑一般采用Fenton試劑(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等,化學氧化法脫色是指用氯、ClO2、O3、H2O2、HClO4及次氯酸鹽等的氧化性,在一定條件下使廢水中的發(fā)色基團發(fā)生斷裂或改變其化學結(jié)構(gòu),從而達到廢水脫色的目的。
(4)生物法脫色
生物法脫色是利用微生物酶來氧化或還原有色分子,破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團來達到脫色目的,目前多采用活性污泥、接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤等方法處理印染廢水。
(5)電化學法脫色
電化學法是通過電極反應使廢水得到凈化。根據(jù)電極反應方式劃分,電化學方法可細分為內(nèi)電解法、電絮凝和電氣浮法、電氧化法,的內(nèi)電解法是鐵屑法,其優(yōu)點有:
a.普遍性,脫色效率快,應用廣;
b.操作管理方便;
c.它是許多脫色方法的綜合,處理過程中污泥和浮渣較少;
d.處理費用較低。
(6)膜分離法脫色
在廢水處理領域中,膜分離法是用人工合成或天然的高分子薄膜,以外界能量或化學位差為推動力,對水中污染物進行選擇性分離,從而使廢水得到凈化的技術。
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