Kodėl spausdinimo ir dažymo nuotekas sunku išvalyti? Gydymo technologijų santrauka

Spausdinimo ir dažymo nuotekos – tai nuotekos, išleidžiamos atliekant medvilnės, vilnos, kanapių, šilko, cheminio pluošto ar mišrių gaminių pirminio apdorojimo, dažymo, spausdinimo ir apdailos procesus. Spausdinimo ir dažymo pramonė yra daug vandens{1}}naudojanti tekstilės pramonės sektorius, o vanduo veikia kaip terpė visame spausdinimo ir dažymo procese.

 

I. Water Kokybė ir Quantity Spausdinimo ir dažymo nuotekų charakteristikos

 

Dėl sudėtingų spausdinimo ir dažymo procesų bei įvairių cheminių medžiagų, tokių kaip dažai, dydžiai ir pagalbinės medžiagos, naudojimo, spausdinimo ir dažymo nuotekos pasižymididelis tūris, didelis organinių teršalų kiekis, sodri spalva, didelis šarmingumas ir dideli vandens kokybės svyravimai, todėl tai yra pramoninių nuotekų rūšis, kurią sunku išvalyti.

 

1. Pagrindiniai spausdinimo ir dažymo nuotekų teršalai ir sudėtis

Spausdinimo ir dažymo nuotekose yra dažiklių, dydžių, pagalbinių medžiagų, aliejų, rūgščių ir šarmų, pluoštinių priemaišų, smėlio ir neorganinių druskų. Tarp jų dažuose yra nitro, amino junginių ir sunkiųjų metalų, tokių kaip varis, chromas, cinkas ir arsenas, kurie yra labai biologiškai toksiški ir sukelia didelę taršą.

Dažikliai yra pagrindinis teršalų šaltinis nuotekose, kurių tipai skiriasi ir biologiškai skaidomi.

Kitas svarbus šaltinis yra pagalbinės medžiagos, įskaitant aktyviąsias paviršiaus medžiagas, metalų kompleksus sudarončias medžiagas ir kt., kurios skirstomos į drėkinimo ir prasiskverbimo medžiagas, emulsiklius ir dispergatorius, putojimą mažinančias medžiagas, fiksavimo priemones, dervos apdailos medžiagas, antipirenus ir antistatines medžiagas ir kt.

Taip pat yra nedidelis aliejaus kiekis, susidaręs šveitimo ir apdailos procese, kurio kiekis yra mažas ir turi minimalų poveikį vandens kokybei.

 

2. Spausdinimo ir dažymo nuotekų šaltiniai ir vandens kokybė/kiekybės charakteristikos

Spausdinimo ir dažymo nuotekos yra mišrus pirmiau minėtų procesų srautas, kuriame yra teršalų, tokių kaip žaliavos nešvarumai, riebalai, pridėtiniai dydžiai, dažikliai, aktyviosios paviršiaus medžiagos, pagalbinės medžiagos ir rūgštys / šarmai. Nuotekos susidaro kiekviename spausdinimo ir dažymo etape:

Išankstinis apdorojimas (išvalymas, pašalinimas, šveitimas, balinimas, merserizavimas): nuotekų šalinimas, nuotekų plovimas, nuotekų balinimas, nuotekų merserizavimas

Dažymas: nuotekų dažymas

Spausdinimas: spausdinimo nuotekos ir muilo nuotekos

Apdaila: apdailos nuotekos

 

3. Įvairių spausdinimo ir dažymo produktų nuotekų vandens kokybės charakteristikos

Nuotekų kokybė skiriasi priklausomai nuo pluošto žaliavų, gaminių tipų, gamybos procesų, dažų / pagalbinių tipų, apdorojimo metodų ir skalavimo dažnio. Remiantis pluošto žaliavomis, tekstilės spausdinimas ir dažymas skirstomas į medvilnės, vilnos, šilko ir kanapių dažymą.

 

II. Spausdinimo ir dažymo nuotekų išleidimo standartai

 

Spausdinimo ir dažymo nuotekų išleidimo standartas yraTekstilės dažymo ir apdailos pramonės vandens teršalų išmetimo standartas (GB4287-1992).

I kategorija: Kenksmingos medžiagos, besikaupiančios aplinkoje arba organizmuose ir darančios ilgalaikį- poveikį žmonių sveikatai (su nurodytomis didžiausiomis leistinomis išmetimo koncentracijomis).

 

 

II kategorija: Kenksmingos medžiagos, turinčios mažesnį ilgalaikį{0}}poveikį (su nurodytomis didžiausiomis leistinomis išmetimo koncentracijomis).

 

 

III. Nuotekų spausdinimo ir dažymo valymo technologijos

 

Pagrindiniai gydymo metodai apimafizinis apdorojimas, cheminis apdorojimas, fizikinis ir cheminis apdorojimas, biologinis apdorojimas ir apdorojimas šarmų mažinimu. Biologinis apdorojimas yra pagrindinis metodas, dažnai derinamas su kitomis pirminio apdorojimo technologijomis.

 

1. Fizinis gydymas

 

(1) Membranos atskyrimas

Kaip didelio{0}}efektyvumo atskyrimo technologija membraniniam atskyrimui naudojamas selektyvus biologinių membranų pralaidumas, siekiant atskirti, koncentruoti ir išgauti teršalus iš nuotekų.

Privalumai: be cheminių priedų, antrinės taršos, paprastas valdymas, mažos energijos sąnaudos, perdirbamos druskos ir dažai, daugkartinio naudojimo apdorotas vanduo.

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); Povandeninis filtravimas pagerina efektyvumą ir taupo energiją.

 

Energingas{0}}fizinis gydymas

Didelės{0}}energijos dalelių spinduliai bombarduoja vandenį, kad sukurtų labai reaktyvius ·OH radikalus ir H atomus, kurie skaido organines medžiagas.

Privalumai: didelis organinių medžiagų pašalinimo greitis, mažas plotas, paprastas valdymas.

Trūkumai: brangi įranga, aukšti techniniai reikalavimai, didelės energijos sąnaudos, mažas energijos vartojimo efektyvumas.

Proveržis: 2017 m. kovo mėn. Džinhua mieste, Džedziango mieste, buvo pastatytas pirmasis elektronų pluošto švitinimo demonstracinis projektas, skirtas nuotekoms spausdinti ir dažyti.

 

Ultragarso technologija

Ultragarsas skaido ugniai atsparius organinius teršalus derindamas pažangias oksidacijos, deginimo ir superkritines vandens oksidacijos savybes.

Mechanizmas: Ultragarsinė kavitacija nutraukia organinius ryšius ir pagreitina flokuliaciją, sumažindama spalvą, COD ir anilą.

Būsena: Dauguma tyrimų lieka laboratoriniame etape.

 

2. Fizikinis ir cheminis apdorojimas

 

(1) Adsorbcija

Tinka pažangiam mažos-koncentracijos spausdinimo ir dažymo nuotekų valymui, naudojant mažas investicijas ir paprastą valdymą. Adsorbentai apimaaktyvuota anglis, makroporinga adsorbcinė derva, kaolinas, diatomitas ir akmens anglių pelenai.

Aktyvuota anglis: stipri vandenyje{0}}tirpių dažų adsorbcija, bet brangu ir sunkiai regeneruojami.

Makroporinė derva: geras stabilumas, lengvas regeneravimas, efektyvus aromatiniams sulfonatams ir naftoliams.

Mažos{0}}kainos adsorbentai (kaolinas, akmens anglių pelenai): gerai išvalo spalvą, bet sukuria daug dumblo.

 

 

Koaguliacija

Įskaitant nusodinimą ir oro flotaciją, plačiai naudojamą mažose ir vidutinėse įmonėse dėl mažų sąnaudų, didelės talpos ir didelio spalvos pašalinimo. Įprasti koaguliantai: aliuminio sulfatas, aliuminio chloridas, geležies sulfatas, polialiuminio chloridas (PAC), poliferrio sulfatas (PFS), poliakrilamidas (PAM).

Veiksmingas hidrofobiniams dažams (sieros, kubilo, dispersiniams dažams), bet prastas hidrofiliniams dažams.

Trūkumai: jautrus vandens kokybės pokyčiams, mažas ChDS pašalinimas, didelis ir sunkiai nusausinamas{0}}{1}}dumblas.

 

3. Cheminis apdorojimas

 

(1) Cheminis oksidavimas

Sunaikina dažų chromoforus naudodamas ozoną, Fenton reagentą, chlorą arba natrio hipochloritą.

Ozonavimas: geras nuspalvinimas, nėra dumblo, bet didelė kaina, prastai tinka netirpiam dažikliui, mažai pašalina COD.

Fentono oksidacija: ·OH iš H2O2/Fe²⁺ suardo dažų grandines; kartu su koaguliacija; sustiprintas UV/oksalatu.

 

Fotocheminis oksidavimas

Įskaitant fotolizę, fotosensibilizuotą oksidaciją, foto{0}}sukeliamą oksidaciją ir fotokatalizinę oksidaciją (plačiausiai ištirta).

Katalizatoriai: TiO₂, CdS, Fe₂O3, WO3; TiO₂ idealiai tinka stabilumui, ne{0}}toksiškumui ir mažoms sąnaudoms užtikrinti.

Privalumai: švelnios sąlygos, stipri oksidacija, visiška mineralizacija; Trūkumai: didelės investicijos ir energijos sąnaudos, didelės{0}}koncentracijos nuotekų trūkumas.

 

Šlapio oro oksidacija (WAO)

Oksiduoja organines medžiagas esant aukštai temperatūrai (125–320 laipsnių) ir aukštam slėgiui (0,5–20 MPa).Superkritinė vandens oksidacija (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >99% organinis pašalinimas per 60 s, greitas ir efektyvus.

 

(2) Elektrolizė

Paverčia teršalus į nekenksmingas medžiagas per elektrodų reakcijas; išlaidos sumažintos didėjant galiai.

Geležies{0}}anglies vidinė elektrolizė: formuoja galvaninius elementus, kad sukurtų Fe²⁺/Fe³⁺ flokus ir aktyvų [H]/[O], išblukina spalvą ir pagerina biologinį skaidumą.

Elektrokatalitinė oksidacija: generuoja ·OH, O₃, H₂O₂, kad visiškai mineralizuotų organines medžiagas, tinkamas didelės koncentracijos nuotekų valymui.

 

4. Biologinis gydymas

 

Padalinta įaerobiniai, anaerobiniai ir anaerobiniai{0}}aerobiniai kombinuoti procesai; Kinijoje dominuoja aerobinis gydymas.

Aerobinis: didelis COD/BOD₅ pašalinimas, prastas spalvos praradimas.

Anaerobinis: didelis spalvos praradimas, mažas dumblo išeiga, regeneruojamas metanas.

 

--Aerobinis biologinis gydymas

1. Aktyvuoto dumblo procesas: mažos investicijos, geras organinių medžiagų pašalinimas, dalinis spalvos pašalinimas.
2. SBR: laiku{0}}pagrįstas kamščio srautas ir erdvinis visiškas maišymas, ugniai atsparių organinių medžiagų potencialas.
3. Bioplėvelės procesas: didesnis spalvos praradimas nei aktyvusis dumblas; apima kontaktinius oksidacijos ir biologinius filtrus.
4. Biologinė kontaktinė oksidacija: sujungia aktyviojo dumblo ir bioplėvelės privalumus, mažai dumblo, lengvas valdymas.
5. MBR: integruoja aktyvųjį dumblą ir membraninį atskyrimą, išlaiko ugniai atsparias organines medžiagas, daugkartinį vandenį.

 

--Anaerobinis biologinis gydymas

1. Anaerobinis biofiltras: didelė mikrobų koncentracija, ilgas dumblo sulaikymas, jautrus temperatūrai.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90% COD / spalvos pašalinimas.
3. ABR: pertvaros struktūra, kelių{0}}pakopų anaerobinis, neužsikimšęs, lengvas paleidimas.
4. Anaerobinė skystoji lova: trumpas PHT, didelė apkrova, mažas plotas.
5. IC reaktorius: dviguba UASB konstrukcija, didelė apkrova, stiprus atsparumas smūgiams.
6. Hidrolizė Parūgštinimas: sustabdo hidrolizę/rūgštėjimą, pagerina biologinį skaidumą, mažai pašalina ChDS (40–50 %).

 

--Anaerobiniai{0}}aerobiniai kombinuoti procesai

1. Sujungia anaerobinio ir aerobinio gydymo privalumus; tipiniai procesai:
2. Anaerobinis{0}}aerobinis-biologinis anglies kontaktas
3. Anaerobinis{0}}aerobinis biologinis besisukantis diskas
4. Hidrolizės rūgštinimas-aerobinis

 

IV. Naujos nuotekų spausdinimo ir dažymo biologinio valymo technologijos

 

1. Bioaugmentacijos technologija

Prideda labai veiksmingų ardančių padermių (pvz., baltojo -puvinio grybų), kad pagerintų teršalų pašalinimą. Baltojo puvinio

 

2. Imobilizuotų mikroorganizmų technologija

Fiksuoja mikrobus ant nešiklio, kad būtų didelis aktyvumas ir stabilumas, didesnis efektyvumas nei pakabinamos sistemos, mažiau dumblo.

 

3. Sunkumas: šarmų mažinimo nuotekų valymas

Šarmo mažinimas hidrolizuoja poliesterio pluoštus, kad imituotų šilką; nuotekose yra didelė tereftalio rūgšties, etilenglikolio ir oligomerų koncentracija.

Charakteristikos: didelis COD₍Cr₎, didelis šarmingumas, prastas biologinis skaidumas.

Apdorojimas: rūgštinis nusodinimas + elektrokatalizinė oksidacija + druskai -tolerantiškų bakterijų skaidymas + daugialypės -efekto katalizinis oksidavimas.

 

4. Tipinis spausdinimo ir dažymo nuotekų valymo procesas

Tinklelis → Reguliavimo bakas (aeracija homogenizacijai) → Fakultatyvinis/hidrolizės rūgštinimo bakas (gerina biologinį skaidymą) → Kontaktinis oksidacijos bakas → Flokuliacijos bakas → Sedimentacijos bakas → Dezinfekcija → Išleidimas; dumblas sutirštinamas ir nusausinamas.

 

5. Apdorokite atvejus pagal produkto tipą

 

Medvilninio audinio / megzto dažymo nuotekos

Medvilnė austa: ilgesnis procesas, didesnė apkrova; reguliavimas (6–8 val.), hidrolizės rūgštinimas (4–10 val.), kontaktinis oksidavimas (8–10 val.).

Medvilnė megzta: nėra dydžio, mažesnis organinis krūvis, trumpesnis procesas.

Šilko dažymo nuotekos

Natūralaus šilko nuvalymas: didelės-koncentracijos biologiškai skaidžios nuotekos; gydomas UASB + aerobinis + koaguliacija.

 

 

Natūralus šilko dažymas: panašus į vilnos dažymą; Biologinis gydymas yra veiksmingas.

Poliesterio imituotas šilkas: šarmų mažinimo nuotekoms reikalingas atskiras išankstinis apdorojimas.

 

Vilnos plovimo nuotekos

Didelės{0}}koncentracijos organinės nuotekos su vilnos riebalais; procesas: tinklelis → smėlio kamera → reguliavimas → koaguliacija oro flotacija → hidrolizė rūgštinimas → anaerobinė fermentacija → aerobinė → koaguliacija; vilnos riebalai yra perdirbami.

 

Vilnos tekstilės dažymo nuotekos

Geras biologinis skaidumas (B/C ≈ 0,3–0,4), vandenyje -tirpstantys dažikliai; procesas: tinklelis → reguliavimas → hidrolizė rūgštinimas → kontaktinė oksidacija → BAF → koaguliacija / fotocheminė oksidacija.

 

Kanapių dažymo nuotekos

Kanapių šalinimas: didelės-koncentracijos šarminės organinės nuotekos; apdorotas anaerobiniu + aerobiniu + koaguliacija/fotochemine oksidacija.

Kanapių dažymas: panašus į medvilnės dažymą, reguliuojami parametrai.