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高色度废水如何脱色?

2020-10-08 11:25来源:未知浏览:
水质色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标,也是衡量水体干净与否的一个重要指标。

天然水一般呈现浅黄、浅褐或黄绿色,这些颜色主要是动植物死亡、腐化于水中所引起的,主要含有机物、无机物。而工业废水或生活污水中的色度则更多的是由于水中存在带色物质所引起的。特别是染料废水,由水中的可溶性、非可溶性色素在水中分散而使水质呈现所带色素颜色。另外水中存在金属等带色物质都可能使废水呈现该金属颜色。这些废水的颜色由所含污染物的量决定的色度高低。

对于色度的去除,我们一般首先考虑色度的成因,再考虑该色度成因对生物处理的影响进行工艺的设计,最终根据自身水质分析脱色的工艺选取。

一、色度成因分析

根据引起水体色度的物质物理性质,可以将水体颜色分为表色和真色两种。表色是指没有去除水中悬浮物的水体颜色,而真色则是由于水中溶解性物质引起来的,也就是去除水中悬浮物后的颜色。通常我们所提到的色度所指的就是真色。一般引起水体色度升高的原因有可能是有机物,也有可能是金属离子或者是螯合物。

(1)有机物

通常认为高色度污水来源于染料生产和印染行业,因为染料生产基本原料是苯系、奈系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类等。其实这种认识是片面的,在制药废水、木糖生产废水、色素生产废水、酶制剂生产废水、山梨醇生产废水、造纸废水、部分有机化工废水中,废水都是有色度的,而且其色度的变化随着污水处理单元的变化而变化,比如厌氧出水显深青色,到了好氧处理出水却变成了红色或红褐色等等。这主要与有机物在结构组成上所包含的发色基团和助色基团有关。所谓发色基团是指含有共轭双键或共轭大键,可吸收紫外光以及可见光区域内不同波长的光波而发色的基团。发色基团有可能包括:-C=C-、-C=O、-CHO、-N=O、-NO2、-C=S、-C=N-、-N=N-、芳环和杂芳环等等。所谓助色基团,是指本身吸收波段在紫外区(短波段),若将其接到共轭体系或发色基团上,则可使共轭键或者发色基团的光吸收波段移向长波方向的基团,废水中的发色基有可能包括:-OH、-OR、-NH2、-SH、-Br和-CL等。

(2)金属离子及螯合物

据很多资料显示,水体里存在的某些过渡金属离子及螯合物对水体色度的产生也有一定的影响。尤其在工业废水中,水质波动性很大,随机性强。很多时候废水中含有Fe(Ⅱ、Ⅲ)、Mn(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ)、Cu(Ⅱ)等金属离子以及螯合物。

二、高色度污水对生物处理工艺的危害

(1)不易生化

高色度污水的排放致使废水的COD浓度增高,至使BOD5/COD值较低,一般为0.2~0.4,不易生化;且曝气池微生物对多变化的染料及染料中间体难以适应,对微生物产生不良影响。

(2)毒性很大

染料生产一般是芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代后生成芳香族卤素化合物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化合物等,毒性都较大,如甲苯、硝基苯、苯胺等。染料废水还经常含有重金属毒物:铜、铅、锌、铬、汞、氰离子等。据资料表明,一般活性污泥法和常规的生物反应器都难以将苯胺类化合物生物降解,而且苯胺类化合物还是其它化合物生物降解的抑制剂,表现出抑制作用。

(3)对曝气池原生动物也有影响

在正常工艺运行状态下活性污泥系统中,钟虫属、累枝虫属、有肋盾纤虫属等占有很大优势,此时活性污泥发育正常,沉降性能及生物活性良好,出水水质较高,处理效果较好。据资料显示,当高色度废水流入曝气池时,原生动物的反应最敏感,其中最容易受影响的是盾纤虫属。

三、污水色度的去除

去除污水的色度的机理,根据色度形成机理的不同可以分为两类:

(1)对由有机物引起色度的脱色,其主要机理就是通过各种途径打开其发色集团的共轭双键或共轭大键而脱色;

(2)对由金属离子或螯合物引起的色度的脱色,其主要机理就是去除金属离子或螯合物。

目前常用的污水脱色的方法:

(1)吸附脱色

吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除色度。

通常采用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性碳 、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木炭、锯屑)等。目前用于吸附脱色的吸附剂主要靠物理吸附,但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附作用。

(2)絮凝脱色

混凝脱色是利用絮凝剂絮凝废水中的成色物质沉淀而进行脱色。

絮凝脱色技术,投资费用低,设备占地少,处理量大,是一种被普遍采用的脱色技术。

无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子絮凝剂。广泛使用的金属盐类有铝盐和铁盐;无机高分子絮凝剂是在传统的金属盐絮凝剂的基础上发展起来的一类新型水处理药剂,具有适应性强、无毒,并可成倍提高效能而相对价廉等优势,受到了迅速发展和广泛应用。

有机高分子絮凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多,它有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。

(3)氧化法脱色

包括化学氧化、光催化氧化和超声波氧化。虽然具体工艺不同,但脱色机制却是相同的。化学氧化是目前研究较为成熟的方法。氧化剂一般采用Fenton试剂(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等。化学氧化法脱色是指用氯、ClO2、O3、H2O2、HClO4及次氯酸盐等的氧化性,在一定条件下使废水中的发色基团发生断裂或改变其化学结构,从而达到废水脱色的目的。

(4)生物法脱色

生物法脱色是利用微生物酶来氧化或还原有色分子,破坏其不饱和键及发色基团来达到脱色目的。目前多采用活性污泥、接触氧化、生物转盘等方法处理印染废水。

(5)电化学法脱色

电化学法是通过电极反应使废水得到净化。根据电极反应方式划分,电化学方法可细分为内电解法、电絮凝和电气浮法、电氧化法。最著名的内电解法是铁屑法。其优点有:a.普遍性,脱色效率快,应用广;

b.操作管理方便;

c.它是许多脱色方法的综合,处理过程中污泥和浮渣较少;

d.处理费用较低。

(6)膜分离法脱色

在废水处理领域中,膜分离法是用人工合成或天然的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对水中污染物进行选择性分离,从而使废水得到净化的技术。

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