摘要：染色廢水是制革廢水色度高的直接原因,廢水中含有染料,難以降解,為了減輕綜合廢水處理壓力,在將皮革染色廢水排入綜合廢水處理體系前最好對其進行單獨預處理。同時,相當一部分制革廠是從藍濕革,即鉻鞣后開始加工的,在鞣后加工中染色廢水是重點廢水,因而針對該段廢水進行專門研究更顯重要。與皮革行業相比,印染廢水處理的研究要更具針對性、更深入,借鑒印染廢水的處理方法,將其應用于皮革染色廢水的處理中,是一個較好的選擇,本文對其可行性及其前景進行了探討。
1·皮革染色廢水及其治理現狀
1·1皮革染色廢水
染色廢水雖只占總廢水量的5%~6%,但它成分復雜,含有毒性物質,色度也達1000~3000,因此治理難度很大。成分復雜是因為染色中加入了種類繁多的化學品,該工段所用化學品占整個皮革化學品的4%,包括染料及其助劑(潤濕劑、漂白劑及固色劑等)、表面活性劑和有機氯化物等,這些化學品有相當部分不能被皮革所吸收,排入了廢水中。
皮革用染料主要分為兩類:陰離子染料和陽離子染料,其中陰離子染料應用最為廣泛,因為市場上大約98%的皮革用染料都是通過染料中的磺酸基和膠原中的氨基間的離子間作用力結合,它可再分為酸性染料、直接染料、酸性媒介染料和可溶性硫磺染料等。從染料多樣性及使用情況來看,偶氮染料在合成染料中占最大比重,但部分偶氮染料的偶氮雙鍵斷裂會生成致癌芳香胺,這就增加了染色廢水的毒性。染色廢水色度高是因為皮革對染料的吸收最多只有90%,而水中即使只含有10mg/kg的染料,也足以使水具有肉眼可以分辨的顏色。國際環境聯盟和國際皮革化學家和工藝師聯合會2006年發布的調查表結果顯示:在工藝運行良好的條件下,每生產1t豬皮,染色工段會產生5~10t水,10~25kgCOD,3~9kgBOD5,8~15kgSS,1~2kgCr3+,1~2kgTKN,
3~6kgCl-,10~40kgSO2-4、3kg油脂及20~80kgTDS,而每生產一張綿羊皮產生的污染物量為:75~100L水,80gCOD,25~50gBOD5,80gSS,5gCr3+,3gTKN,50gCl-和270gTDS。
1·2皮革染色廢水的治理現狀
國內外一般都是將染色廢水與加脂廢水及復鞣廢水一起預處理。處理后,對于有綜合污水處理系統的企業,與經預處理后的浸灰廢水及鉻鞣廢水一起排入綜合污水處理系統,進一步生化處理;對于沒有綜合污水處理系統的企業,則直接排入市政管網由市政污水處理廠統一處理。主要的預處理工藝有石灰中和沉淀法、氯氧化法、電化學法及膜分離法。
1·2·1石灰中和沉淀法
石灰中和沉淀法通過將石灰乳與助劑如氯化鐵、硫酸鐵等調成混凝藥劑與廢水充分混凝,再加上電石渣等脫色來處理染色廢水,利用了石灰能和許多金屬離子發生反應,生成難溶于水的金屬氫氧化物的原理。由于石灰價格便宜,來源廣泛,因此該法經濟有效,但產泥量較大,當廢水中pH值過高或含有較多氰、銨、氯等離子時,會形成絡合物而影響沉淀效果,而且作為無機混凝劑,石灰對親水性染料去除效果差,而皮革染色所采用的工藝都是以染料的水溶性為前提的,因此治理效果并不理想。
1·2·2氯氧化法
氯氧化法是利用廢水中的顯色有機物在化學反應中能被氧化的性質,應用氯及其化合物作為氧化劑,氧化破壞顯色有機物的結構,達到脫色的目的。常用合成氯氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉等,皮革染色廢水的處理中應用最廣泛的是次氯酸鈉。該法雖投入設備簡單,產泥量少,但對染料的去除具有選擇性和反復性,而且據報道處理后水中含三氯甲烷和三氯乙烯,而鹵代烴對環境造成的污染要比單純色度大得多,并且鹵代烴對生物體的肝臟損害很大,因此有人反對將次氯酸鈉用作廢水處理的氧化劑。
1·2·3電解法
電解法治理皮革染色廢水是多種電化學反應和物理分離的綜合過程,利用金屬電極(鐵或鋁)在電解槽內作電極時得失電子的能力,使還原性污染物被氧化,氧化性污染物被還原。各種污染物經電解氧化還原、電氣浮和電凝聚處理后得到凈化。水電解時電離為H+和OH-,OH-離子在陽極放電,生成氧:
H2O→H++OH-4OH--4e→2H2O+2[O]→O2↑
這種初生態氧是很強的氧化劑,能使廢水中的料與助劑被氧化分解或斷鏈脫色。與此同時,在陰極產生H+放電形成[H],繼而形成H2。
2H++2e→2[H]→H2↑
這種初生態氫對某些有機物有很強的還原作用,可將處于氧化態的某些色素還原為無色物質。這種利用電極的氧化還原產物與廢水中污染物發生氧化還原而去除的過程稱為間接氧化還原作用,有些物質可以直接在電極上產生氧化還原作用,這種過程稱直接氧化還原作用。
電解過程中陽極和陰極表面不斷產生的氧氣和氫氣以微小氣泡向水面逸出,使廢水中的有機膠體微粒和呈乳濁的油脂類雜質與其粘附在一起浮升到水面而被除去,這一過程稱為電氣浮作用。當可溶性金屬(如鋁、鐵等)作陽極時,陽極金屬發生溶解,并以離子狀態溶于水中,經水解反應形成的活潑Al(OH)3或Fe(OH)3:
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