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能否用聚合硫酸鐵去除印染廢水中的銻

發布時間:2015年12月3日    來源:www.wnakcy.live 點擊數:6418

印染工業一直以來是東部沿海地區的重要工業。在紡織品印染中,滌綸原料聚酯纖維合成時,對苯二甲酸與乙二醇合成需要使用含銻的催化劑,然而,在合成過程中,銻元素會以游離狀態均勻分散到聚酯纖維中,這些纖維進入印染廠或者織造廠進一步加工時,在退漿和堿減量工序中,游離的銻就會進入到廢水中并沉積下來。如何去除沉積在印染廢水中的銻就成為印染企業需要重點解決的問題。

受限于技術、處理成本、管理等因素,工業廢水處理一直是水污染治理中的難點。我國工業廢水的排放量巨大,達不到排放標準的工業廢水排入水體后,污染著地表水和地下水。

工業廢水出自眾多行業,如果按行業的產品加工對象分類,可分為冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、制革廢水、制藥廢水等。目前仍有企業存在處理不達標甚至偷排的現象。今年出臺的“水十條”對工業廢水治理提出了明確要求,本文將針對不同行業廢水的問題和解決方案進行報道。

印染工業一直以來是東部沿海地區的重要工業。在紡織品印染中,滌綸原料聚酯纖維合成時,對苯二甲酸與乙二醇合成需要使用含銻的催化劑,例如醋酸銻、乙二醇銻。它是目前最高效和最經濟的催化劑,幾乎能夠幫助實現百分之百的轉化率。然而,在合成過程中,銻元素會以游離狀態均勻分散到聚酯纖維中,這些纖維進入印染廠或者織造廠進一步加工時,在退漿和堿減量工序中,游離的銻就會進入到廢水中并沉積下來。 由于《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287-2012)要求金屬銻的限值指標為100μg/L,而銻在印染、噴織廢水中層層累積之后,最終可能會出現超標的情況。由此,如何去除沉積在印染廢水中的銻就成為印染企業需要重點解決的問題。據了解,江蘇省蘇州市吳江區的兩家企業都發現在廢水中加入硫酸鐵對銻有很好的去除作用。

怎么去除銻效果最好?

綜合考慮COD、銻的去除率、出水色度、成本等因素,把高濃度的含銻廢水分離出來,進行分質處理,按照1.5‰~2‰的比例投加硫酸鐵。據了解,一般印染企業在處理印染廢水的時候,為了降低COD濃度,往往會添加聚合氯化鋁。這樣雖然能夠降低COD濃度,但是對銻的去除基本沒有效果。

蘇州市吳江區新達印染廠環保科長姜興華說,“做實驗時,我發現含鐵的凈水劑對銻的去除效果比較明顯,就挨個試驗含鐵的各種凈水劑,如三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鋁鐵,甚至還試過鐵炭微電解。最后綜合考慮COD、銻的去除率、出水色度、成本等因素,認為聚合硫酸鐵是最理想的選擇。”

據姜興華介紹,添加聚合硫酸鐵到印染廢水中,會水解產生礬花,經過絮凝、吸附之后,銻就轉移到了污泥里,然后再通過對污泥進行焚燒處置達到消除銻的目的。而且相對于聚合氯化鋁,聚合硫酸鐵去除COD的效率更高,可以比使用聚合氯化鋁降低10%~15%。

據了解,新達印染廠的印染廢水量約為4500噸/日,其中退漿和堿減量廢水約占10%。這些廢水含銻濃度較高,最高可以達到1000μg/L。經過反復試驗之后,姜興華發現,把高濃度的含銻廢水分離出來,進行分質處理,按照1.5‰~2‰的比例投加硫酸鐵,去除效果最好。“現在新達印染廠的廢水經過處理以后,COD都穩定在50mg/L以下,銻含量低到14μg/L左右,可以穩定達標排放至外環境。”姜興華說。成功的含銻廢水處理經驗也引來不少企業學習借鑒。據新達印染廠董事長吳炳榮介紹,試驗成功之后,先后有20多家印染廠派工作人員來學習“取經”。“我們都把詳細的處理方案和他們分享,并且建議他們派工作人員來現場學習操作方法。”他說。

添加聚合硫酸鐵是把“雙刃劍”

銻濃度降低到50μg/L以下,但是鐵離子極易污染反滲透膜而且無法清除,無獨有偶,相對于新達印染廠自行探索技術處理含銻印染廢水,同樣位于吳江的盛虹集團有限公司則邀請了東華大學的專家教授,聯合吳江區環保部門研討、座談,一起尋找廢水處理方法。據悉,起初吳江區環保部門現場監測時發現桃源鎮有一家污水處理廠出水的銻含量特別低,了解后發現這家污水處理廠使用了硫酸鐵作為絮凝劑。聽說這一情況后,盛虹集團有限公司檢測中心的工作人員便開始用硫酸鐵對印染廢水進行小試。

盛虹集團有限公司印染設備部經理張雪根說,“最多的時候我們一天取了200多個不同的水樣。這些水樣來自不同印染企業、采用不同工藝、含銻濃度也不同。我們每天安排12個工作人員不分白天黑夜地做試驗,看投加多少硫酸鐵,銻的去除效果最佳。試到最后我們發現按照0.4‰的比例投加硫酸鐵,效果最好。”小試成功以后,工作人員又挑選了3家印染廠、1家污水處理廠預處理的印染廢水進行大試,其中就有盛虹集團印染五分廠。在印染五分廠,可以看到印染廢水預處理的流程圖。廢水首先進入調節池,經過氣浮、一沉之后,進入生化好氧池,而后經過二沉、絮凝反應、三沉,再進入超濾池,經過RO(反滲透膜)車間,最后處理后的廢水可以進行回用。

“大試的時候我們把氣浮池的氯化鋁換成了硫酸鐵,再在絮凝反應池投加硫酸鐵。處理后采樣監測數據顯示,銻的濃度降低到了50μg/L以下。”張雪根說。然而,使用硫酸鐵做絮凝劑也存在問題。據了解,盛虹集團有限公司的印染廢水有40%經膜處理以后進行中水回用,60%經過預處理以后接入污水處理廠。大試以后,僅僅半年時間印染五分廠用于中水回用的反滲透膜就急劇衰減。

“正常情況下一套反滲透膜的使用時限是5年,我們請專家清洗膜的時候發現,鐵離子污染了膜而且無法清除。先后換掉了26套膜,損失達800萬元左右。現在只有接污水處理廠的那部分廢水會添加硫酸鐵去除銻,每天的水量大約有3.3萬噸。”張雪根說。另外,據了解,盛虹集團有限公司試驗成功以后,很快通過環保部門以及當地印染協會,向同行分享了處理方案。

處理成本、技術仍需探索

目前還沒有找到可以替代銻的催化劑,新達印染廠和盛虹集團這兩家企業幾乎是同時“異曲同工”地找到了相同的試劑—硫酸鐵,成功解決了印染廢水銻超標的問題。據悉,現在全國的印染企業都在使用這一方法處理印染廢水。雖然企業的生產成本因此上升,但是解決了含銻印染廢水的處理問題,企業相關負責人仍然感到欣慰。

據了解,新達印染廠印染廢水由于經處理后直排外環境,處理費用每噸增加了0.3元~0.5元。而對于排放到污水處理廠的廢水,污水處理廠則是對盛虹集團有限公司的印染廢水每噸加收8分錢的處理費用。對此,吳炳榮笑稱,“我們吳江的印染企業吃了些小虧,但是全國的印染同行都因此得了福利。”

江蘇省紡織工業協會高級工程師方志宏表示,從技術角度來看,銻還不完全具備工業化去除的條件,因為大量印染廢水中才含有少量的銻,現在用硫酸鐵處理時,仍然有點像“大海撈針”。“還需要更多時間在技術上進行探索。”同時,方志宏認為,目前還沒有找到可以替代銻的催化劑,只要滌綸纖維還在生產,銻的產生就不可避免。“一方面要正視問題,尋找科學的辦法進行解決,另一方面也要提高科學認識,只要銻含量在科學合理的范圍內,就不必因噎廢食。”

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