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(duì)天然水或處理后的各種水進(jìn)行顏色定量測(cè)定時(shí)的指標(biāo)，也是衡量水體干凈與否的一個(gè)重要指標(biāo)，天然水一般呈現(xiàn)淺黃、淺褐或黃綠色，這些顏色主要是動(dòng)植物死亡、腐化于水中所引起的，主要含有機(jī)物、無(wú)機(jī)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(duì)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(jìn)行工藝的設(shè)計(jì)，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(méi)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(lái)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(jī)物，也有可能是金屬離子或者是螯合物。
(1)有機(jī)物
通常認(rèn)為高色度污水來(lái)源于染料生產(chǎn)和印染行業(yè)，因?yàn)槿玖仙a(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(shí)這種認(rèn)識(shí)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(jī)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(jī)物在結(jié)構(gòu)組成上所包含的發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)有關(guān)，所謂發(fā)色基團(tuán)是指含有共軛雙鍵或共軛大鍵，可吸收紫外光以及可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)不同波長(zhǎng)的光波而發(fā)色的基團(tuán)，發(fā)色基團(tuán)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(tuán)，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(tuán)上，則可使共軛鍵或者發(fā)色基團(tuán)的光吸收波段移向長(zhǎng)波方向的基團(tuán)，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(guò)渡金屬離子及螯合物對(duì)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(dòng)性很大，隨機(jī)性強(qiáng)，很多時(shí)候廢水中含有Fe等金屬離子以及螯合物。
二、高色度污水對(duì)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(duì)多變化的染料及染料中間體難以適應(yīng)，對(duì)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(yīng)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(duì)曝氣池原生動(dòng)物也有影響
在正常工藝運(yùn)行狀態(tài)下活性污泥系統(tǒng)中，鐘蟲(chóng)屬、累枝蟲(chóng)屬、有肋盾纖蟲(chóng)屬等占有很大優(yōu)勢(shì)，此時(shí)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(dāng)高色度廢水流入曝氣池時(shí)，原生動(dòng)物的反應(yīng)敏感，其中容易受影響的是盾纖蟲(chóng)屬。
三、污水色度的去除
去除污水的色度的機(jī)理，根據(jù)色度形成機(jī)理的不同可以分為兩類：
(1)對(duì)由有機(jī)物引起色度的脫色，其主要機(jī)理就是通過(guò)各種途徑打開(kāi)其發(fā)色集團(tuán)的共軛雙鍵或共軛大鍵而脫色;
(2)對(duì)由金屬離子或螯合物引起的色度的脫色，其主要機(jī)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(shù)是依靠吸附劑的吸附作用來(lái)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(rùn)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(rùn)土等也有化學(xué)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(jìn)行脫色，絮凝脫色技術(shù)，投資費(fèi)用低，設(shè)備占地少，處理量大，是一種被普遍采用的脫色技術(shù)。
無(wú)機(jī)混凝劑包括金屬鹽類和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，廣泛使用的金屬鹽類有鋁鹽和鐵鹽，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑是在傳統(tǒng)的金屬鹽絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一類新型水處理藥劑，具有適應(yīng)性強(qiáng)，并可成倍提效能而相對(duì)價(jià)廉等優(yōu)勢(shì)，受到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
有機(jī)高分子絮凝劑，
聚丙烯酰胺(PAM)的應(yīng)用多，它有非離子型、陽(yáng)離子型和陰離子型三種。
（3）氧化法脫色
包括化學(xué)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(jī)制卻是相同的，化學(xué)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(xué)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(tuán)發(fā)生斷裂或改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)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(lái)氧化或還原有色分子，破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團(tuán)來(lái)達(dá)到脫色目的，目前多采用活性污泥、接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤(pán)等方法處理印染廢水。
（5）電化學(xué)法脫色
電化學(xué)法是通過(guò)電極反應(yīng)使廢水得到凈化。根據(jù)電極反應(yīng)方式劃分，電化學(xué)方法可細(xì)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(diǎn)有：
a.普遍性，脫色效率快，應(yīng)用廣；
b.操作管理方便；
c.它是許多脫色方法的綜合，處理過(guò)程中污泥和浮渣較少；
d.處理費(fèi)用較低。
(6)膜分離法脫色
在廢水處理領(lǐng)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(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)水中污染物進(jìn)行選擇性分離，從而使廢水得到凈化的技術(shù)。
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