高盐高有机物染料废水处理工艺

前言

染料是一种能够使材料着色的物质，其广泛应用在塑料、印染、油漆等行业。我国作为全球染料生产第一大国，染料产量逐年攀升，能够满足国内90%以上的需求。染料的传统生产工艺为化学合成粗制品，经盐析、过滤、干燥、粉碎后进行包装得到商业产品。

由于染料生产过程为有机合成及酸碱反应，在染料的合成工序中会产生大量的无机盐NaCl和Na₂SO₄，而作为染料产品，由于无机盐的存在会影响染料的性能，需要对无机盐进行脱除。目前染料的脱盐工艺主要为盐析工艺、纳滤工艺等，在脱盐过程中会产生含染料的高盐废水，此类废水含盐量在1~25%，染料浓度0 .1~1 g/L，如直接排放将会对环境造成巨大的损害，被认为是难处理的废水种类之一。

因此深入探究高效、低耗、安全、经济地处理高盐染料废水的新方法是企业环保发展的必然趋势。

一、处理现状

染料废水的预处理方法包括芬顿、电解、树脂吸附、活性炭吸附等方法，还有关于超声波、臭氧等新方法。

但芬顿方法硫酸亚铁用量大，产生的铁泥多；电解方法处理效果不佳；树脂吸附选择性大，对染料废水没有普遍性，且树脂吸附饱和后还需进行解吸，解吸液处理困难；活性炭吸附出水有机物含量较少，但产生大量的废活性炭，固废量大，现在有活性炭再生技术，但再生活性炭要求处理的废水中不含无机盐，适用范围小。

二、解决新思路

环保尖兵及其团队经过工艺对比、小中试验证、工程化应用，探讨出可适用高浓度废水、对原水的盐分无要求、对COD的降解效果好，处理成本低，处理流程简单，不产生二次污染的染料废水的预处理方法。

工艺流程

三、工艺流程：

1.酸碱度调节：将染料废水原液放入调节池中进行酸碱度调节，过滤；

2.微电解催化单元：经废水进入微电解装置进行微电解多相催化氧化处理，微电解时间为1小时至5小时；

3.调质处理：经反应完废水进入调质池，加入调质剂进行调质后，再次沉淀；

4.湿式氧化处理：(盐分大于10%）

向废水中加入氧化剂，通蒸汽进行湿式氧化工序，氧化剂加入量为1％10％，湿式氧化温度为120摄氏度至320摄氏度，反应时间为0.5小时至2小时，氧化后的出水中和、过滤后进入后续工艺；

5.蒸发处理：对废水进行蒸发处理，对蒸发的无机盐进行提纯，对蒸发冷凝液进行生化处理后出水排出。

蒸发的无机盐包括金属盐和铵盐，金属盐采用裂解方法进行提纯得到钠盐无机盐，铵盐采用重结晶方法进行提纯得到铵盐无机盐。

 

6.技术优势

采用微电解和湿法氧化相结合的处理方式对染料废水进行预处理，此预处理方法可适用于进水浓度在10000mg/L以上的高浓度染料废水，并且对原水的盐分无要求，氧化剂使用量降低，COD总去除率为98.9％以上，降解效果好，极大提高染料废水的处理效果；

预处理后的废水的B/C在0 .4至0 .7之间，生化性好，便于后期的生化处理，处理成本降低；

整个过程中不产生母液，不会对环境产生二次污染，环保性好；

所产无机盐均达到工业无机盐标准。

四、铁碳微电解的原理

铁碳微电解工艺是依据金属的腐蚀电化学原理，利用形成的微电池效应降解废水有机质的一种废水处理方法，基本原理为将铁碳填料浸入电解质溶液，利用铁碳之间较大的电势差，形成原电池，发生氧化还原反应。电极反应生成的[H]及初生态的Fe²⁺等具有较高的反应活性，可与难降解的高分子有机物发生还原加氢反应，可有效提高废水的可生化性。

同时，铁碳微电解反应过程中会产生大量的Fe2+，进而氧化成Fe3+，并伴有pH的升高，Fe2+/Fe3+发生混凝吸附作用，通过外加絮凝剂使得有机质进一步得到去除，因此也会产生一些的铁泥。

在染料行业的主要原理是利用铁离子和碳离子构成无数微小原电池的正极和负极,以酸性染料废水作为电解质溶液,形成无数个微电池回路,两级发生一系列氧化还原反应，产生的氢离子与酸性染料废水中的有机物和无机物发生氧化还原反应，有效破坏染料的发色基团，从而达到降低COD和脱色的目的。

五、应用案例

山东某企业染料中间体废水处理工程

工程规模：15m3/h

项目时间：2023年4月

处理性能：

废水的初始pH值为1，COD为30000mg/L，色度为5000，盐含量为15％的氯化铵盐；

调节染料中间体废水的pH值至2进行微电解处理，微电解出水溶液的pH值为3，COD为21000mg/L，色度为5000，盐含量为15％的氯化铵盐，加入氨水进行调质，调质出水pH值为6 .5；

调制出水进行湿法氧化处理，双氧水加入量为5％，反应温度为120℃，反应2小时，湿法氧化出水pH值为4，COD为1630mg/L，色度为80，盐含量为15％的氯化铵盐；

将湿法氧化出水中和、浓缩后，进行蒸发处理，蒸发冷凝液的pH值为7，COD为150mg/L，色度为30，盐含量为100mg/L ,B/C的比值为0.45 ,COD总去除率为99.6％；

蒸发的氯化铵盐，含水8％，含氯化铵90 .5％，采用重结晶方法进行纯化，纯化后的氯化铵工业盐，氯化铵含量＞99 .3％，满足《氯化铵GB T 29462018》工业用氯化铵标准。