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浅析印染废水锑能否去除

时间:2015/10/30  来源:中国环境报  阅读:526次

    受限于技术、处理成本、管理等因素,工业废水处理一直是水污染治理中的难点。我国工业废水的排放量巨大,达不到排放标准的工业废水排入水体后,污染着地表水和地下水。

  工业废水出自众多行业,如果按行业的产品加工对象分类,可分为冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、纺织印染废水、制革废水、制药废水等。目前仍有企业存在处理不达标甚至偷排的现象。今年出台的“水十条”对工业废水治理提出了明确要求,本刊将针对不同行业废水的问题和解决方案进行报道。

  印染工业一直以来是东部沿海地区的重要工业。在纺织品印染中,涤纶原料聚酯纤维合成时,对苯二甲酸与乙二醇合成需要使用含锑的催化剂,例如醋酸锑、乙二醇锑。它是目前最高效和最经济的催化剂,几乎能够帮助实现百分之百的转化率。

  然而,在合成过程中,锑元素会以游离状态均匀分散到聚酯纤维中,这些纤维进入印染厂或者织造厂进一步加工时,在退浆和碱减量工序中,游离的锑就会进入到废水中并沉积下来。

  由于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)要求金属锑的限值指标为100μg/L,而锑在印染、喷织废水中层层累积之后,最终可能会出现超标的情况。

  由此,如何去除沉积在印染废水中的锑就成为印染企业需要重点解决的问题。据了解,江苏省苏州市吴江区的两家企业都发现在废水中加入硫酸铁对锑有很好的去除作用。

  怎么去除锑效果最好?

  综合考虑COD、锑的去除率、出水色度、成本等因素,把高浓度的含锑废水分离出来,进行分质处理,按照1.5‰~2‰的比例投加硫酸铁

  据了解,一般印染企业在处理印染废水的时候,为了降低COD浓度,往往会添加聚合氯化铝。这样虽然能够降低COD浓度,但是对锑的去除基本没有效果。

  苏州市吴江区新达印染厂环保科长姜兴华说,“做实验时,我发现含铁的净水剂对锑的去除效果比较明显,就挨个试验含铁的各种净水剂,如三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝铁,甚至还试过铁炭微电解。最后综合考虑COD、锑的去除率、出水色度、成本等因素,认为聚合硫酸铁是最理想的选择。”。

  据姜兴华介绍,添加聚合硫酸铁到印染废水中,会水解产生矾花,经过絮凝、吸附之后,锑就转移到了污泥里,然后再通过对污泥进行焚烧处置达到消除锑的目的。而且相对于聚合氯化铝,聚合硫酸铁去除COD的效率更高,可以比使用聚合氯化铝降低10%~15%。

  新达印染厂的印染废水量约为4500吨/日,其中退浆和碱减量废水约占10%。这些废水含锑浓度较高,最高可以达到1000μg/L。经过反复试验之后,姜兴华发现,把高浓度的含锑废水分离出来,进行分质处理,按照1.5‰~2‰的比例投加硫酸铁,去除效果最好。

  “现在新达印染厂的废水经过处理以后,COD都稳定在50mg/L以下,锑含量低到14μg/L左右,可以稳定达标排放至外环境。”姜兴华说。

  成功的含锑废水处理经验也引来不少企业学习借鉴。据新达印染厂董事长吴炳荣介绍,试验成功之后,先后有20多家印染厂派工作人员来学习“取经”。“我们都把详细的处理方案和他们分享,并且建议他们派工作人员来现场学习操作方法。”他说。

  添加聚合硫酸铁是把“双刃剑”

  锑浓度降低到50μg/L以下,但是铁离子极易污染反渗透膜而且无法清除

  无独有偶,相对于新达印染厂自行探索技术处理含锑印染废水,同样位于吴江的盛虹集团有限公司则邀请了东华大学的专家教授,联合吴江区环保部门研讨、座谈,一起寻找废水处理方法。

  据了解,起初吴江区环保部门现场监测时发现桃源镇有一家污水处理厂出水的锑含量特别低,了解后发现这家污水处理厂使用了硫酸铁作为絮凝剂。

  听说这一情况后,盛虹集团有限公司检测中心的工作人员便开始用硫酸铁对印染废水进行小试。

  盛虹集团有限公司印染设备部经理张雪根说,“最多的时候我们一天取了200多个不同的水样。这些水样来自不同印染企业、采用不同工艺、含锑浓度也不同。我们每天安排12个工作人员不分白天黑夜地做试验,看投加多少硫酸铁,锑的去除效果最佳。试到最后我们发现按照0.4‰的比例投加硫酸铁,效果最好。”

  小试成功以后,工作人员又挑选了3家印染厂、1家污水处理厂预处理的印染废水进行大试,其中就有盛虹集团印染五分厂。

  在印染五分厂,我们看到了印染废水预处理的流程图。废水首先进入调节池,经过气浮、一沉之后,进入生化好氧池,而后经过二沉、絮凝反应、三沉,再进入超滤池,经过RO(反渗透膜)车间,最后处理后的废水可以进行回用。

  “大试的时候我们把气浮池的氯化铝换成了硫酸铁,再在絮凝反应池投加硫酸铁。处理后采样监测数据显示,锑的浓度降低到了50μg/L以下。”张雪根说。

  然而,使用硫酸铁做絮凝剂也存在问题。据了解,盛虹集团有限公司的印染废水有40%经膜处理以后进行中水回用,60%经过预处理以后接入污水处理厂。大试以后,仅仅半年时间印染五分厂用于中水回用的反渗透膜就急剧衰减。

  “正常情况下一套反渗透膜的使用时限是5年,我们请专家清洗膜的时候发现,铁离子污染了膜而且无法清除。先后换掉了26套膜,损失达800万元左右。现在只有接污水处理厂的那部分废水会添加硫酸铁去除锑,每天的水量大约有3.3万吨。”张雪根说。

  另据了解,盛虹集团有限公司试验成功以后,很快通过环保部门以及当地印染协会,向同行分享了处理方案。

  处理成本、技术仍需探索

  目前还没有找到可以替代锑的催化剂

  新达印染厂和盛虹集团这两家企业几乎是同时“异曲同工”地找到了相同的试剂––硫酸铁,成功解决了印染废水锑超标的问题。据悉,现在全国的印染企业都在使用这一方法处理印染废水。

  虽然企业的生产成本因此上升,但是解决了含锑印染废水的处理问题,企业相关负责人仍然感到欣慰。

  据了解,新达印染厂印染废水由于经处理后直排外环境,处理费用每吨增加了0.3元~0.5元。而对于排放到污水处理厂的废水,污水处理厂则是对盛虹集团有限公司的印染废水每吨加收8分钱的处理费用。对此,吴炳荣笑称,“我们吴江的印染企业吃了些小亏,但是全国的印染同行都因此得了福利。”

  江苏省纺织工业协会高级工程师方志宏表示,从技术角度来看,锑还不完全具备工业化去除的条件,因为大量印染废水中才含有少量的锑,现在用硫酸铁处理时,仍然有点像“大海捞针”。“还需要更多时间在技术上进行探索。”

  同时,方志宏认为,目前还没有找到可以替代锑的催化剂,只要涤纶纤维还在生产,锑的产生就不可避免。“一方面要正视问题,寻找科学的办法进行解决,另一方面也要提高科学认识,只要锑含量在科学合理的范围内,就不必因噎废食。”

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