Mengapa Mencetak dan Mencelup Air Sisa Sukar untuk Dirawat? Ringkasan Teknologi Rawatan

Air sisa pencetakan dan pencelupan merujuk kepada air sisa yang dibuang semasa proses prarawatan, pencelupan, pencetakan dan kemasan kapas, bulu, rami, sutera, gentian kimia atau produk campuran. Industri percetakan dan pencelupan ialah sektor utama-penggunaan air dalam industri tekstil, dengan air bertindak sebagai perantara sepanjang keseluruhan proses pencetakan dan pencelupan.

 

I. Water Kualiti dan Kualitintity Ciri-ciri Percetakan dan Pencelupan Air Sisa

 

Disebabkan oleh proses pencetakan dan pencelupan yang kompleks dan penggunaan pelbagai jenis bahan kimia seperti pewarna, saiz, dan bahan bantu, percetakan dan pencelupan air sisa dicirikan olehisipadu besar, kandungan pencemar organik yang tinggi, warna dalam, kealkalian tinggi, dan turun naik kualiti air yang besar, menjadikannya sejenis air sisa industri yang sukar dirawat.

 

1. Pencemaran Utama dan Komposisi Air Sisa Pencetakan dan Pencelupan

Air sisa percetakan dan pencelupan mengandungi pewarna, saiz, bahan bantu, minyak, asid dan alkali, kekotoran gentian, pasir dan garam bukan organik. Antaranya, pewarna mengandungi nitro, sebatian amino, dan logam berat seperti kuprum, kromium, zink, dan arsenik, yang sangat toksik secara biologi dan menyebabkan pencemaran yang teruk.

Pewarna adalah sumber utama bahan pencemar dalam air sisa, dengan pelbagai jenis dan kebolehbiodegradan yang berbeza-beza.

Bahan bantu ialah satu lagi sumber utama, termasuk surfaktan, agen pengkompleks logam, dsb., yang dikelaskan kepada agen pembasahan dan penembusan, agen pengemulsi dan penyebaran, penyahbuih, agen penetapan, agen kemasan resin, kalis api dan agen antistatik, dsb.

Sebilangan kecil minyak daripada proses menyental dan kemasan juga terdapat, dengan kandungan yang rendah dan impak minimum terhadap kualiti air.

 

2. Sumber dan Kualiti Air/Kuantiti Ciri-ciri Percetakan dan Pencelupan Air Sisa

Pencetakan dan pencelupan air sisa ialah aliran campuran daripada proses di atas, yang mengandungi bahan cemar seperti kotoran bahan mentah, gris, saiz tambahan, pewarna, surfaktan, bahan bantu dan asid/alkali. Air sisa dihasilkan dalam setiap peringkat pencetakan dan pencelupan:

Prarawatan (menyanyi, menyah, menyental, melunturkan, memercerizing): menyahi air sisa, menyental air sisa, melunturkan air sisa, memercerizing air sisa

Pencelupan: pencelupan air sisa

Percetakan: mencetak air sisa dan air sisa sabun

Kemasan: penamat air sisa

 

3. Ciri Kualiti Air Air Sisa daripada Produk Percetakan dan Pencelupan Berbeza

Kualiti air sisa berbeza dengan bahan mentah gentian, jenis produk, proses pengeluaran, pewarna/jenis tambahan, kaedah pemprosesan, dan kekerapan pembilasan.Berdasarkan bahan mentah gentian, pencetakan tekstil dan pencelupan dibahagikan kepada pencelupan kapas, pencelupan bulu, pencelupan sutera dan pencelupan rami.

 

II. Piawaian Nyahcas untuk Mencetak dan Mencelup Air Sisa

 

Piawaian pelepasan untuk pencetakan dan pencelupan air sisa ialahStandard Pelepasan Bahan Pencemar Air untuk Industri Pencelupan dan Kemasan Tekstil (GB4287-1992).

Kategori I: Bahan berbahaya yang terkumpul dalam persekitaran atau organisma dan memberi kesan jangka panjang-ke atas kesihatan manusia (dengan kepekatan pelepasan maksimum yang dibenarkan).

 

 

Kategori II: Bahan berbahaya dengan kesan jangka-yang kurang panjang (dengan kepekatan pelepasan maksimum yang dibenarkan).

 

 

III. Teknologi Rawatan untuk Mencetak dan Mencelup Air Sisa

 

Kaedah rawatan utama termasukrawatan fizikal, rawatan kimia, rawatan fizikokimia, rawatan biologi, dan rawatan pengurangan alkali. Rawatan biologi adalah kaedah utama, selalunya digabungkan dengan teknologi prarawatan lain.

 

1. Rawatan Fizikal

 

(1) Pemisahan Membran

Sebagai-teknologi pengasingan kecekapan tinggi, pengasingan membran menggunakan kebolehtelapan terpilih membran biologi untuk memisahkan, menumpukan dan memulihkan bahan pencemar daripada air sisa.

Kelebihan: tiada penambahan kimia, tiada pencemaran sekunder, operasi mudah, penggunaan tenaga yang rendah, garam dan pewarna kitar semula, air terawat yang boleh digunakan semula.

Applications: ultrafiltration (UF) and reverse osmosis (RO) for dye wastewater; decolorization rate 95%–98%, COD₍Cr₎ removal 60%–90%, dye recovery >95%.

Nanofiltration (NF): high energy consumption and membrane fouling under high pressure (>1.0 MPa); penapisan tenggelam meningkatkan kecekapan dan menjimatkan tenaga.

 

Tinggi-Rawatan Fizikal Bertenaga

Rasuk zarah bertenaga tinggi-mengebom air untuk menghasilkan radikal ·OH dan atom H yang sangat reaktif, yang mengurai bahan organik.

Kelebihan: kadar penyingkiran organik yang tinggi, jejak kecil, operasi mudah.

Kelemahan: peralatan mahal, keperluan teknikal yang tinggi, penggunaan tenaga yang tinggi, kecekapan tenaga yang rendah.

Kejayaan: Projek demonstrasi penyinaran pancaran elektron pertama untuk mencetak dan mencelup air sisa telah dibina di Jinhua, Zhejiang pada Mac 2017.

 

Teknologi Ultrasonik

Ultrasound merendahkan bahan pencemar organik refraktori dengan menggabungkan pengoksidaan lanjutan, insinerasi dan ciri pengoksidaan air superkritikal.

Mekanisme: Peronggaan ultrasonik memecahkan ikatan organik dan mempercepatkan pemberbukuan, mengurangkan warna, COD dan anilin.

Status: Kebanyakan penyelidikan masih di peringkat makmal.

 

2. Rawatan Fisikokimia

 

(1) Penjerapan

Sesuai untuk rawatan lanjutan terhadap-pencetakan kepekatan rendah dan air sisa pencelupan, dengan pelaburan yang rendah dan operasi mudah. ​​Penjerap termasukkarbon teraktif, resin penjerapan makroporous, kaolin, diatomit, dan cinder arang batu.

Karbon teraktif: penjerapan kuat untuk air-pewarna larut tetapi mahal dan sukar untuk dijana semula.

Resin makroporous: kestabilan yang baik, penjanaan semula mudah, berkesan untuk sulfonat aromatik dan naftol.

Penjerap kos-rendah (kaolin, arang batu): penyahwarnaan yang baik tetapi pengeluaran enapcemar yang besar.

 

 

Pembekuan

Termasuk pemendakan dan pengapungan udara, digunakan secara meluas dalam perusahaan kecil dan sederhana-untuk kos rendah, kapasiti besar dan penyahwarnaan tinggi. Penggumpal biasa: aluminium sulfat, aluminium klorida, ferus sulfat, polialuminum klorida (PAC), poliferik sulfat (PFS), poliakrilamida (PAM).

Berkesan untuk pewarna hidrofobik (sulfur, tong, pewarna bersurai) tetapi lemah untuk pewarna hidrofilik.

Kelemahan: sensitif kepada perubahan kualiti air, penyingkiran COD yang rendah, enap cemar yang besar dan sukar-diairkan.

 

3. Rawatan Kimia

 

(1) Pengoksidaan Kimia

Memusnahkan kromofor pewarna menggunakan ozon, reagen Fenton, klorin atau natrium hipoklorit.

Pengozonan: penyahwarnaan yang baik, tiada enapcemar, tetapi kos yang tinggi, miskin untuk pewarna tidak larut, penyingkiran COD yang rendah.

Pengoksidaan Fenton: ·OH daripada H₂O₂/Fe²⁺ memutuskan rantai pewarna; digabungkan dengan pembekuan; dipertingkatkan oleh UV/oksalat.

 

Pengoksidaan Fotokimia

Termasuk fotolisis, pengoksidaan fotosensitisasi,-pengoksidaan dimulakan foto dan pengoksidaan fotomangkin (paling banyak dikaji).

Pemangkin: TiO₂, CdS, Fe₂O₃, WO₃; TiO₂ sesuai untuk kestabilan, tidak-toksikiti dan kos rendah.

Kelebihan: keadaan ringan, pengoksidaan kuat, mineralisasi lengkap; keburukan: pelaburan tinggi dan penggunaan tenaga, kurang untuk-air sisa kepekatan tinggi.

 

Pengoksidaan Udara Basah (WAO)

Mengoksidakan bahan organik pada suhu tinggi (125–320 darjah ) dan tekanan tinggi (0.5–20 MPa).Pengoksidaan Air Superkritikal (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >99% penyingkiran organik dalam 60 saat, pantas dan cekap.

 

(2) Elektrolisis

Menukar bahan pencemar kepada bahan tidak berbahaya melalui tindak balas elektrod; kos dikurangkan dengan pembangunan kuasa.

Besi-elektrolisis dalaman karbon: membentuk sel galvanik untuk menghasilkan flok Fe²⁺/Fe³⁺ dan aktif [H]/[O], menyahwarna dan meningkatkan kebolehbiodegradan.

Pengoksidaan elektrokatalitik: menjana ·OH, O₃, H₂O₂ untuk memineral sepenuhnya organik, sesuai untuk-perawatan awal air sisa berkepekatan tinggi.

 

4. Rawatan Biologi

 

Terbahagi kepadaproses gabungan aerobik, anaerobik dan anaerobik-aerobik; rawatan aerobik mendominasi di China.

Aerobik: penyingkiran COD/BOD₅ tinggi, penyahwarnaan yang lemah.

Anaerobik: penyahwarnaan tinggi, hasil enapcemar yang rendah, metana boleh pulih.

 

--Rawatan Biologi Aerobik

1. Proses Enapcemar Diaktifkan: pelaburan rendah, penyingkiran organik yang baik, penyahwarnaan separa.
2. SBR: aliran palam berasaskan masa-dan pencampuran lengkap spatial, berpotensi untuk organik refraktori.
3. Proses Biofilem: penyahwarnaan lebih tinggi daripada enap cemar diaktifkan; termasuk pengoksidaan sentuhan dan penapis biologi.
4. Pengoksidaan Sentuhan Biologi: menggabungkan kelebihan enapcemar teraktif dan biofilem, enapcemar rendah, pengendalian mudah.
5. MBR: mengintegrasikan enapcemar teraktif dan pengasingan membran, mengekalkan bahan organik refraktori, air boleh guna semula.

 

--Rawatan Biologi Anaerobik

1. Penapis Bio Anaerobik: kepekatan mikrob yang tinggi, pengekalan enapcemar yang lama, sensitif kepada suhu.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90% COD/penyingkiran warna.
3. ABR: struktur penyekat, berbilang-anaerobik, tiada penyumbatan, permulaan yang mudah.
4. Katil Terbendalir Anaerobik: HRT pendek, beban tinggi, jejak kecil.
5. Reaktor IC: struktur UASB berganda, beban volum tinggi, rintangan hentakan yang kuat.
6. Pengasidan Hidrolisis: berhenti pada hidrolisis/pengasidan, meningkatkan biodegradasi, penyingkiran COD yang rendah (40%–50%).

 

--Anaerobik-Proses Gabungan Aerobik

1. Menggabungkan kelebihan rawatan anaerobik dan aerobik; proses biasa:
2. Hubungan karbon biologi-aerobik-anaerobik
3. Cakera berputar biologi aerobik-anaerobik
4. Pengasidan hidrolisis-aerobik

 

IV. Teknologi Rawatan Biologi Baharu untuk Mencetak dan Mencelup Air Sisa

 

1. Teknologi Bioaugmentasi

Menambah strain merendahkan yang sangat cekap (cth, kulat reput-putih) untuk meningkatkan penyingkiran bahan pencemar. Kulat reput-putih menghasilkan lignin peroksidase dan mangan peroksidase untuk-penyahwarnaan pewarna spektrum luas.

 

2. Teknologi Mikroorganisma Tidak Bergerak

Membetulkan mikrob pada pembawa untuk aktiviti dan kestabilan yang tinggi, kecekapan yang lebih tinggi daripada sistem terampai, kurang enapcemar.

 

3. Kesukaran: Rawatan Air Sisa Pengurangan Alkali

Pengurangan alkali menghidrolisis gentian poliester untuk mensimulasikan sutera; air sisa mengandungi kepekatan tinggi asid tereftalat, etilena glikol, dan oligomer.

Ciri-ciri: COD₍Cr₎ tinggi, kealkalian tinggi, kebolehbiodegradan yang lemah.

Rawatan: pemendakan asid + pengoksidaan elektrokatalitik + garam-degradasi bakteria bertolak ansur + pelbagai-pengoksidaan pemangkin kesan.

 

4. Proses Rawatan Air Sisa Pencetakan dan Pencelupan Biasa

Grid → Tangki kawal selia (pengudaraan untuk homogenisasi) → Tangki pengasidan fakultatif/hidrolisis (meningkatkan kebolehbiodegradan) → Tangki pengoksidaan sentuhan → Tangki pemberbukuan → Tangki pemendapan → Pembasmian kuman → Pelepasan; enap cemar menjadi pekat dan deair.

 

5. Proses Kes mengikut Jenis Produk

 

Air Sisa Pencelupan Tenunan Kapas/Knit

Tenunan kapas: proses yang lebih lama, beban yang lebih tinggi; peraturan (6-8 jam), pengasidan hidrolisis (4-10 jam), pengoksidaan sentuhan (8-10 jam).

Kapas rajutan: tiada saiz, beban organik lebih rendah, proses lebih pendek.

Air Sisa Pencelupan Sutera

Degumming sutera semulajadi: air sisa biodegradasi berkepekatan tinggi-; dirawat dengan UASB + aerobik + koagulasi.

 

 

Pewarna sutera semulajadi: serupa dengan pencelupan bulu; rawatan biologi adalah berkesan.

Sutera simulasi poliester: air sisa pengurangan alkali memerlukan prarawatan yang berasingan.

 

Air Sisa Menggosok Bulu

Air buangan organik-kepekatan tinggi dengan gris bulu; proses: grid → kebuk pasir → peraturan → pengapungan udara pembekuan → pengasidan hidrolisis → penapaian anaerobik → aerobik → pembekuan; gris bulu boleh dikitar semula.

 

Air Sisa Pencelupan Tekstil Bulu

Kebolehbiodegradan yang baik (B/C ≈ 0.3–0.4), pewarna larut air-; proses: grid → peraturan → pengasidan hidrolisis → pengoksidaan sentuhan → BAF → pembekuan/pengoksidaan fotokimia.

 

Air Sisa Pewarna Hemp

Degumming rami: air sisa organik beralkali kepekatan tinggi-; dirawat secara anaerobik + aerobik + pembekuan/pengoksidaan fotokimia.

Pewarna rami: serupa dengan pencelupan kapas, parameter boleh laras.