Warum ist Druck- und Färbereiabwasser schwierig zu behandeln? Zusammenfassung der Behandlungstechnologien

Unter Druck- und Färbereiabwasser versteht man das Abwasser, das bei der Vorbehandlung, dem Färben, Bedrucken und Veredeln von Baumwolle, Wolle, Hanf, Seide, Chemiefasern oder Mischprodukten anfällt. Die Druck- und Färbeindustrie ist ein Sektor mit hohem Wasserverbrauch-in der Textilindustrie, wobei Wasser während des gesamten Druck- und Färbeprozesses als Medium fungiert.

 

Ich. Watäh Qualität und QualitätWesensmerkmale von Druck- und Färbereiabwässern

 

Aufgrund der komplexen Druck- und Färbeprozesse und dem Einsatz unterschiedlichster Chemikalien wie Farbstoffe, Leimungsmittel und Hilfsstoffe sind Druck- und Färbeabwässer geprägt vongroßes Volumen, hoher Gehalt an organischen Schadstoffen, tiefe Farbe, hohe Alkalität und große Schwankungen der Wasserqualität, was es zu einer Art Industrieabwasser macht, das schwer zu behandeln ist.

 

1. Hauptschadstoffe und Zusammensetzung des Druck- und Färbereiabwassers

Druck- und Färbereiabwässer enthalten Farbstoffe, Leimungsmittel, Hilfsstoffe, Öle, Säuren und Laugen, Faserverunreinigungen, Sand und anorganische Salze. Darunter enthalten Farbstoffe Nitro, Aminoverbindungen und Schwermetalle wie Kupfer, Chrom, Zink und Arsen, die biologisch hochgiftig sind und schwere Umweltverschmutzung verursachen.

Farbstoffe sind die Hauptquelle von Schadstoffen im Abwasser, mit unterschiedlicher Art und unterschiedlicher biologischer Abbaubarkeit.

Hilfsstoffe sind eine weitere wichtige Quelle, darunter Tenside, Metallkomplexbildner usw., die in Netz- und Penetrationsmittel, Emulgier- und Dispergiermittel, Entschäumer, Fixiermittel, Harzveredelungsmittel, Flammschutzmittel und Antistatikmittel usw. eingeteilt werden.

Es ist auch eine geringe Menge Öl aus Reinigungs- und Endbearbeitungsprozessen vorhanden, mit geringem Gehalt und minimaler Auswirkung auf die Wasserqualität.

 

2. Quellen und Wasserqualität/Quantitätsmerkmale von Druck- und Färbereiabwässern

Druck- und Färbeabwasser ist ein gemischter Strom aus den oben genannten Prozessen, der Verunreinigungen wie Rohstoffschmutz, Fett, zugesetzte Leimungsmittel, Farbstoffe, Tenside, Hilfsmittel und Säuren/Laugen enthält. Abwasser entsteht in jeder Phase des Druckens und Färbens:

Vorbehandlung (Sengen, Entschlichten, Beizen, Bleichen, Mercerisieren): Entschlichtungsabwasser, Beizabwasser, Bleichabwasser, Mercerisierabwasser

Färben: Färben von Abwasser

Drucken: Drucken von Abwasser und Seifenabwasser

Endbearbeitung: Endabwasser

 

3. Wasserqualitätseigenschaften von Abwasser aus verschiedenen Druck- und Färbeprodukten

Die Qualität des Abwassers variiert je nach Faserrohstoff, Produkttyp, Produktionsprozess, Farbstoff-/Hilfsstofftyp, Verarbeitungsmethode und Spülhäufigkeit. Auf der Grundlage des Faserrohstoffs wird das Textildrucken und Färben in Baumwollfärben, Wollfärben, Seidenfärben und Hanffärben unterteilt.

 

II. Einleitungsstandards für Druck- und Färbereiabwässer

 

Die Einleitungsnorm für Druckerei- und Färbereiabwässer beträgtEinleitungsnorm für Wasserschadstoffe für die Textilfärbe- und -veredelungsindustrie (GB4287-1992).

Kategorie I: Schadstoffe, die sich in der Umwelt oder in Organismen ansammeln und langfristige Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben (mit festgelegten maximal zulässigen Ableitungskonzentrationen).

 

 

Kategorie II: Schadstoffe mit weniger langfristigen-Auswirkungen (mit festgelegten maximal zulässigen Ableitungskonzentrationen).

 

 

III. Aufbereitungstechnologien für Druck- und Färbereiabwässer

 

Zu den wichtigsten Behandlungsmethoden gehörenphysikalische Behandlung, chemische Behandlung, physikalisch-chemische Behandlung, biologische Behandlung und Alkalireduktionsbehandlung. Die biologische Behandlung ist die primäre Methode, oft kombiniert mit anderen Vorbehandlungstechnologien.

 

1. Körperliche Behandlung

 

(1) Membrantrennung

Als hocheffiziente Trenntechnologie nutzt die Membrantrennung die selektive Durchlässigkeit biologischer Membranen, um Schadstoffe aus dem Abwasser abzutrennen, zu konzentrieren und zurückzugewinnen.

Vorteile: kein chemischer Zusatz, keine Sekundärverschmutzung, einfache Bedienung, geringer Energieverbrauch, wiederverwertbare Salze und Farbstoffe, wiederverwendbares aufbereitetes Wasser.

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); Die Tauchfiltration verbessert die Effizienz und spart Energie.

 

Energiereiche physikalische Behandlung

Hochenergetische Teilchenstrahlen bombardieren Wasser und erzeugen hochreaktive ·OH-Radikale und H-Atome, die organisches Material zersetzen.

Vorteile: hohe organische Entfernungsrate, geringer Platzbedarf, einfache Bedienung.

Nachteile: teure Ausrüstung, hohe technische Anforderungen, hoher Energieverbrauch, geringe Energieeffizienz.

Durchbruch: Das erste Demonstrationsprojekt zur Elektronenstrahlbestrahlung für Druck- und Färbeabwässer wurde im März 2017 in Jinhua, Zhejiang, gebaut.

 

Ultraschalltechnologie

Ultraschall baut feuerfeste organische Schadstoffe ab, indem es fortschrittliche Oxidations-, Verbrennungs- und überkritische Wasseroxidationsfunktionen kombiniert.

Mechanismus: Ultraschallkavitation bricht organische Bindungen und beschleunigt die Flockung, wodurch Farbe, CSB und Anilin reduziert werden.

Status: Die meisten Forschungsarbeiten befinden sich noch im Laborstadium.

 

2. Physikalisch-chemische Behandlung

 

(1) Adsorption

Geeignet für die fortschrittliche Behandlung von Druck- und Färbeabwässern mit geringer -Konzentration, mit geringen Investitionen und einfacher Bedienung. Zu den Adsorbentien gehörenAktivkohle, makroporöses Adsorptionsharz, Kaolin, Kieselgur und Kohleschlacke.

Aktivkohle: starke Adsorption für wasserlösliche Farbstoffe, aber teuer und schwer zu regenerieren.

Makroporöses Harz: gute Stabilität, einfache Regeneration, wirksam für aromatische Sulfonate und Naphthole.

Kostengünstige Adsorptionsmittel (Kaolin, Kohleschlacke): gute Entfärbung, aber große Schlammproduktion.

 

 

Koagulation

Einschließlich Fällung und Luftflotation, weit verbreitet in kleinen und mittleren Unternehmen für niedrige Kosten, große Kapazität und hohe Entfärbung. Gängige Koagulationsmittel: Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Eisensulfat, Polyaluminiumchlorid (PAC), Polyeisensulfat (PFS), Polyacrylamid (PAM).

Wirksam für hydrophobe Farbstoffe (Schwefel-, Küpen-, Dispersionsfarbstoffe), aber schlecht für hydrophile Farbstoffe.

Nachteile: empfindlich gegenüber Änderungen der Wasserqualität, geringe CSB-Entfernung, großer und schwer zu entwässernder Schlamm.

 

3. Chemische Behandlung

 

(1) Chemische Oxidation

Zerstört Farbstoffchromophore mithilfe von Ozon, Fenton-Reagenz, Chlor oder Natriumhypochlorit.

Ozonierung: gute Entfärbung, kein Schlamm, aber hohe Kosten, schlecht für unlösliche Farbstoffe, geringe CSB-Entfernung.

Fenton-Oxidation: ·OH aus H₂O₂/Fe²⁺ bricht Farbstoffketten; kombiniert mit Koagulation; verstärkt durch UV/Oxalat.

 

Photochemische Oxidation

Einschließlich Photolyse, photosensibilisierte Oxidation, photo-initiierte Oxidation und photokatalytische Oxidation (am häufigsten untersucht).

Katalysatoren: TiO₂, CdS, Fe₂O₃, WO₃; TiO₂ ist ideal für Stabilität, Ungiftigkeit und niedrige Kosten.

Vorteile: milde Bedingungen, starke Oxidation, vollständige Mineralisierung; Nachteile: hoher Investitions- und Energieverbrauch, schlecht für hochkonzentriertes Abwasser.

 

Nassluftoxidation (WAO)

Oxidiert organische Stoffe bei hoher Temperatur (125–320 Grad) und hohem Druck (0,5–20 MPa).Überkritische Wasseroxidation (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >99 % organische Entfernung in 60 Sekunden, schnell und effizient.

 

(2) Elektrolyse

Wandelt Schadstoffe über Elektrodenreaktionen in unschädliche Stoffe um; Kostenreduzierung durch Leistungsentwicklung.

Innere Elektrolyse von Eisen-Kohlenstoff: Bildet galvanische Zellen zur Erzeugung von Fe²⁺/Fe³⁺-Flocken und aktivem [H]/[O], entfärbt und verbessert die biologische Abbaubarkeit.

Elektrokatalytische Oxidation: erzeugt ·OH, O₃, H₂O₂ zur vollständigen Mineralisierung organischer Stoffe, geeignet für die Abwasservorbehandlung mit hoher -Konzentration.

 

4. Biologische Behandlung

 

Unterteilt inaerobe, anaerobe und anaerobe -aerobe kombinierte Prozesse; In China dominiert die aerobe Behandlung.

Aerob: hohe CSB/BSB₅-Entfernung, schlechte Entfärbung.

Anaerob: hohe Entfärbung, geringe Schlammausbeute, rückgewinnbares Methan.

 

--Aerobe biologische Behandlung

1. Belebtschlammverfahren: geringe Investition, gute organische Entfernung, teilweise Entfärbung.
2. SBR: Zeit-basierte Pfropfenströmung und räumliche vollständige Durchmischung, Potenzial für feuerfeste organische Stoffe.
3. Biofilmprozess: höhere Entfärbung als Belebtschlamm; umfasst Kontaktoxidation und biologische Filter.
4. Biologische Kontaktoxidation: vereint Belebtschlamm- und Biofilmvorteile, geringe Schlammbildung, einfache Bedienung.
5. MBR: Integriert Belebtschlamm- und Membrantrennung, hält feuerfeste organische Stoffe zurück und wiederverwendbares Wasser.

 

--Anaerobe biologische Behandlung

1. Anaerober Biofilter: hohe Keimkonzentration, lange Schlammverweildauer, temperaturempfindlich.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90 % CSB-/Farbentfernung.
3. ABR: Prallplattenstruktur, mehrstufiger Anaerobismus, kein Verstopfen, einfacher Start.
4. Anaerobes Wirbelbett: kurze HRT, hohe Belastung, geringer Platzbedarf.
5. IC-Reaktor: Doppelte UASB-Struktur, hohe Volumenbelastung, starke Stoßfestigkeit.
6. Hydrolyse, Ansäuerung: stoppt die Hydrolyse/Ansäuerung, verbessert die biologische Abbaubarkeit, geringe CSB-Entfernung (40 %–50 %).

 

--Anaerobe-Aerobe kombinierte Prozesse

1. Kombiniert die Vorteile einer anaeroben und aeroben Behandlung; Typische Prozesse:
2. Anaerober-aerober-biologischer Kohlenstoffkontakt
3. Anaerobe-aerobe biologische rotierende Scheibe
4. Hydrolyse, Ansäuerung-aerob

 

IV. Neue biologische Behandlungstechnologien für Druck- und Färbereiabwässer

 

1. Bioaugmentationstechnologie

Fügt hocheffiziente abbauende Stämme (z. B. Weißfäulepilze) hinzu, um die Schadstoffentfernung zu verbessern. Weißfäulepilze produzieren Ligninperoxidase und Manganperoxidase für die Breitspektrum-Farbstoffentfärbung.

 

2. Technologie immobilisierter Mikroorganismen

Fixiert Mikroben auf Trägern für hohe Aktivität und Stabilität, höhere Effizienz als suspendierte Systeme und weniger Schlammbildung.

 

3. Schwierigkeit: Behandlung von alkalireduziertem Abwasser

Durch die Alkalireduktion werden Polyesterfasern hydrolysiert, um Seide zu simulieren. Abwasser enthält hohe Konzentrationen an Terephthalsäure, Ethylenglykol und Oligomeren.

Eigenschaften: hoher CSB₍Cr₎, hohe Alkalität, schlechte biologische Abbaubarkeit.

Behandlung: Säurefällung + elektrokatalytische Oxidation + Abbau salztoleranter Bakterien + katalytische Oxidation mit mehreren Effekten.

 

4. Typischer Druck- und Färbeprozess zur Abwasserbehandlung

Gitter → Regulierungstank (Belüftung zur Homogenisierung) → fakultativer/hydrolytischer Ansäuerungstank (verbessert die biologische Abbaubarkeit) → Kontaktoxidationstank → Flockungstank → Sedimentationstank → Desinfektion → Entladung; Der Schlamm wird eingedickt und entwässert.

 

5. Verarbeiten Sie Fälle nach Produkttyp

 

Abwasser aus gewebter/gestrickter Baumwolle

Baumwolle gewebt: längerer Prozess, höhere Belastung; Regulierung (6–8 h), Hydrolyse, Ansäuerung (4–10 h), Kontaktoxidation (8–10 h).

Baumwolle gestrickt: kein Schlichten, geringerer organischer Anteil, kürzerer Prozess.

Abwasser aus der Seidenfärbung

Entschleimung von Naturseide: hochkonzentriertes biologisch abbaubares Abwasser; behandelt durch UASB + Aerobic + Koagulation.

 

 

Natürliche Seidenfärbung: ähnlich dem Färben von Wolle; Die biologische Behandlung ist wirksam.

Polyester-ähnliche Seide: Abwasser zur Alkalireduktion erfordert eine separate Vorbehandlung.

 

Wollreinigungsabwasser

Hochkonzentriertes organisches Abwasser mit Wollfett; Prozess: Gitter → Sandfang → Regelung → Koagulation, Luftflotation → Hydrolyse, Ansäuerung → anaerobe Fermentation → aerob → Koagulation; Wollfett ist recycelbar.

 

Abwasser aus der Textilfärbung von Wolle

Gute biologische Abbaubarkeit (B/C ≈ 0,3–0,4), wasserlösliche Farbstoffe; Prozess: Gitter → Regulierung → Hydrolyse, Ansäuerung → Kontaktoxidation → BAF → Koagulation/photochemische Oxidation.

 

Abwasser aus der Hanffärbung

Entschleimung von Hanf: alkalisches organisches Abwasser mit hoher -Konzentration; behandelt durch anaerobe + aerobe + Koagulation/photochemische Oxidation.

Hanffärben: ähnlich wie beim Baumwollfärben, einstellbare Parameter.