Baskı ve Boyama Atık Sularının Arıtılması Neden Zordur? Arıtma Teknolojilerinin Özeti

Baskı ve boyama atık suyu, pamuk, yün, kenevir, ipek, kimyasal elyaf veya harmanlanmış ürünlerin ön arıtma, boyama, baskı ve terbiye işlemleri sırasında boşaltılan atık suyu ifade eder. Baskı ve boyama endüstrisi, tekstil endüstrisinde- önemli bir su tüketen sektördür ve su, tüm baskı ve boyama süreci boyunca bir araç görevi görür.

 

I. WatKalite ve KaliteBaskı ve Boyama Atıksularının Özellikleri

 

Karmaşık baskı ve boyama prosesleri ve boyalar, boyutlar ve yardımcı maddeler gibi çok çeşitli kimyasalların kullanımı nedeniyle, baskı ve boyama atıksuları şu şekilde karakterize edilir:Büyük hacim, yüksek organik kirletici içeriği, derin renk, yüksek alkalilik ve büyük su kalitesi dalgalanmalarıBu da onu arıtılması zor bir endüstriyel atık su haline getiriyor.

 

1. Baskı ve Boyama Atık Sularının Ana Kirleticileri ve Bileşimi

Baskı ve boyama atıksuları; boyalar, apreler, yardımcı maddeler, yağlar, asitler ve alkaliler, lif yabancı maddeleri, kum ve inorganik tuzlar içerir. Bunlar arasında boyalar nitro, amino bileşikleri ve biyolojik olarak oldukça toksik olan ve ciddi kirliliğe neden olan bakır, krom, çinko ve arsenik gibi ağır metalleri içerir.

Boyalar, çeşitli türleri ve değişen biyobozunurlukları ile atık sudaki kirleticilerin ana kaynağıdır.

Yardımcı maddeler, ıslatıcı ve nüfuz edici maddeler, emülsifiye edici ve dağıtıcı maddeler, köpük gidericiler, sabitleme maddeleri, reçine bitirme maddeleri, alev geciktirici ve antistatik maddeler vb. olarak sınıflandırılan yüzey aktif maddeler, metal kompleksleştirici maddeler vb. dahil olmak üzere diğer bir ana kaynaktır.

Temizleme ve bitirme işlemlerinden elde edilen, düşük içerikli ve su kalitesi üzerinde minimum etkiye sahip az miktarda yağ da mevcuttur.

 

2. Baskı ve Boyama Atıksularının Kaynakları ve Su Kalitesi/Miktar Özellikleri

Baskı ve boyama atık suyu, ham madde kiri, gres, eklenen ebatlar, boyalar, yüzey aktif maddeler, yardımcı maddeler ve asitler/alkaliler gibi kirletici maddeleri içeren, yukarıdaki proseslerden kaynaklanan karışık bir akıştır. Atık su, baskı ve boyamanın her aşamasında üretilir:

Ön arıtma (yakma, haşıl sökme, yıkama, ağartma, merserizasyon): atık suyun haşıl sökme, atık suyun temizlenmesi, atık suyun ağartılması, atık suyun merserize edilmesi

Boyama: atık suyun boyanması

Yazdırma: atık suyun basılması ve atık suyun sabunlanması

Bitirme: atık suyun bitirilmesi

 

3. Farklı Baskı ve Boyama Ürünlerinden Kaynaklanan Atıksuların Su Kalitesi Özellikleri

Atık su kalitesi, elyaf hammaddelerine, ürün tiplerine, üretim proseslerine, boya/yardımcı tiplere, işleme yöntemlerine ve durulama sıklığına göre değişiklik gösterir. Tekstil baskı ve boyama, elyaf hammaddelerine göre pamuk boyama, yün boyama, ipek boyama ve kenevir boyama olarak ayrılır.

 

II. Baskı ve Boyama Atıksularının Deşarj Standartları

 

Atık suyun basılması ve boyanması için deşarj standardıTekstil Boyama ve Terbiye Endüstrisi için Su Kirleticilerinin Deşarj Standardı (GB4287-1992).

Kategori I: Çevrede veya organizmalarda biriken ve insan sağlığı üzerinde-uzun vadeli etkiler yaratan zararlı maddeler (belirtilen izin verilen maksimum deşarj konsantrasyonlarıyla).

 

 

Kategori II: Uzun-dönem etkileri daha az olan zararlı maddeler (belirtilen izin verilen maksimum deşarj konsantrasyonlarıyla).

 

 

III. Baskı ve Boyama Atıksu Arıtma Teknolojileri

 

Ana tedavi yöntemleri şunları içerir:fiziksel arıtma, kimyasal arıtma, fizikokimyasal arıtma, biyolojik arıtma ve alkali azaltma tedavisi. Biyolojik arıtma, genellikle diğer ön arıtma teknolojileriyle birleştirilen birincil yöntemdir.

 

1. Fizik Tedavi

 

(1) Membran Ayırma

Yüksek-verimli bir ayırma teknolojisi olarak membranlı ayırma, atık sudaki kirleticileri ayırmak, yoğunlaştırmak ve kurtarmak için biyolojik membranların seçici geçirgenliğini kullanır.

Avantajları: Kimyasal katkı yok, ikincil kirlilik yok, basit kullanım, düşük enerji tüketimi, geri dönüştürülebilir tuzlar ve boyalar, yeniden kullanılabilir arıtılmış su.

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); Batık filtreleme verimliliği artırır ve enerji tasarrufu sağlar.

 

Yüksek-Enerjili Fizik Tedavi

Yüksek-enerjili parçacık ışınları, organik maddeyi ayrıştıran oldukça reaktif ·OH radikalleri ve H atomları oluşturmak için suyu bombalar.

Avantajları: Yüksek organik giderim oranı, küçük ayak izi, basit kullanım.

Dezavantajları: pahalı ekipmanlar, yüksek teknik gereksinimler, yüksek enerji tüketimi, düşük enerji verimliliği.

Atılım: Atık suyun basılması ve boyanması için ilk elektron ışını ışınlama tanıtım projesi Mart 2017'de Jinhua, Zhejiang'da inşa edildi.

 

Ultrasonik Teknoloji

Ultrason, gelişmiş oksidasyon, yakma ve süperkritik su oksidasyon özelliklerini birleştirerek refrakter organik kirleticileri azaltır.

Mekanizma: Ultrasonik kavitasyon organik bağları kırar ve flokülasyonu hızlandırarak rengi, COD'yi ve anilini azaltır.

Durumu: Araştırmaların çoğu laboratuvar aşamasındadır.

 

2. Fizikokimyasal Tedavi

 

(1) Adsorpsiyon

Düşük yatırım ve basit operasyonla, düşük-konsantrasyonlu baskı ve boyama atık sularının gelişmiş arıtımı için uygundur. Adsorbanlar şunları içerir:aktif karbon, makro gözenekli adsorpsiyon reçinesi, kaolin, diatomit ve kömür külü.

Aktif karbon: Suda-çözünür boyalar için güçlü adsorpsiyon, ancak pahalıdır ve yeniden oluşturulması zordur.

Büyük gözenekli reçine: iyi stabilite, kolay rejenerasyon, aromatik sülfonatlar ve naftoller için etkilidir.

Düşük-maliyetli adsorbanlar (kaolin, kömür cüruf): iyi renk giderimi ancak büyük miktarda çamur üretimi.

 

 

Pıhtılaşma

Küçük ve orta{0}}büyüklükteki işletmelerde düşük maliyet, büyük kapasite ve yüksek renk giderimi için yaygın olarak kullanılan çökeltme ve havayla yüzdürme dahil. Yaygın pıhtılaştırıcılar: alüminyum sülfat, alüminyum klorür, demir sülfat, polialüminyum klorür (PAC), poliferrik sülfat (PFS), poliakrilamid (PAM).

Hidrofobik boyalar (kükürt, tekne, dispers boyalar) için etkilidir ancak hidrofilik boyalar için zayıftır.

Dezavantajları: su kalitesi değişikliklerine karşı hassastır, KOİ giderimi düşüktür, büyük ve-susuzlaştırılması-zor çamur çamurudur.

 

3. Kimyasal Arıtma

 

(1) Kimyasal Oksidasyon

Ozon, Fenton reaktifi, klor veya sodyum hipoklorit kullanarak boya kromoforlarını yok eder.

Ozonlama: iyi renk giderme, çamur oluşturmaz, ancak yüksek maliyet, çözünmeyen boyalar açısından zayıf, düşük KOİ giderimi.

Fenton oksidasyonu: ·H₂O₂/Fe²⁺'den gelen OH, boya zincirlerini kırar; pıhtılaşma ile birlikte; UV/oksalat ile güçlendirilmiştir.

 

Fotokimyasal Oksidasyon

Fotoliz, ışığa duyarlı oksidasyon, ışıkla-başlatılan oksidasyon ve fotokatalitik oksidasyon (en yaygın olarak incelenenler) dahil.

Katalizörler: TiO₂, CdS, Fe₂O₃, WO₃; TiO₂ stabilite,-toksik olmama ve düşük maliyet açısından idealdir.

Avantajları: ılımlı koşullar, güçlü oksidasyon, tam mineralizasyon; dezavantajları: yüksek yatırım ve enerji tüketimi, yüksek-konsantrasyonlu atık su açısından zayıf.

 

Islak Hava Oksidasyonu (WAO)

Organikleri yüksek sıcaklıkta (125–320 derece) ve yüksek basınçta (0,5–20 MPa) oksitler.Süperkritik Su Oksidasyonu (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >60 saniyede %99 organik giderim, hızlı ve etkili.

 

(2) Elektroliz

Kirleticileri elektrot reaksiyonları yoluyla zararsız maddelere dönüştürür; Güç geliştirmeyle maliyet azaldı.

Demir-karbon dahili elektrolizi: Fe²⁺/Fe³⁺ topakları ve aktif [H]/[O] oluşturmak için galvanik hücreler oluşturur, rengi giderir ve biyolojik olarak parçalanabilirliği artırır.

Elektrokatalitik oksidasyon: Organikleri tamamen mineralleştirmek için ·OH, O₃, H₂O₂ üretir, yüksek-konsantrasyonlu atık su ön arıtımına uygundur.

 

4. Biyolojik Arıtma

 

Bölünmüşaerobik, anaerobik ve anaerobik-aerobik birleşik süreçler; Çin'de aerobik tedavi hakimdir.

Aerobik: yüksek COD/BOD₅ giderimi, zayıf renk giderimi.

Anaerobik: yüksek renk giderme, düşük çamur verimi, geri kazanılabilir metan.

 

--Aerobik Biyolojik Arıtma

1. Aktif Çamur Prosesi: Düşük yatırım, iyi organik giderim, kısmi renk giderimi.
2. SBR: zamana-tabanlı tıkaç akışı ve mekansal tam karıştırma, refrakter organik madde potansiyeli.
3. Biyofilm Süreci: aktif çamura göre daha yüksek renk giderimi; temas oksidasyonu ve biyolojik filtreleri içerir.
4. Biyolojik Temas Oksidasyonu: Aktif çamur ve biyofilm avantajlarını birleştirir, düşük çamur, kolay kullanım.
5. MBR: Aktif çamur ve membran ayırmayı entegre eder, refrakter organikleri ve yeniden kullanılabilir suyu tutar.

 

--Anaerobik Biyolojik Arıtma

1. Anaerobik Biyofiltre: Yüksek mikrobiyal konsantrasyon, uzun süreli çamur tutma, sıcaklığa duyarlı.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >%90 COD/renk giderme.
3. ABR: bölme yapısı, çok-aşamalı anaerobik, tıkanma yok, kolay başlatma.
4. Anaerobik Akışkan Yatak: kısa HRT, yüksek yük, az yer kaplayan.
5. IC Reaktörü: Çift UASB yapısı, yüksek hacimli yük, güçlü şok direnci.
6. Hidroliz Asitleştirme: Hidroliz/asitlenmeyi durdurur, biyolojik parçalanabilirliği artırır, KOİ giderimini azaltır (%40–%50).

 

--Anaerobik-Aerobik Kombine Süreçler

1. Anaerobik ve aerobik arıtmanın avantajlarını birleştirir; tipik süreçler:
2. Anaerobik-aerobik-biyolojik karbon teması
3. Anaerobik-aerobik biyolojik dönen disk
4. Hidroliz asitleştirme-aerobik

 

IV. Baskı ve Boyama Atıksularında Yeni Biyolojik Arıtma Teknolojileri

 

1. Biyolojik Büyütme Teknolojisi

Kirletici maddenin giderilmesini geliştirmek için yüksek verimli parçalayıcı türler (örneğin, beyaz-çürük mantarlar) ekler. Beyaz-çürükçül mantarlar, geniş-spektrumlu boya renginin giderilmesi için lignin peroksidaz ve manganez peroksidaz üretir.

 

2. Hareketsiz Mikroorganizma Teknolojisi

Yüksek aktivite ve stabilite, askılı sistemlere göre daha yüksek verimlilik, daha az çamur için taşıyıcılardaki mikropları sabitler.

 

3. Zorluk: Alkali Azaltma Atıksularının Arıtılması

Alkali indirgeme, ipeği simüle etmek için polyester elyafları hidrolize eder; atık su yüksek konsantrasyonlarda tereftalik asit, etilen glikol ve oligomerler içerir.

Özellikleri: yüksek COD₍Cr₎, yüksek alkalinite, zayıf biyolojik bozunma.

Arıtma: asit çökeltme + elektrokatalitik oksidasyon + tuz-toleranslı bakteri bozunması + çoklu-etkili katalitik oksidasyon.

 

4. Tipik Baskı ve Boyama Atıksu Arıtma Prosesi

Izgara → Regülasyon tankı (homojenizasyon için havalandırma) → Fakültatif/hidroliz asitlendirme tankı (biyolojik bozunmayı artırır) → Temaslı oksidasyon tankı → Flokülasyon tankı → Sedimantasyon tankı → Dezenfeksiyon → Deşarj; çamur yoğunlaştırılır ve susuzlaştırılır.

 

5. Ürün Türüne Göre İşlem Durumları

 

Pamuk Dokuma/Örme Boyama Atıksu

Pamuklu dokuma: daha uzun süreç, daha yüksek yük; düzenleme (6–8 saat), hidroliz asitleştirme (4–10 saat), temas oksidasyonu (8–10 saat).

Pamuklu örme: haşılsız, daha düşük organik yük, daha kısa işlem.

İpek Boyama Atıksuları

Doğal ipek giderme: yüksek-konsantrasyonlu, biyolojik olarak parçalanabilen atık su; UASB + aerobik + pıhtılaşma ile tedavi edilir.

 

 

Doğal ipek boyama: yün boyamaya benzer; Biyolojik tedavi etkilidir.

Polyester simüle ipek: Alkali azaltımlı atık su ayrı bir ön arıtma gerektirir.

 

Yün Temizleme Atıksuyu

Yün yağı içeren yüksek-konsantrasyonlu organik atık su; süreç: ızgara → kum haznesi → düzenleme → pıhtılaşma havası yüzdürme → hidroliz asitleştirme → anaerobik fermantasyon → aerobik → pıhtılaşma; yün yağı geri dönüştürülebilir.

 

Yün Tekstil Boyama Atıksu

Biyolojik olarak iyi parçalanabilirlik (B/C ≈ 0,3–0,4), suda-çözünür boyalar; süreç: ızgara → düzenleme → hidroliz asitleştirme → temas oksidasyonu → BAF → pıhtılaşma/fotokimyasal oksidasyon.

 

Kenevir Boyama Atıksu

Kenevir zamkı giderme: yüksek-konsantrasyonlu alkali organik atık su; anaerobik + aerobik + pıhtılaşma/fotokimyasal oksidasyonla işlenir.

Kenevir boyama: Pamuk boyamaya benzer, ayarlanabilir parametreler.