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堿性印染廢水中壬基酚聚氧乙烯醚去除技術

點擊次數:2098 更新時間:2021-01-04

堿性印染廢水中壬基酚聚氧乙烯醚去除技術

生活污水和天然水體中NPEO的去除和降解一直是相關研究的主體,而厭氧、好氧環境下NPEO的微生物降解途徑則是研究的核心.作為水體中NPEO的另一個重要來源——工業廢水,NPEO的分布和去除則一直缺乏相應的研究.工業廢水中NPEO如何降解?其惡劣水質對NPEO微生物降解的影響如何?現有工業廢水處理工藝在NPEO去除過程中效果怎樣?本研究試圖通過這些問題的回答,就如何控制工業廢水NP污染提出建議。

引言

壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)由于價格優勢和可調的親水親油平衡值(HLB)在多種工業行業中得到廣泛應用.隨著分子中環氧乙烷(EO)加成數的增加,NPEO從親油(加成數1~3)向親水性(加成數7以上)變化,可制備成乳化劑、潤濕劑、洗滌劑、增溶劑等不同用途的印染助劑,成為印染行業中*的一種添加劑。

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NPEONP和環氧乙烷聚合生成,進入環境后通過多種途徑轉化成NPNP(1~3)EONP(1~3)EC,這些物質由于具有一定的雌激素效應,會對水體生物產生一定的影響.因此,各國環境機構及行業機構紛紛限定了其在各類產品中的使用。

牛仔布生產過程中,除了使用到的印染助劑需要添加NPEO外,*的漂洗過程也大量使用添加了NPEO的高效復配洗滌劑,其排放的廢水中NPNPEO濃度遠大于其他印染廢水.因此,研究該類廢水中NPEO在常規印染廢水處理流程下的轉化具有更重要的實際意義.基于此,本文通過靜態和動態連續降解實驗,揭示壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)在堿性牛仔布印染廢水中的去除規律.

實驗部分

2.1 模擬牛仔布印染廢水

牛仔布混合廢水來自生產過程中的多個環節,其中,漿染、印染和漂洗廢水排放量較大,絲光工藝水量小.由于靛藍和硫化黑染料使用過程需要加堿,漿染、印染排水pH一般較高,絲光工藝排水堿性更強.因此,盡管漂洗廢水量大且接近中性,但廢水混合后的pH值通常會大于11

本實驗原水模擬牛仔布印染混合廢水,平均COD600~700 mg ˙ L-1,由蔗糖(0.64 g ˙ L-1)和其他營養成分組成,硫化黑和靛藍兩種染料投加量分別為0.13 g ˙ L-10.032 g ˙ L-1,通過添加氫氧化鈉(0.034 g ˙ L-1)保持廢水pH值在9~11之間;另外,還添加保險粉(Na2S2O40.038 g ˙ L-1)、小蘇打(NaHCO30.08 g ˙ L-1)、硫化鈉(Na2S0.13 g ˙ L-1)等印染加工過程中常用的助劑.實驗用NPEO采用工業級TX-10,投加量為6.25~12.5 mg ˙ L-1.

2.2 實驗過程

實驗分3個階段:一階段批式實驗,考查厭氧環境不同pH條件下,NPEO的降解產物和降解效率;②第二階段批式實驗,考查好氧環境不同pH條件下,NPEO的降解產物和降解效率;③第三階段模擬印染廢水處理工藝,考查連續處理中NPEO的降解產物和降解效率.

一階段批式實驗采用630 L容器,分為3組,每組2.各組pH值通過投加氫氧化鈉分別設定為9.09.610.2.馴化時植入6 L生活污水處理廠剩余污泥和20 L人工印染配水,每隔2~3 h加氫氧化鈉以維持初始pH值,每日厭氧攪拌處理8 h,靜置后撇除處理水,次日投入原水重復實驗,直至系統COD處理效果穩定完成馴化.采樣階段系統按原方案繼續運行,每天分別在反應6 h8 h后采樣,連續6~8 d.水樣200 mL,投加甲醇和硫酸抑制微生物反應,置于低溫冰箱冷藏保存,次日進行目標物測定.

第二階段所用裝置及馴化和采樣過程與一階段類似.除攪拌器外,裝置增加曝氣設備以維持混合液中溶解氧濃度為4 mg ˙ L-1,原水pH值設定為4.57.59.6.采樣時間為反應后368 h.

第三階段連續實驗在平行的兩套模擬設備中進行,設備配置相同( 1).水解酸化池采用厭氧折板反應器,池底保留污泥層,水流上升段增設填料,馴化后填料上附著污泥.活性污泥曝氣池單元出水經豎流沉淀池泥水分離后排出,沉淀污泥經蠕動泵回到曝氣池前端,剩余污泥據累積量不定期排出。

進水堿性設定pH11,其他成分同前兩階段配水,各段水力停留時間如下:厭氧水解段9.6 h,好氧曝氣段12.7 h,沉淀段3.84 h.采樣點設置在原水進水點、水解酸化出水口和末端出水口.經過一個多月馴化,出水常規指標達到印染排水水質要求,此后連續采樣檢測7 d

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