CN103896357B - 采用废弃秸秆处理印染废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的采用废弃秸秆处理印染废水的方法，首先用多糖化合物处理废弃秸秆，将废弃秸秆进行化学改性；其次采用改性废弃秸秆对印染废水进行吸附。本发明方法利用农业废弃的秸秆设计了印染废水处理新工艺，使得废水中的染料分子通过吸附作用，快速附着在废弃的秸秆上，显著减少染色废水中的废弃染料数量以及化学物质的含量。本废水处理技术，废水处理成本费将节约1.95元/m3，按染厂每天废水排放量为3000m3的中型印染厂计算，每天可节省废水处理费0.585万元，每年至少节省废水处理费175.5万元以上。

Description

采用废弃秸秆处理印染废水的方法
技术领域
本发明属于纺织印染技术领域，涉及一种印染废水的处理技术，具体涉及一种采用废弃秸秆处理印染废水的方法。
背景技术
印染废水中存在大量未上染的染料，通常采取物理吸附、化学氧化还原、生物法等处理方法。物理处理法主要是去除废水中的染料胶体等颗粒物，包括过滤、沉淀、浮选、分馏和絮凝等方法。其中，沉淀法是最常用的一种废水处理方法，它的不足是处理时间长，对于连续化生产的印染企业来讲，此法处理效果较差；化学处理法主要用来去除废水中重金属离子等，主要有化学沉淀法、离子交换法和反渗透法。上述方法，存在效率较低，不太适合组分复杂的大量废水处理；生物处理法主要是降解废水中可生物降解的污染物，通过在废水中加入必要的培养基，可使细菌的生物降解效率提高，达到去除污染物的目的。此方法处理时间较短，但是成本却较高。上述这些方法，或存在废水处理周期长，或废水处理效率较低，或处理成本高等原因，均对印染企业污水处理造成一定的难度，导致废水处理力度小，废水处理效果不明显，使得排放的废水达不到污水排放标准，从而导致直接后果就是严重污染环境，危害人们的生命健康。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用废弃秸秆处理印染废水的方法，解决了现有废水处理方法处理周期长、处理效率较低、处理成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，采用废弃秸秆处理印染废水的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：用多糖化合物处理废弃秸秆，将废弃秸秆进行化学改性；
步骤2：采用步骤1得到的改性废弃秸秆对印染废水进行吸附。
本发明的特点还在于，
其中的步骤1具体按照以下步骤实施：将废弃秸秆放入质量浓度为0.1%～0.8%的多糖化合物处理液中，废弃秸秆与水按浴比30：1计算，pH值为8.0～8.5，温度为25～35℃的条件下吸附、改性30min，取出。
其中的步骤2具体按照以下步骤实施：将步骤1得到的改性后的废弃秸秆加入印染废水中，改性废弃秸秆和印染废水的按浴比30：1计算，废水浓度为1～5%，pH为8～10，初始温度为20～60℃，保温时间为20～40min，对废弃染料进行吸附，冷却，脱水。
本发明的有益效果是，
利用农业废弃的秸秆设计了印染废水处理新工艺，使得废水中的染料分子通过吸附作用，快速附着在废弃的秸秆上，显著减少染色废水中的废弃染料数量以及化学物质的含量。
本废水处理技术，废水处理成本费将节约1.95元/m3，按染厂每天废水排放量为3000m3的中型印染厂计算，每天可节省废水处理费0.585万元，每年至少节省废水处理费175.5万元以上。
附图说明
图1是本发明方法的工艺曲线图；
图2是未改性废弃秸秆的热重分析图；
图3是改性后废弃秸秆的热重分析图；
图4是未改性废弃秸秆对印染废水的吸尽率曲线；
图5是改性后废弃秸秆对印染废水的吸尽率曲线；
图6是多糖化合物用量对印染废水的吸附效果；
图7是温度对印染废水的吸附效果；
图8是时间对印染废水的吸附效果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明采用废弃秸秆处理印染废水的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：多糖化合物对废弃秸秆的化学改性
为增加废弃秸秆对废弃染料的吸附能力，首先用多糖化合物（含葡萄糖单元的化合物）处理秸秆，将秸秆进行化学改性，改性方法如下：将废弃秸秆放入质量浓度为0.1%～0.8%的多糖化合物处理液中（多糖化合物与水的质量百分比），废弃秸秆与水按浴比30：1计算，pH为8.0～8.5，温度为25～35℃的条件下吸附、改性30min，取出。
步骤2：改性废弃秸秆对印染废水的吸附，改性后的废弃秸秆含有大量的羟基，能够吸附一定量的染料阴离子，增加了秸秆对染料的吸附能力，具体吸附工艺如下：
将步骤1得到的改性后的废弃秸秆加入印染废水中，改性废弃秸秆和印染废水的按浴比30：1计算，废水浓度为1～5%，pH为8～10（用NaHCO3、Na2CO3调节），初始温度为20～60℃，保温时间为20～40min，对废弃染料进行吸附，冷却，脱水。废弃秸秆对印染废水的吸附工艺曲线见图1。
采用本发明方法，用多糖化合物处理废弃秸秆，对其进行改性，通过改变秸秆直径、多糖化合物用量、处理温度、处理时间均可增加秸秆对印染废水的吸尽率。
未经改性的废弃秸秆对印染废水的吸附能力和和经多糖化合物处理的废弃秸秆对印染废水的热重分析图分别如图2、图3所示。
图2、图3说明，改性后的秸秆热失重速率明显高于未改性的废弃秸秆，改性后的废弃秸秆的热性能有所提高，由此说明废弃秸秆的结构发生了变化。
未经改性的废弃秸秆对印染废水的吸附能力和和经多糖化合物处理的废弃秸秆对印染废水的吸附能力分别如图4、图5所示。
图4、图5可以看出，未改性的废弃秸秆对印染废水的吸尽率最大约为46%，而改性后的废弃秸秆最大约72%，主要原因是秸秆中的化学结构发生了变化，增加了能够吸附废弃染料的官能团，使得印染废水中的废弃染料能够大量的吸附到秸秆上，从而提高了对印染废水的吸附能力。
采用本发明方法，将废弃秸秆对印染废水进行吸附，通过改变废弃秸秆的用量、印染废水的用量、废水温度、废水pH值，秸秆对印染废水的吸附性能均有增加。
实施例1
步骤1：参照处方1取废弃秸秆10g，按浴比30：1计算用水量为300ml，多糖化合物量为0.03g（多糖化合物用量为用水量的0.1%计算），然后按上述用量将多糖化合物与水配制成溶液，调整pH值为8～8.5（用NaHCO3、Na2CO3调节），再将废弃秸秆放入多糖化合物溶液中，控制温度25～35℃、时间30min，即制得改性废弃秸秆。
步骤2：按处方2取改性秸秆5g，用1%浓度的印染废水，按浴比30：1计算印染废水用量为150ml，调整pH值为8（用NaHCO3、Na2CO3调节），将废弃秸秆放入印染废水中，控制温度20℃、时间20min，然后取出废弃秸秆。
步骤3：将取出废弃秸秆的印染废水，静置澄清后，测得残留废水的吸光度。按公式计算吸尽率，实验结果见表1。
公式：吸尽率%=[1-(n1A1)/(n0A0)]×100%   （1）
其中：式中n0为原液稀释倍数，
A0为原液吸光度，
n1为处理后残液稀释倍数，
A1为处理后残液吸光度。
表1多糖化合物为0.1%、印染废水浓度为1%时秸秆对印染废水的吸尽率
实施例2
步骤1：参照处方1取废弃秸秆10g，按浴比30：1计算用水量为300ml，多糖化合物量为0.06g（多糖化合物用量为用水量的0.2%计算），然后按上述用量将多糖化合物与水配制成溶液，调整pH值为8.0～8.5（用NaHCO3、Na2CO3调节），再将废弃秸秆放入多糖化合物溶液中，控制温度25～35℃、时间30min，即制得改性废弃秸秆。
步骤2：按处方2取改性秸秆5g，用3%浓度的印染废水，按浴比30：1计算印染废水用量为150ml，调整pH值为9（用NaHCO3、Na2CO3调节），将废弃秸秆放入印染废水中，控制温度40℃、时间30min，然后取出废弃秸秆。
步骤3：将取出废弃秸秆的印染废水，静置澄清后，测得残留废水的吸光度。计算吸尽率，实验结果见表2。
公式：吸尽率%=[1-(n1A1)/(n0A0)]×100%   （2）
其中：式中n0为原液稀释倍数，
A0为原液吸光度，
n1为处理后残液稀释倍数，
A1为处理后残液吸光度。
表2多糖化合物为0.2%、印染废水浓度为3%时秸秆对印染废水的吸尽率
实施例3
步骤1：参照处方1取废弃秸秆10g，按浴比30：1计算用水量为300ml，多糖化合物量为0.075g（多糖化合物用量为用水量的0.25%计算），然后按上述用量将多糖化合物与水配制成溶液，调整pH值为8～8.5（用NaHCO3、Na2CO3调节），再将废弃秸秆放入多糖化合物溶液中，控制温度25～35℃、时间30min，即制得改性废弃秸秆。
步骤2：按处方2取改性秸秆5g，用5%浓度的印染废水，按浴比30：1计算印染废水用量为150ml，调整pH值为10（用NaHCO3、Na2CO3调节），将废弃秸秆放入印染废水中，控制温度60℃、时间40min，然后取出废弃秸秆。
步骤3：将取出废弃秸秆的印染废水，静置澄清后，测得残留废水的吸光度。计算吸尽率，实验结果见表3。
公式：吸尽率%=[1-(n1A1)/(n0A0)]×100%   （3）
其中：式中n0为原液稀释倍数，
A0为原液吸光度，
n1为处理后残液稀释倍数，
A1为处理后残液吸光度。
表3多糖化合物为0.25%、印染废水浓度为5%时秸秆对印染废水的吸尽率
结论：用化学助剂多糖化合物对废弃秸秆的改性对处理印染废水具有一定的吸附能力，吸附性能比未改性秸秆的吸尽率从44.13%提高到71.8%，说明本专利废弃秸秆对印染废水的吸附能力提高显著，具有一定的应用性。多糖化合物对废弃秸秆的最佳改性工艺：多糖化合物0.15～0.25%（多糖化合物与水用量的百分比）、pH值为8.0～8.5，温度25～30℃，时间20～30min，图6为多糖化合物对印染废水的吸附效果；改性后秸秆对印染废水的最佳吸附工艺：温度45～55℃，时间35～45min，图7、图8为温度、时间对印染废水的吸附效果。
图6、图7、图8显示，多糖化合物（相对于水用量的百分比）用量在0.15～0.25%、温度45～55℃，时间35～45min，秸秆对印染废水的吸附效果达到70%以上，原因是多糖化合物增加了秸秆上的吸附基团，能够吸附更多的染料基团、提高温度、增加反应时间均能够增加吸附反应的速率。
我国废水水质污染程度与发达国家差距很大，德国每百米棉布印染用水量为100m3，而我国为300m3。根据国家污水排放规划，要求污染物排放、废水排放量分别下降10%和30%，这对发展中的印染企业是一个严重的考验，要达到国家规定的排放要求，对企业的生存有很大影响。目前，传统的废水处理技术生化法和物化法已经相当成熟，但仅仅是为达到排放标准为目标，并存在废水处理成本较高，企业承受能力较差，尤其是生产常规产品的中小型印染企业。我国各地工业园区污水处理排放费2.8～5.4元/m3，个别地区的污水处理排放费已达7～8元/m3。因此，废水处理技术必须突破传统技术的束缚，开发新的具有深度处理的低成本新技术，使其既要技术安全可靠，又要成本低廉，经济合理，这样才能使中小型印染企业普遍接受，使中小企业得以生存，从而具有一定的推广价值。本发明利用农业废弃的秸秆设计了印染废水处理新工艺，使得废水中的染料分子通过吸附作用，快速附着在废弃的秸秆上，显著减少染色废水中的废弃染料数量以及化学物质的含量。本工艺处理废水的费用经过测算约0.85元/m3，通过以上对比分析，如采用本工艺废水处理技术，废水处理成本费将节约1.95元/m3，按染厂每天废水排放量为3000m3的中型印染厂计算，每天可节省废水处理费0.585万元，每年至少节省废水处理费175.5万元以上。以上设计思路是传统印染废水处理工艺无法实现的低能耗、低成本、短流程废水处理工艺。

Claims (2)

1.采用废弃秸秆处理印染废水的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1：用多糖化合物处理废弃秸秆，将废弃秸秆进行化学改性，具体为：将废弃秸秆放入质量浓度为0.1％～0.8％的多糖化合物处理液中，废弃秸秆与水按浴比30：1计算，pH值为8.0～8.5，温度为25～35℃的条件下吸附、改性30min，取出；
步骤2：采用步骤1得到的改性废弃秸秆对印染废水进行吸附。
2.根据权利要求1所述的采用废弃秸秆处理印染废水的方法，其特征在于，所述的步骤2具体按照以下步骤实施：将步骤1得到的改性后的废弃秸秆加入印染废水中，改性废弃秸秆和印染废水的按浴比30：1计算，废水浓度为1～5％，pH为8～10，初始温度为20～60℃，保温时间为20～40min，对废弃染料进行吸附，冷却，脱水。
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