L'eliminació del color és un dels aspectes més difícils del tractament d'aigües residuals d'impressió i tenyit. L'alta intensitat del color, la inversió del color i les fluctuacions entre l'efluent clar i groc són problemes comuns que es troben durant el funcionament de la planta.
Quan el color de l'efluent supera el límit requerit, els operadors poden tenir la temptació d'augmentar simplement les dosis de PAC i PAM. Tanmateix, l'addició excessiva de productes químics pot provocar que els costos químics augmentin bruscament, augmentin la producció de fangs, interfereixin amb la sedimentació i, de vegades, fins i tot provocar una decoloració inestable o un efluent groguenc.
La clau és identificar la font i el tipus de color abans de seleccionar el mètode de tractament adequat.
1. Dos tipus principals de color
Color suspès
El color en suspensió s'associa amb partícules de colorant, flocs de colorant, agents d'encolat i sòlids en suspensió. En general, es pot eliminar amb relativa eficàcia mitjançant la coagulació i la sedimentació i, per tant, és més fàcil de tractar.
Color dissolt
El color dissolt és causat pels colorants que romanen dissolts a les aigües residuals, inclosos els colorants reactius, els colorants àcids i els colorants azoics. Aquest tipus de color és molt més difícil d'eliminar només amb la coagulació convencional.
Quan el color dissolt és el principal problema, només augmentar la dosi de PAC o PAM pot proporcionar una millora limitada. Pot ser necessari un tractament biològic, oxidació química o una combinació de processos de tractament.
2. Substàncies químiques de decoloració comuns
PAC
El clorur de polialumini (PAC) s'utilitza àmpliament per a la coagulació i l'eliminació de sòlids en suspensió i certs tipus de colorants.
S'aplica habitualment al color en suspensió i a molts colorants dispersos i, en general, proporciona una generació moderada de fangs i un funcionament estable.
Com a rang inicial es pot utilitzar un pH d'aigua residual d'aproximadament 7,0-8,0. L'eficiència de la decoloració pot disminuir significativament quan el pH és inferior a 6,5.
S'ha d'evitar una dosi excessiva de PAC. La sobredosi pot fer que la terbolesa torni a aparèixer i pot contribuir al groc, augmentant potencialment el color aparent en lloc de reduir-lo.
Sulfat Ferrós
El sulfat ferros pot ser eficaç per a certs colorants reactius i azoics i pot proporcionar un millor rendiment de decoloració que el PAC en condicions adequades.
El seu efecte de decoloració està associat a reaccions de reducció i a la ruptura dels cromòfors de colorants.
Pot ser necessari un pH alcalí d'aproximadament 8,5-10,0, amb àlcali afegit per ajustar el pH.
Tanmateix, una dosificació excessiva pot provocar efluents vermellosos, mentre que una sedimentació deficient pot donar lloc a aigua tractada-de color groc. El sulfat ferros també genera quantitats importants de llots que contenen ferro-, augmentant el volum total de fangs.
PAM
La poliacrilamida (PAM) actua principalment com a ajuda de coagulació o floculació en lloc d'un agent decolorant. Ajuda que les partícules en suspensió i els flóculs-que contenen colorants s'agreguin i s'assentin, però normalment no destrueix les molècules de colorant dissoltes per si mateix.
El PAM aniònic s'utilitza habitualment per ajudar a la coagulació i la sedimentació en aigües residuals d'impressió i tenyit.
El PAM catiònic s'utilitza principalment per al condicionament i la deshidratació de fangs després del tractament biològic i rarament s'utilitza per a la coagulació de la decoloració inicial.
El tipus i la dosi òptims de PAM s'han de determinar mitjançant proves de pots.
Hipoclorit de sodi
L'hipoclorit de sodi pot oxidar-se i destruir els cromòfors i es pot utilitzar per a la decoloració d'emergència o en l'etapa{0}}final.
S'ha d'evitar estrictament la dosificació excessiva en l'etapa d'efluent bioquímic. El clor residual que torna a un sistema de tractament biològic pot inhibir els fangs activats, causant potencialment toxicitat dels fangs i el deteriorament del rendiment biològic.
Les proves a escala-de banc s'han de dur a terme abans de l'aplicació-a gran escala. També s'ha de proporcionar una aireació suficient o altres condicions adequades per minimitzar el clor residual.
Procés Fenton
El procés Fenton, que utilitza peròxid d'hidrogen i sulfat ferros, és molt eficaç per tractar el color dissolt difícil i es pot utilitzar com a procés de decoloració avançat.
Durant la reacció es requereix un ambient fortament àcid, normalment pH 2,5-3,5. Després del tractament, el pH s'ha d'ajustar a aproximadament 7-8 per precipitar els fangs de ferro.
Els principals desavantatges són un alt consum de productes químics, una important generació de fangs i un funcionament més complicat. Per tant, el tractament amb Fenton és generalment més adequat per a un tractament avançat terminal que per a un tractament continu a llarg-volum elevat-.
3. Control de processos
Hidròlisi-Acidificació
L'etapa d'hidròlisi-acidificació pot ajudar a descompondre molècules complexes de colorant abans del tractament biològic i fisicoquímic aigües avall.
Un ORP d'aproximadament-100 a -300 mVes pot utilitzar com a referència per mantenir les condicions reductores.
Per a les aigües residuals tèxtils, un HRT d'aproximadament8-12 horeses pot utilitzar com a rang inicial. Un temps de retenció insuficient pot provocar una ruptura incompleta de les molècules de colorant.
De vegades, l'efluent pot semblar més fosc que l'afluent després de la hidròlisi{0}}acidificació. Aquest pot ser un resultat normal dels canvis induïts per la hidròlisi-en els compostos de colorants, que es poden resoldre posteriorment mitjançant tractament aeròbic i de coagulació.
Tractament biològic aeròbic
Una concentració de DO d'aproximadament2-3 mg/Les pot utilitzar com a referència per al tractament aeròbic. La insuficiència d'oxigen pot provocar l'acumulació de productes intermedis de colorants, donant lloc a un efluent groguenc o fosc.
MLSS d'aproximadament3.500–4.500 mg/Lpot ser adequat segons el procés. L'envelliment o la desfloculació dels fangs poden alliberar compostos de color intracel·lulars o adsorbits i contribuir a augmentar el color de l'efluent.
També s'ha d'evitar l'operació de-baixa-càrrega a llarg termini perquè pot contribuir al deteriorament dels fangs, a la formació deficient de flocs i a la transmissió de color-.
Coagulació i sedimentació
Una seqüència de dosificació típica és:
Aigües residuals → Addició d'àlcali i ajust de pH → Agent decolorant → Mescla ràpida → Addició de PAM → Mescla lenta → Sedimentació
Mescla ràpida aproximadament150-200 rpm durant 1-2 minutspot ajudar a distribuir els productes químics de manera eficaç, seguida d'una barreja lenta aproximadament50-80 rpm durant 3-5 minutsper afavorir la formació de flocs.
Per a les aigües residuals tèxtils, una taxa de càrrega superficial del tanc de sedimentació d'aproximadament0.6–0.8 m³/(m²·h)es pot utilitzar com a referència. Una càrrega excessiva pot provocar curt-circuits, assentament deficient i transmissió-de flocs de colors.
4. Reversió del color després de la decoloració
La inversió del color es produeix quan l'aigua tractada inicialment sembla clara, però torna a pintar-se visiblement després d'estar parada.
Les causes habituals inclouen:
Color dissolt residual:La coagulació i la sedimentació eliminen principalment les partícules de colorant en suspensió i col·loïdals, mentre que els cromòfors dissolts poden romandre a l'aigua.
Reacció química incompleta:Una dosi insuficient de sulfat fèrric o condicions de reacció inadequades poden provocar un tractament incomplet.
Oxidació insuficient:Un temps d'oxidació inadequat amb hipoclorit de sodi pot deixar intermedis cromogènics.
Tractament biològic inestable:L'envelliment dels fangs, la desfloculació, l'oxigen insuficient o les condicions biològiques deficients poden contribuir a la transmissió del color-.
En lloc d'augmentar simplement la dosi química, els operadors haurien d'investigar primer la font del color.
L'acidificació de la hidròlisi-aigües amunt i el tractament biològic s'han d'optimitzar per reduir el colorant i la càrrega orgànica que arriben a l'etapa de tractament final. Quan es manté el color dissolt persistent, es pot considerar l'oxidació avançada basada en Fenton-en comptes d'augmentar contínuament la dosi del coagulant.
Un senzillProva estàtica del vas de 30 minutstambé es pot utilitzar. Després de la coagulació i la sedimentació, deixeu que la mostra tractada es mantingui sense molèsties i observeu si el color es torna més fort. La prova de diferents dosis químiques pot ajudar a identificar les condicions òptimes de funcionament i el potencial per a la inversió del color.
Preguntes freqüents
Quin tipus de color és més difícil d'eliminar?
El color dissolt és generalment més difícil d'eliminar perquè les molècules de colorant dissoltes no es capturen fàcilment per la coagulació i la sedimentació convencionals.
L'augment de la dosi de PAC pot resoldre el color elevat?
No necessàriament. El PAC pot ser eficaç per al color suspès i col·loïdal, però pot tenir una eficàcia limitada contra els colorants dissolts. Un PAC excessiu també pot augmentar la producció de fangs i provocar terbolesa o groguenc.
El PAM elimina el color?
El PAM actua principalment com a coagulació o ajuda a la floculació. Millora la formació de flocs però normalment no destrueix les molècules de colorant dissoltes.
Per què l'aigua tractada torna a ser groga?
Les possibles causes inclouen cromòfors dissolts residuals, reaccions químiques incompletes, oxidació insuficient i fangs biològics inestables.