生石灰在印染废水混凝脱色与预处理中的应用

日期:2026-08-02 01:54 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:1

日期:2026-08-02 01:54 作者:赵明 浏览量:1

印染行业是纺织工业的重要组成部分,也是水污染大户。印染废水具有水量大、色度高、COD高、可生化性差、pH波动大等特点,含有大量染料(活性染料、酸性染料、直接染料、分散染料、还原染料)、助剂(表面活性剂、匀染剂、固色剂、柔软剂)、浆料(淀粉、PVA、CMC)和重金属(铜、铬、锌)。印染废水的处理通常采用“物化预处理-生化处理-深度处理”组合工艺。物化预处理(混凝、沉淀、气浮)是去除色度和COD的关键环节。生石灰(石灰乳)是印染废水混凝脱色最经济、最常用的药剂之一——通过调节pH至碱性(8-12),Ca²⁺与阴离子染料(活性染料、酸性染料、直接染料)分子中的磺酸基(-SO₃⁻)、羧基(-COO⁻)反应生成不溶性染料钙盐沉淀;同时Ca(OH)₂的絮凝作用(压缩双电层、吸附架桥)使染料聚集体和悬浮物凝聚沉降。在硫酸亚铁(FeSO₄)混凝脱色工艺中,石灰乳用于调pH至10-12,促进Fe²⁺氧化为Fe³⁺,生成Fe(OH)₃胶体,与染料共沉淀。石灰法脱色率可达70%-95%,COD去除率40%-70%,且成本远低于聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)。没有石灰,印染废水的脱色将依赖昂贵的有机絮凝剂或高级氧化(臭氧、Fenton),运行成本高出数倍。生石灰是印染废水“低成本、高脱色”的预处理剂。

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印染废水“石灰混凝脱色”工艺:印染废水(COD 800-3000mg/L,色度200-1000倍,pH8-12,SS 200-800mg/L)经格栅、调节池(匀质匀量)后,泵入混凝反应池。在搅拌下加入石灰乳(10%-20% Ca(OH)₂,由生石灰(CaO≥85%,细度-200目)消化制得),控制pH 10-12(或8-9,视染料种类和废水性质),石灰用量0.5-3g/L(视色度和COD),反应时间0.5-1小时。反应:染料(R-SO₃⁻)+ Ca²⁺ → (R-SO₃)₂Ca↓(染料钙盐沉淀);Ca(OH)₂ + 染料(酸性基团)→ 染料钙盐 + H₂O。同时,Ca(OH)₂的絮凝作用使悬浮物、胶体和染料聚集体凝聚成较大絮体(粒径50-500μm)。混凝反应后的浆料进入沉淀池(或气浮池),静置(或气浮)2-4小时,上清液(pH8-10,色度≤80倍,COD去除率40%-70%,SS去除率70%-90%)进入后续生化系统(水解酸化-好氧)处理,达标排放(GB 4287-2012《纺织染整工业水污染物排放标准》,COD≤200mg/L,色度≤80倍)。沉淀污泥(含染料钙盐、Ca(OH)₂、CaSO₄、悬浮物)经浓缩、压滤,滤饼(含水率60%-70%)送填埋(或焚烧)。石灰的用量需根据废水水质通过小试确定:石灰不足则pH<8,染料沉淀不完全,脱色率<60%;石灰过量则pH>12,废水中产生大量Ca(OH)₂沉淀(污泥量增大),且上清液碱度高(pH>11),需加酸回调(增加成本)。

在硫酸亚铁-石灰联用脱色工艺中(处理活性染料、硫化染料废水),先加入硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O,50-200mg/L),再调pH至10-12(或9-10),Fe²⁺在碱性条件下氧化为Fe³⁺,生成Fe(OH)₃胶体,与染料共沉淀。石灰(Ca(OH)₂)的作用:提供OH⁻,促进Fe²⁺氧化为Fe³⁺和Fe(OH)₃生成;调节pH至10-12,使Fe(OH)₃胶体带正电荷(pH<8时Fe(OH)₃带负电,脱色效果差)。石灰-FeSO₄联用的脱色率可达90%-95%,COD去除率50%-70%,优于单一石灰法(70%-80%脱色率),但污泥量增加(含Fe(OH)₃、CaSO₄、染料钙盐)。

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石灰法混凝脱色的优缺点:优点——药剂成本低(石灰500-800元/吨,PAC 1500-2500元/吨,PAM 10000-20000元/吨);脱色效果好(70%-95%);操作简单(只需调pH和搅拌);能去除部分COD(40%-70%)、SS(70%-90%)和重金属(Cu、Cr、Zn沉淀为氢氧化物)。缺点——污泥量大(每吨废水产污泥0.5-2kg干基),污泥含染料和重金属,属危险废物(HW12染料、涂料废物);上清液碱度高(pH8-10),需加酸回调(增加成本);对分散染料(非离子型)和还原染料(不溶于水)的脱色效果差(<50%),需配合其他工艺(如Fenton氧化、活性炭吸附)。因此,石灰法适用于处理含阴离子染料(活性染料、酸性染料、直接染料)的印染废水,作为生化处理的预处理,不能单独达到排放标准。

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石灰法混凝脱色在印染行业的应用:用于棉印染废水(含活性染料、直接染料,色度500-1000倍)、丝绸印染废水(含酸性染料,色度300-800倍)、毛纺印染废水(含酸性染料、媒介染料,色度200-600倍)的预处理。配合生化处理(水解酸化-接触氧化),出水COD可降至100-200mg/L,色度≤80倍,达到排放标准。

生石灰在印染废水处理中的应用,是“经济高效-环保达标”的结合。环保工程师评价:“印染废水色度高,石灰混凝脱色好;调pH值沉染料,生化负荷降低少。”——生石灰为印染行业提供“低成本、高脱色”的预处理方案。

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