Dlaczego ścieki po drukowaniu i farbowaniu są trudne do oczyszczenia? Podsumowanie technologii leczenia
Apr 10, 2026
Zostaw wiadomość
Ścieki powstałe w wyniku drukowania i barwienia odnoszą się do ścieków odprowadzanych podczas procesów wstępnej obróbki, barwienia, drukowania i wykańczania bawełny, wełny, konopi, jedwabiu, włókien chemicznych lub produktów mieszanych. Przemysł poligraficzny i farbiarski to główny-sektor zużywający wodę w przemyśle tekstylnym, a woda pełni rolę medium w całym procesie drukowania i farbowania.
I. Water Jakość i jakośćCharakterystyka ścieków drukarskich i farbiarskich
Ze względu na złożone procesy drukowania i barwienia oraz stosowanie szerokiej gamy środków chemicznych, takich jak barwniki, klejonki i środki pomocnicze, ścieki drukarskie i barwieniowe charakteryzują sięduża objętość, wysoka zawartość zanieczyszczeń organicznych, głęboki kolor, wysoka zasadowość i duże wahania jakości wody, co czyni go rodzajem ścieków przemysłowych trudnych do oczyszczenia.
1. Główne substancje zanieczyszczające i skład ścieków drukarskich i farbiarskich
Ścieki drukarskie i farbiarskie zawierają barwniki, klejonki, środki pomocnicze, oleje, kwasy i zasady, zanieczyszczenia włókniste, piasek i sole nieorganiczne. Wśród nich barwniki zawierają nitro, związki aminowe i metale ciężkie, takie jak miedź, chrom, cynk i arsen, które są wysoce toksyczne biologicznie i powodują poważne zanieczyszczenie.
Głównym źródłem zanieczyszczeń w ściekach są barwniki, różniące się rodzajem i różną podatnością na biodegradację.
Kolejnym głównym źródłem są środki pomocnicze, w tym środki powierzchniowo czynne, środki kompleksujące metale itp., które dzielą się na środki zwilżające i penetrujące, emulgatory i środki dyspergujące, środki przeciwpieniące, środki utrwalające, środki do wykańczania żywic, środki zmniejszające palność i antystatyczne itp.
Występuje również niewielka ilość oleju z procesów czyszczenia i wykańczania, o niskiej zawartości i minimalnym wpływie na jakość wody.
2. Źródła i charakterystyka jakości/ilości wody ścieków drukarskich i farbiarskich
Ścieki drukowo-barwieniowe to mieszany strumień z powyższych procesów, zawierający zanieczyszczenia takie jak brud surowcowy, tłuszcz, dodane kleje, barwniki, środki powierzchniowo czynne, środki pomocnicze oraz kwasy/zasady. Ścieki powstają na każdym etapie drukowania i barwienia:
Obróbka wstępna (opalanie, odklejanie, czyszczenie, wybielanie, merceryzacja): odklejanie ścieków, czyszczenie ścieków, ścieki po bieleniu, merceryzacja ścieków
Barwienie: barwienie ścieków
Drukowanie: drukowanie ścieków i ścieków z mydłem
Wykończenie: wykańczanie ścieków
3. Charakterystyka jakości wody ścieków z różnych produktów drukarskich i farbiarskich
Jakość ścieków różni się w zależności od surowców włóknistych, rodzajów produktów, procesów produkcyjnych, typów barwników/pomocniczych, metod przetwarzania i częstotliwości płukania. W oparciu o surowce włókniste drukowanie i barwienie tekstyliów dzieli się na barwienie bawełny, barwienie wełny, barwienie jedwabiu i barwienie konopi.
II. Normy odprowadzania ścieków drukarskich i barwiących
Normą zrzutu ścieków drukarskich i barwiących jestNorma zrzutu substancji zanieczyszczających wodę dla przemysłu farbowania i wykańczania tekstyliów (GB4287-1992).
Kategoria I: substancje szkodliwe, które gromadzą się w środowisku lub organizmach i wywierają-długoterminowy wpływ na zdrowie ludzkie (przy określonych maksymalnych dopuszczalnych stężeniach w zrzutach).
Kategoria II: Substancje szkodliwe o mniej długoterminowych skutkach- (z określonymi maksymalnymi dopuszczalnymi stężeniami w wyładowaniach).
III. Technologie oczyszczania ścieków drukarskich i barwionych
Główne metody leczenia obejmująobróbka fizyczna, obróbka chemiczna, obróbka fizykochemiczna, obróbka biologiczna i obróbka redukująca alkalia. Podstawową metodą jest oczyszczanie biologiczne, często łączone z innymi technologiami obróbki wstępnej.
1. Leczenie fizyczne
(1) Separacja membranowa
Jako technologia separacji-o wysokiej wydajności, separacja membranowa wykorzystuje selektywną przepuszczalność membran biologicznych do oddzielania, zagęszczania i odzyskiwania substancji zanieczyszczających ze ścieków.
Zalety: brak dodatków chemicznych, brak wtórnych zanieczyszczeń, prosta obsługa, niskie zużycie energii, sole i barwniki nadające się do ponownego wykorzystania, uzdatniona woda nadająca się do ponownego wykorzystania.
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); Filtracja zanurzeniowa poprawia wydajność i oszczędza energię.
Wysokoenergetyczne leczenie fizyczne
Wiązki cząstek-o wysokiej energii bombardują wodę, tworząc wysoce reaktywne rodniki·OH i atomy H, które rozkładają materię organiczną.
Zalety: wysoka wydajność usuwania substancji organicznych, niewielka powierzchnia, prosta obsługa.
Wady: drogi sprzęt, wysokie wymagania techniczne, duże zużycie energii, niska efektywność energetyczna.
Przełom: pierwszy projekt demonstracyjny napromieniowania wiązką elektronów do drukowania i barwienia ścieków został zbudowany w Jinhua w stanie Zhejiang w marcu 2017 r.
Technologia ultradźwiękowa
Ultradźwięki rozkładają ogniotrwałe zanieczyszczenia organiczne, łącząc zaawansowane funkcje utleniania, spalania i nadkrytycznego utleniania wody.
Mechanizm: Kawitacja ultradźwiękowa rozrywa wiązania organiczne i przyspiesza flokulację, redukując kolor, ChZT i anilinę.
Status: Większość badań pozostaje na etapie laboratoryjnym.
2. Obróbka fizykochemiczna
(1) Adsorpcja
Nadaje się do zaawansowanego oczyszczania ścieków drukarskich i farbiarskich o niskim-stęeniu, przy niskich nakładach inwestycyjnych i prostej obsłudze.Adsorbenty obejmująwęgiel aktywny, makroporowata żywica adsorpcyjna, kaolin, diatomit i żużel węglowy.
Węgiel aktywny: silna adsorpcja barwników-rozpuszczalnych w wodzie, ale droga i trudna do regeneracji.
Żywica makroporowata: dobra stabilność, łatwa regeneracja, skuteczna wobec aromatycznych sulfonianów i naftoli.
Tanie-adsorbenty (kaolin, żużel węglowy): dobre odbarwianie, ale duża produkcja osadu.
Koagulacja
Obejmuje wytrącanie i flotację powietrzną, szeroko stosowane w małych i średnich- przedsiębiorstwach ze względu na niski koszt, dużą wydajność i silne odbarwianie. Typowe koagulanty: siarczan glinu, chlorek glinu, siarczan żelazawy, chlorek poliglinu (PAC), siarczan poliżelaza (PFS), poliakryloamid (PAM).
Skuteczny w przypadku barwników hydrofobowych (siarkowych, kadziowych, dyspersyjnych), ale słaby w przypadku barwników hydrofilowych.
Wady: wrażliwość na zmiany jakości wody, niskie usuwanie ChZT, duży i trudny-{1}}odwodnienia osad.
3. Obróbka chemiczna
(1) Utlenianie chemiczne
Niszczy chromofory barwników za pomocą ozonu, odczynnika Fentona, chloru lub podchlorynu sodu.
Ozonowanie: dobre odbarwianie, brak osadu, ale wysoki koszt, słaba zawartość nierozpuszczalnych barwników, niskie usuwanie ChZT.
Utlenianie Fentona: ·OH z H₂O₂/Fe²⁺ rozrywa łańcuchy barwników; w połączeniu z koagulacją; wzmocniony UV/szczawianem.
Utlenianie fotochemiczne
Obejmuje fotolizę, utlenianie fotouczulone, utlenianie-inicjowane foto i utlenianie fotokatalityczne (najczęściej badane).
Katalizatory: TiO₂, CdS, Fe₂O₃, WO₃; TiO₂ jest idealny ze względu na stabilność,-nietoksyczność i niski koszt.
Zalety: łagodne warunki, silne utlenianie, pełna mineralizacja; Wady: wysokie inwestycje i zużycie energii, niska zawartość ścieków o-wysokim stężeniu.
Utlenianie na mokro (WAO)
Utlenia substancje organiczne w wysokiej temperaturze (125–320 stopni) i pod wysokim ciśnieniem (0,5–20 MPa).Nadkrytyczne utlenianie wody (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >99% usuwania substancji organicznych w 60 s, szybko i skutecznie.
(2) Elektroliza
Przekształca zanieczyszczenia w nieszkodliwe substancje poprzez reakcje elektrodowe; koszty obniżone wraz z rozwojem mocy.
Wewnętrzna elektroliza żelaza-węgla: tworzy ogniwa galwaniczne generujące kłaczki Fe²⁺/Fe³⁺ i aktywne [H]/[O], odbarwia i poprawia biodegradowalność.
Utlenianie elektrokatalityczne: generuje ·OH, O₃, H₂O₂ w celu całkowitej mineralizacji substancji organicznych, odpowiednich do wstępnego oczyszczania ścieków o-wysokim stężeniu.
4. Oczyszczanie biologiczne
Podzielony naprocesy tlenowe, beztlenowe i beztlenowe-tlenowe; W Chinach dominuje leczenie aerobowe.
Aerobik: wysokie usuwanie ChZT/BZT₅, słabe odbarwianie.
Beztlenowe: wysokie odbarwienie, niska wydajność osadu, możliwy do odzyskania metan.
--Aerobowe leczenie biologiczne
- Proces osadu czynnego: niski koszt inwestycji, dobre usuwanie substancji organicznych, częściowe odbarwianie.
- SBR: przepływ tłokowy oparty na czasie i całkowite mieszanie przestrzenne, potencjał materiałów organicznych ogniotrwałych.
- Proces biofilmu: większe odbarwienie niż osad czynny; obejmuje utlenianie kontaktowe i filtry biologiczne.
- Biologiczne utlenianie kontaktowe: łączy w sobie zalety osadu czynnego i biofilmu, niską zawartość osadu, łatwą obsługę.
- MBR: integruje osad czynny i separację membranową, zatrzymuje ogniotrwałe substancje organiczne i wodę nadającą się do ponownego wykorzystania.
--Beztlenowe oczyszczanie biologiczne
- Biofiltr beztlenowy: wysokie stężenie drobnoustrojów, długa retencja osadu, wrażliwość na temperaturę.
- UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90% usuwania ChZT/koloru.
- ABR: struktura przegrodowa,-wielostopniowy proces beztlenowy, brak zatykania, łatwy rozruch.
- Beztlenowe złoże fluidalne: krótki HRT, duże obciążenie, mała powierzchnia.
- Reaktor IC: podwójna konstrukcja UASB, duże obciążenie objętościowe, duża odporność na wstrząsy.
- Hydroliza Zakwaszenie: zatrzymuje się przy hydrolizie/zakwaszaniu, poprawia biodegradowalność, niskie usuwanie ChZT (40%–50%).
--Beztlenowe-tlenowe procesy łączone
- Łączy zalety leczenia beztlenowego i aerobowego; typowe procesy:
- Beztlenowy-tlenowy-biologiczny kontakt z węglem
- Beztlenowy-tlenowy biologiczny dysk obrotowy
- Hydroliza, zakwaszanie-tlenowe
IV. Nowe technologie biologicznego oczyszczania ścieków drukarskich i barwionych
1. Technologia bioaugmentacji
Dodaje wysoce wydajne szczepy degradujące (np. grzyby białej-zgnilizny), aby usprawnić usuwanie zanieczyszczeń. Grzyby białej-zgnilizny wytwarzają peroksydazę ligninową i peroksydazę manganową do odbarwiania barwników o szerokim-zakresie.
2. Technologia immobilizowanych mikroorganizmów
Utrzymuje drobnoustroje na nośnikach, zapewniając wysoką aktywność i stabilność, wyższą wydajność niż systemy zawieszone i mniej osadu.
3. Trudność: Oczyszczanie ścieków alkalicznych
Redukcja alkaliów hydrolizuje włókna poliestrowe imitujące jedwab; ścieki zawierają wysokie stężenia kwasu tereftalowego, glikolu etylenowego i oligomerów.
Charakterystyka: wysoki ChZT₍Cr₎, wysoka zasadowość, słaba biodegradowalność.
Obróbka: wytrącanie kwasem + utlenianie elektrokatalityczne + degradacja bakterii-tolerujących sól + wielo-efektowe utlenianie katalityczne.
4. Typowy proces oczyszczania ścieków drukarskich i farbiarskich
Siatka → Zbiornik regulacyjny (napowietrzanie w celu homogenizacji) → Zbiornik fakultatywnego/hydrolitycznego zakwaszania (poprawia biodegradowalność) → Zbiornik utleniania kontaktowego → Zbiornik flokulacyjny → Zbiornik sedymentacyjny → Dezynfekcja → Opróżnianie; osad jest zagęszczany i odwadniany.
5. Rozpatrz sprawy według rodzaju produktu
Bawełna Tkana/Dzianina Barwiąca ścieki
Tkanina bawełniana: dłuższy proces, większe obciążenie; regulacja (6–8 h), hydroliza, zakwaszenie (4–10 h), utlenianie kontaktowe (8–10 h).
Dzianina bawełniana: brak klejenia, mniejsze obciążenie organiczne, krótszy proces.
Ścieki z farbowania jedwabiu
Naturalne odśluzowywanie jedwabiu: ścieki biodegradowalne o wysokim-stęeniu; leczone UASB + aerobik + koagulacja.
Naturalne barwienie jedwabiu: podobny do barwienia wełny; leczenie biologiczne jest skuteczne.
Poliester imitujący jedwab: ścieki redukujące alkalia wymagają osobnego oczyszczania wstępnego.
Wełna do prania ścieków
Ścieki organiczne o wysokim-stęeniu zawierające tłuszcz z wełny; proces: siatka → piaskownica → regulacja → flotacja powietrza koagulacyjnego → hydroliza zakwaszanie → fermentacja beztlenowa → tlenowa → koagulacja; tłuszcz wełniany nadaje się do recyklingu.
Ścieki barwiące tekstylia wełniane
Dobra biodegradowalność (B/C ≈ 0,3–0,4), barwniki-rozpuszczalne w wodzie; proces: siatka → regulacja → hydroliza zakwaszenie → utlenianie kontaktowe → BAF → koagulacja/utlenianie fotochemiczne.
Ścieki barwiące konopie
Odśluzowanie konopi: alkaliczne ścieki organiczne o wysokim-stęeniu; poddane obróbce beztlenowej + tlenowej + koagulacji/utleniania fotochemicznego.
Barwienie konopi: podobne do barwienia bawełny, parametry regulowane.
Wyślij zapytanie