הדפסה וצביעה של דה-צבע שפכים: כימיקלים, בקרת תהליכים והחזרת צבע

הסרת צבע היא אחד ההיבטים המאתגרים ביותר של טיפול בשפכים הדפסה וצביעת. עוצמת צבע גבוהה, היפוך צבע ותנודות בין שפכים צלולים לצהובים הם בעיות נפוצות שנתקלות בהן במהלך פעולת המפעל.

כאשר צבע הקולחים חורג מהמגבלה הנדרשת, מפעילים עשויים להתפתות פשוט להגדיל את מינון ה-PAC וה-PAM. עם זאת, תוספת כימית מוגזמת עלולה לגרום לעלייה חדה בעלויות הכימיקלים, להגביר את ייצור הבוצה, להפריע לשקיעה ולעיתים אף לגרום לדה-צבע לא יציבה או לקולחים צהבהבים.

המפתח הוא לזהות את מקור וסוג הצבע לפני בחירת שיטת הטיפול המתאימה.

צבע מושעה

צבע מרחף קשור לחלקיקי צבע, פקעות צבע, חומרי גודל ומוצקים מרחפים. בדרך כלל ניתן להסיר אותו ביעילות יחסית באמצעות קרישה ושקיעה ולכן קל יותר לטפל בו.

צבע מומס

צבע מומס נגרם על ידי צבעים שנותרו מומסים בשפכים, כולל צבעים תגובתיים, צבעי חומצה וצבעי אזו. הרבה יותר קשה להסיר סוג זה של צבע באמצעות קרישה קונבנציונלית בלבד.

כאשר צבע מומס הוא הבעיה העיקרית, הגדלת מינון PAC או PAM עשויה לספק שיפור מוגבל. ייתכן שיידרש טיפול ביולוגי, חמצון כימי או שילוב של תהליכי טיפול.

PAC

פוליאלומיניום כלוריד (PAC) נמצא בשימוש נרחב לקרישה והסרה של מוצקים מרחפים וסוגים מסוימים של צבע.

הוא מיושם בדרך כלל על צבע מרחף ועל צבעי פיזור רבים ובדרך כלל מספק ייצור בוצה מתון ופעולה יציבה.

ניתן להשתמש ב-pH של שפכים של כ-7.0-8.0 כטווח התחלתי. יעילות דה-צבע יכולה לרדת באופן משמעותי כאשר ה-pH נמוך מ-6.5.

יש להימנע ממינון מוגזם של PAC. מינון יתר עלול לגרום לעכירות להופיע מחדש ועלול לתרום להצהבה, העלול להגדיל את הצבע הנראה במקום להפחית אותו.

ברזל סולפט

ברזל סולפט יכול להיות יעיל עבור צבעי תגובתי ואזו מסוימים ועשוי לספק ביצועי דה-צבע טוב יותר מאשר PAC בתנאים מתאימים.

אפקט דה-הצבע שלו קשור לתגובות הפחתה ולפירוק כרומופורי צבע.

ייתכן שיהיה צורך ב-pH בסיסי של כ-8.5-10.0, עם תוספת אלקלי להתאמת ה-pH.

עם זאת, מינון מוגזם עלול לגרום לקולחים אדמדמים, בעוד שקיעת משקעים לקויה עלולה לגרום למים מטופלים בגוונים צהובים-. סולפט ברזל גם מייצר כמויות משמעותיות של בוצה המכילה ברזל-, מה שמגדיל את נפח הבוצה הכולל.

PAM

פוליאקרילאמיד (PAM) פועל בעיקר כאמצעי קרישה או צפיפות ולא כחומר מסיר צבע. זה עוזר לחלקיקים מרחפים ולצבע- המכילים פקקים להצטבר ולהתיישב, אך בדרך כלל אינו משמיד מולקולות צבע מומסות בעצמו.

PAM אניוני משמש בדרך כלל לסיוע בקרישה ושקיעה בהדפסה ובצביעת שפכים.

PAM קטיוני משמש בעיקר למיזוג בוצה ולהתייבשות לאחר טיפול ביולוגי, ורק לעתים רחוקות נעשה בו שימוש לקרישת דה-צבע ראשונית.

יש לקבוע את סוג ה-PAM והמינון האופטימליים באמצעות בדיקת צנצנת.

נתרן היפוכלוריט

נתרן היפוכלוריט יכול לחמצן ולהרוס כרומופורים ועשוי לשמש לשלב חירום או שלב סופי של דה-צבע.

יש להימנע לחלוטין ממינון מוגזם בשלב הקולחים הביוכימיים. שאריות כלור שזורמות חזרה למערכת טיפול ביולוגית יכולה לעכב בוצה פעילה, ועלולה לגרום לרעילות בוצה ולהידרדרות בביצועים הביולוגיים.

יש לבצע בדיקות בקנה מידה-בספסל לפני יישום בקנה מידה מלא. יש לספק גם אוורור מספיק או תנאים מתאימים אחרים כדי למזער את שאריות הכלור.

תהליך פנטון

תהליך פנטון, באמצעות מי חמצן וברזל גופרתי, יעיל ביותר לטיפול בצבע מומס קשה וניתן להשתמש בו כתהליך דה-צבע מתקדם.

סביבה חומצית מאוד, בדרך כלל pH 2.5-3.5, נדרשת במהלך התגובה. לאחר הטיפול, יש להתאים את ה-pH ל-7-8 לערך כדי לזרז בוצת ברזל.

החסרונות העיקריים הם צריכה גבוהה של כימיקלים, יצירת בוצה משמעותית ותפעול מסובך יותר. לכן, טיפול פנטון מתאים בדרך כלל לטיפול מתקדם סופני מאשר לטיפול רציף-לטווח ארוך-בנפח גבוה.

הידרוליזה-החמצה

שלב ההחמצה-הידרוליזה יכול לעזור בפירוק מולקולות צבע מורכבות לפני טיפול ביולוגי ופיזיקלי כימי במורד הזרם.

ORP של כ-100 עד -300 mVיכול לשמש כאסמכתא לשמירה על תנאים מצמצמים.

עבור שפכי טקסטיל, HRT של כ8-12 שעותעשוי לשמש כטווח התחלה. זמן שמירה לא מספיק יכול לגרום לפירוק לא שלם של מולקולות צבע.

הקולחים עשויים לפעמים להיראות כהים יותר מהשפכים לאחר ההחמצה- בהידרוליזה. זו יכולה להיות תוצאה נורמלית של שינויים הנגרמות על ידי הידרוליזה- בתרכובות צבע, אשר עשויות להיות מטופלות לאחר מכן באמצעות טיפול אירובי וקרישה.

טיפול ביולוגי אירובי

ריכוז DO של בערך2-3 מ"ג/ליטריכול לשמש כאסמכתא לטיפול אירובי. חוסר חמצן עלול לגרום להצטברות של חומרי ביניים בצבע, וכתוצאה מכך שפכים צהבהבים או כהים.

MLSS של בערך3,500–4,500 מ"ג/ליטרעשוי להתאים בהתאם לתהליך. יישון בוצה או דה-פלוקציה יכולים לשחרר תרכובות צבע תוך-תאיות או נספגות ולתרום להגברת צבע הקולחים.

יש להימנע גם מפעולת עומס נמוך-לטווח ארוך מכיוון שהיא עלולה לתרום להידרדרות של בוצה, להיווצרות פקקים לקויה ולהעברת צבע-.

קרישה ושקיעה

רצף מינון טיפוסי הוא:

שפכים ← תוספת אלקלי והתאמת pH ← חומר מסיר צבע ← ערבוב מהיר ← הוספת PAM ← ערבוב איטי ← שיקוע

ערבוב מהיר בערך150-200 סל"ד למשך 1-2 דקותיכול לעזור להפיץ כימיקלים בצורה יעילה, ולאחר מכן ערבוב איטי בשעה בערך50-80 סל"ד למשך 3-5 דקותכדי לקדם היווצרות פקקים.

עבור שפכי טקסטיל, קצב טעינת פני מיכל שיקוע של כ0.6–0.8 m³/(m²·h)עשוי לשמש כאסמכתא. טעינה מופרזת עלולה לגרום לקצר-מעגלים, שיקוע לקוי ולנשיאה-של פקקים צבעוניים.

היפוך צבע מתרחש כאשר המים המטופלים נראים בהתחלה צלולים אך הופכים שוב לצבעוניים בעליל לאחר עמידה.

הסיבות השכיחות כוללות:

צבע שיורי מומס:קרישה ושקיעה מסירים בעיקר חלקיקי צבע מרחפים וקולואידים, בעוד שכרומופורים מומסים עשויים להישאר במים.

תגובה כימית לא שלמה:מינון לא מספיק של סולפט ברזל או תנאי תגובה לא מתאימים עלולים לגרום לטיפול לא שלם.

חמצון לא מספיק:זמן חמצון לא מספיק עם נתרן היפוכלוריט עלול להשאיר תוצרי ביניים כרומוגניים.

טיפול ביולוגי לא יציב:הזדקנות בוצה, דה-פלוקציה, חוסר חמצן או תנאים ביולוגיים גרועים יכולים לתרום להעברת צבע-.

במקום פשוט להגדיל את המינון הכימי, על המפעילים לחקור תחילה את מקור הצבע.

יש לבצע אופטימיזציה של-הידרוליזה במעלה הזרם וטיפול ביולוגי כדי להפחית את הצבע והעומס האורגני עד לשלב הטיפול הסופי. כאשר נשאר צבע מומס מתמשך, ניתן לשקול חמצון מתקדם המבוסס על -Fenton במקום להגדיל באופן מתמיד את מינון הקרישה.

פשוטבדיקת כוס סטטית של 30 דקותניתן להשתמש גם. לאחר קרישה ושקיעה, הניחו לדגימה המטופלת לעמוד ללא הפרעה וראו האם הצבע מתחזק. בדיקת מינונים כימיים שונים יכולה לעזור לזהות את מצב הפעולה האופטימלי ואת הפוטנציאל להחזרת צבע.

איזה סוג צבע הכי קשה להסיר?

בדרך כלל קשה יותר להסיר צבע מומס מכיוון שמולקות צבע מומסות אינן נלכדות בקלות על ידי קרישה ושקיעה קונבנציונלית.

האם הגדלת מינון PAC יכולה לפתור צבע גבוה?

לא בהכרח. PAC יכול להיות יעיל עבור צבע מרחף וקולואיד, אך עשוי להיות לו יעילות מוגבלת נגד צבעים מומסים. עודף PAC יכול גם להגביר את ייצור הבוצה ולגרום לעכירות או הצהבה.

האם PAM מסיר צבע?

PAM פועל בעיקר כעזר לקרישה או להצקה. זה משפר את היווצרות הפקקים אך אינו משמיד בדרך כלל מולקולות צבע מומסות.

מדוע המים המטופלים הופכים צהובים שוב?

הסיבות האפשריות כוללות שאריות כרומופורים מומסים, תגובות כימיות לא שלמות, חמצון לא מספיק ובוץ ביולוגי לא יציב.