染料及染料中間體廢水是指染料或染料中間體生產(chǎn)過(guò)程中排出的工藝廢水。染料中間體的生產(chǎn)包括以下幾個(gè)過(guò)程:由苯、萘、蒽等基本有機(jī)原料經(jīng)磺化、硝化、還原、鹵化、胺化、氧化、?;?、烷基化等化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,生成比原來(lái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但不具有染料特性的有機(jī)化合物,如H酸、土氏酸、J酸等。染料中間體經(jīng)重氮化、偶合等反應(yīng)過(guò)程制成原染料。原染料再經(jīng)染料后處理,制成商品染料。染料生產(chǎn)過(guò)程耗用的原料多,每噸物耗可達(dá)幾噸到幾十噸,同時(shí)在其生產(chǎn)過(guò)程中,往往需要一次或多次水洗,因而產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物或廢料,尤其是廢液產(chǎn)生量很大。
一般來(lái)說(shuō),染料及染料中間體廢水具有如下特點(diǎn):
①?gòu)U水中污染物種類多。染料及染料中間體廢水含有酸、堿、鹽、鹵素、烴、硝基物、胺類和染料及中間體等物質(zhì),有些還含有劇毒的聯(lián)苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金屬汞、鎘、鉻等。
②有機(jī)物濃度高。其CODCr值一般在4000 mg/L以上,對(duì)于酸性染料、直接染料以及食用染料,由于原料往往帶有磺酸基團(tuán),易溶于水,導(dǎo)致這些有機(jī)污染物多以水溶態(tài)存在于廢液中。
③含鹽量高。廢水中含鹽量可以達(dá)到幾十到幾百g/L。
④染料的使用要求,促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向發(fā)展,使得這些廢水難以用常規(guī)的方法治理。
⑤染料生產(chǎn)多為間歇操作,工藝較落后,產(chǎn)生的廢水水質(zhì)波動(dòng)很大,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的水質(zhì)波動(dòng)更為顯著。
2源頭治理技術(shù)
從根本上講,治理廢水的途徑應(yīng)該從清潔生產(chǎn)入手,實(shí)行污染源全過(guò)程控制,少排或不排廢水。源頭治理技術(shù)主要是包括以下幾個(gè)方面:
①推行清潔生產(chǎn),實(shí)行工業(yè)污染源全過(guò)程控制。清潔生產(chǎn)、污染源全過(guò)程控制是以節(jié)能、降耗、減污為目標(biāo),通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、原材料使用、良好的企業(yè)管理、采用合理的生產(chǎn)工藝、有效的物料循環(huán)、綜合利用等途徑實(shí)施生產(chǎn)、產(chǎn)品周期的全生命周期控制,使污染物產(chǎn)生量小化的一種科學(xué)性很強(qiáng)的綜合技術(shù),其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
②加強(qiáng)冷卻水系統(tǒng)工藝管理,提高水循環(huán)利用率。意大利某廠設(shè)計(jì)產(chǎn)量為5000 t/d,年總用水量為6500 000 m3,其中50%是冷卻系統(tǒng)循環(huán)水。發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)循環(huán)水利用率一般達(dá)70%以上,目前國(guó)內(nèi)染料廠冷卻水循環(huán)利用尚未引起足夠的重視,冷卻水循環(huán)利用率不高,冷卻水系統(tǒng)工藝管理更有待改進(jìn)。
③實(shí)行工藝改革,使“三廢”產(chǎn)生量小化。同一染料產(chǎn)品常常有幾條合成路線和不同生產(chǎn)方法,選用合理的合成路線和的生產(chǎn)方法,使“三廢”在工藝過(guò)程中消滅或減低到低限度。例如,同樣一種產(chǎn)品中間體N-氰乙基苯胺的合成,國(guó)內(nèi)某染料廠采用的工藝為:以苯胺為原料,在氰乙基化罐中加入丙烯氰,使用催化劑ZnCl2,在溫度60~100℃下反應(yīng)28小時(shí),制得氰乙基苯胺。而意大利Acna公司采用苯酚做催化劑,苯酚可以通過(guò)蒸餾回收,產(chǎn)品質(zhì)量有保證,廢水中不存在Zn污染。
④提高產(chǎn)品回收率,降低原材料消耗。目前,我國(guó)染料及中間體生產(chǎn)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還有一定的差距,產(chǎn)品回收率低,“三廢”污染比較嚴(yán)重。因此,提高產(chǎn)品回收率,降低原材料消耗,既有經(jīng)濟(jì)效益又有環(huán)境效益。
⑤加強(qiáng)物料回收,大力開(kāi)展綜合利用。染料及中間體產(chǎn)生的“三廢”實(shí)質(zhì)是生產(chǎn)過(guò)程中流失的原料、中間體和副產(chǎn)物。應(yīng)用資源循環(huán)原理,開(kāi)展“三廢”資源化技術(shù),使染料工業(yè)廢水中污染物減至低限度。
⑥研究與開(kāi)發(fā)無(wú)“三廢”工藝。無(wú)“三廢”生產(chǎn)工藝研究與開(kāi)發(fā),已成為染料中間體開(kāi)發(fā)研究的重要方向。前蘇聯(lián)有機(jī)中間體和染料研究院,先把以水為介質(zhì)反應(yīng)改為有機(jī)溶劑,廢水?dāng)?shù)量大為減少,例如在有機(jī)介質(zhì)中由鄰氨基酚同guang氣作用制取苯并酮唑,可*消除污水的產(chǎn)生,同時(shí)還提高了產(chǎn)品質(zhì)量。間硝基苯磺酸生產(chǎn)中原來(lái)每噸產(chǎn)品產(chǎn)生20 m3廢水,采用堿或碳酸鈉中和并將過(guò)量的硫酸鈉分離出來(lái),廢水套用到成品的分離和洗滌,成為無(wú)“三廢”工藝。有廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。