Почему биологическая очистка не удаляет цвет большинства промышленных сточных вод

На многих установках очистки промышленных сточных вод операторы часто сталкиваются с распространенной проблемой:
ХПК успешно снижается, но цвет остается видимым в сточных водах.

Это явление особенно распространено в сточных водах текстильной, красильной, печатной промышленности и производстве пигментов. Чтобы понять, почему это происходит, и как можно эффективно удалить цвет, необходимо рассмотреть химическую природу цвета в сточных водах, а не только биологическое разложение.

Что придает цвет промышленным сточным водам?

Цвет в промышленных сточных водах в основном обусловлен растворенными молекулами красителей, а не взвешенными твердыми веществами. Эти красители содержат хромофорные группы, такие как:

• Азо-связи (–N=N–)

• Ароматические кольца

• Структуры с сопряженными двойными связями

Эти структуры поглощают видимый свет и предназначены для химической стабильности, устойчивости к свету, теплу и биологическому разложению.

Самое главное, большинство промышленных красителей несут отрицательный заряд в воде, что делает их хорошо растворимыми и трудными для удаления.

Почему биологическая очистка не может эффективно удалить цвет

Системы биологической очистки предназначены для удаления биоразлагаемых органических веществ, а не химически стабильных красителей.

Основные ограничения включают в себя:

1. Красители плохо поддаются биологическому разложению

Многие молекулы красителей разработаны таким образом, чтобы противостоять воздействию микроорганизмов, что позволяет им выживать в биологических реакторах практически без изменений.

2. Цвет обусловлен растворенными молекулами

В отличие от взвешенных твердых веществ, растворенные красители не оседают и не всплывают естественным образом даже после биологического окисления.

3. Отрицательный заряд препятствует агрегации

Отрицательно заряженные молекулы красителей отталкиваются друг от друга, оставаясь диспергированными в воде и сохраняя видимый цвет.

В результате, даже после эффективной биологической очистки, цвет часто проходит через систему неочищенным.

Почему большинство красителей в сточных водах заряжены отрицательно

В промышленных целях красители намеренно разрабатываются для связывания с волокнами. Для этого многие красители производятся как:

• Реактивные красители

• Кислотные красители

• Прямые красители

Эти типы красителей обычно диссоциируют в воде и образуют анионные виды, что усиливает притяжение к волокнам, но также увеличивает стабильность сточных вод.

Этот отрицательный заряд является основной причиной, по которой традиционные методы отстаивания, фильтрации и биологической очистки не удаляют цвет.

Как химическое обесцвечивание решает проблему

Для эффективного удаления цвета необходимо разрушить электрическую стабильность молекул красителей.

Это достигается путем химического обесцвечивания с использованием катионных полимеров.

Шаг 1: Нейтрализация заряда

Катионные обесцвечивающие агенты вводят в сточные воды положительно заряженные функциональные группы, которые притягивают и нейтрализуют отрицательно заряженные красители.

Шаг 2: Дестабилизация молекул красителей

После нейтрализации молекулы красителей теряют растворимость в воде и структурную стабильность.

Шаг 3: Образование нерастворимых агрегатов

Нейтрализованные комплексы краситель-полимер образуют нерастворимые частицы, которые можно удалить путем осаждения, флотации или фильтрации.

Этот процесс воздействует на коренную причину цвета, а не рассматривает цвет как вторичный симптом.

Почему плотность заряда имеет решающее значение при обесцвечивании

Эффективность обесцвечивающего агента зависит в первую очередь от его плотности катионного заряда, а не от его молекулярного размера.

• Более высокая плотность заряда обеспечивает более сильную нейтрализацию

• Более быструю кинетику реакции

• Меньшую дозировку химикатов

Вот почему катионные полимеры с низкой и средней молекулярной массой и высокой плотностью заряда широко используются для удаления цвета из промышленных сточных вод.

Типичные области применения химического обесцвечивания

Химическое обесцвечивание обычно применяется в:

• Сточных водах текстильного крашения

• Сточных водах производства красителей

• Сточных водах печати и пигментов

• Полировка цвета после биологической очистки

Во многих системах обесцвечивающие агенты используются вместе с неорганическими коагулянтами и флокулянтами для оптимизации общей эффективности очистки.

Заключение

Цвет в промышленных сточных водах - это проблема химической стабильности, а не биологическая.
Пока молекулы красителей остаются электрически стабильными и растворенными, цвет будет сохраняться.

Эффективное удаление цвета требует целенаправленной химической нейтрализации, что делает катионные обесцвечивающие агенты важным инструментом для отраслей, сталкивающихся со строгими стандартами сброса или повторного использования.