Tekstil boyaları ve bitirme işlemleri, su kirliliği ve su kirliliği ile ilgili yüksek miktardaki atık su tasarrufu sağlar.Düzerli atıklar, su kirliliği ve su kirliliği ile ilgili diğer tüm işlemlerde (B) daha fazla kesintiye uğratılır.

Ozonasyon Nedir?

Ozonasyon, özellikle alkalik koşullar altında ozon gazı kullanan gelişmiş bir oxidasyon sürecidir. ( ⁇ 2.80 V) ve neredeyse herhangi bir organik bileşikte dengesizdir, ozonlamayı her iki de renklileştirme ve mineralizasyonu için etkili hale getirir.

Ozon, koroner veya elektrolitik yöntemler tarafından yerinde oluşturulabilir. Corona deşarjı yüksek gerilimli elektrik alanı ile kuru hava veya oksijen alır, ozonun ağırlık ile% 1-10 oranındaki ozon üretir. Elektrolimik nesil daha yüksek ozon konsantrasyonu üretir (daha fazla enerji harcar) ancak ozona kadar gaz kaynaklı etkiler.

Reaksiyon yolları iki kategoriye geniş ölçüde bölünmüştür:

  • Direct ozonlama: Moleküler ozon, çift bağlar, aromatik yüzükler ve amineler gibi elektron zengin moieties ile seçici olarak tepki verir.Bu yol düşük pH'da önleşir (pH < 4) ve hızlı decolorizasyona yol açar.
  • [FONT=0]Indirect ozonlama (radical roadway): [Dönetici:0) (C.D) veya COV’ye bağlı olarak, (D) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Tekstil Atıksu Tedavisinde Nasıl Çalışır

Tekstil effluent için tipik bir ozon sistemi, bir kontakt tank veya sütundan oluşur, ozon tahrip ünitesi kapalı gaz için ve izleme aracı.Ajansu, ozon gazının her iki karşı-şimdiye kadar tanıtıldığı, temel operasyonel adımlar ve düşünceler şunlardır:

Ozon Nesil ve Feed

Tekstil atıksu için, ozon üretim oranları genellikle 50 ila 500 g O'nun arasında aralığı)[Dönetici:0)[Dönderlik oranı ve kirletici yüklere bağlı olarak, 20 ve 50 g O ))/Nm3 [Düzükremeler kütle transferini geliştirir, ancak enerji tüketimini artırır.

Enjeksiyon ve İletişim

Verimli gazliquid kontaktları kritiktir. Ortak kontaktörler şunları içerir:

  • [FONT:0)Bubble sütunu:[Dönemli tasarım, orta akışlar için uygun. Deep columns (3-6 m) temas zamanı ve ozon kullanımı (% 90'a kadar) Güzel balonlar daha küçük balonlar üretir, yüzey alanı artırır.
  • [FONT=0]Static karıştırıcı: [Dönetici: [Dönetici: 1] Yüksek konbübübülans ve küçük balonlar üreterek >% 95 ozon transfer verimliliğini kompakt reaktörlerde tercih edin.
  • [FONT=0]Venturi enjektör: [Dönder: [Dönder: 1) Hava akışına ozon çekmek için negatif baskı oluşturur. Sık sık yanak döngülerde kullanılır; enerji yoğun ama ozonun dağılması için çok verimli.

Reaksiyon ve Degradasyon

Bir kez çözüldükten sonra, ozon, ilk 5-10 dakika içinde hızlı bir şekilde geri yükleme olarak görülür.İlginç ve radikaller organik bileşikleri kırar, COD ve TOC. En iyi hidrolik tutma süresi (HRT) 15 ila 60 dakika arasında değişir, effluent matrix ve hedef effluent kaliteli.

OffGas Tedavisi

Bağlantıyı terk eden ozon, insan ve çevre için toksik olduğu için ve yok edilmelidir. Termal yıkım (350-400 °C) veya katalitik yıkım (örneğin MnO2 tabanlı katalizörler) standart yöntemlerdir.

Renk ve Organik Madde Yokluğu

Tekstil boyaları yapısal olarak çeşitlidir, ancak çoğunluk, daha küçük organik parçalar oluşturan (örneğin, nitroso, nitro ve karboxylic bileşikler) ile tepki verir. tepki, azo bağ ve bitişik aromatik halkalar üzerinde basitleştirilebilir, daha küçük organik parçalar oluşturur (örneğin, daha küçük organik parçalar oluşturur.

RN=N-R' + O3 → R-NO + R'-NO + O2 → R-NO2 + R'-NO2 + ... → CO2 + H2O + N2

Renk kaldırmanın verimliliği boya yapısına bağlıdır:

  • [FONT:0]Azo boyaları: [Döntgen: [Düzen: % 0,95) orta ozon dozlarında (0.5-2 mg O3 per mg boya başına).
  • [FONT:0)Anthraquinone boyalar: Daha dirençli; daha yüksek ozon dozu ve daha uzun iletişim zamanı gerektirir.
  • [FONT:0)Reaktif ve asit boyaları: Karşılaştırmalı o oksitlenmiş; genellikle 80-95 decolorizasyon göster.
  • [FONT:0)Disperse boyaları: [Dönetici: [Dönüşüküm: 1) Daha az çözülmeli, temas artırmak için erken tedaviye ihtiyaç duyabilir.

Organik madde için ( COD, BOD veya TOC olarak ifade edilen) ozonlama, ilk 30 dakikada% 70 COD kaldırılmasına kadar ulaşır, bu sinerjik ortaların birikiminden dolayı hız yavaştır. Prolonged ozonlamanın biyodegrad edilebilirliği artırabilir (BOD/COD oranı) sonraki biyolojik tedavi için uygun hale getirir.

İşletim parametreleri performansı önemli ölçüde etkiler:

  • [FONT:0]pH: [DÜDÜT:1] Düşük pH (2–4), doğrudan ozonlama baskınları, hızlı decolorizasyon sağlamak, ancak sınırlı mineralizasyonda. Yüksek pH (8–11), radikal yol, COD/TOC kaldırmasını sağlar, ancak ozon tüketimi daha hızlı bir şekilde bozulmadan kaynaklanır.
  • [FONT:0]Temperature: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: 0,6 °C) sıcaklık artışı ( 30-40 °C) ancak 40 °C'nin üzerinde çözünürlük keskin bir şekilde azalır, verimlilik azaltır. Çoğu endüstriyel sistem 20-30 °C'yi korur.
  • [FONT:0]Scavengers:[Dönetici: [Dönetici:0] Karbonat ve Biyokarbonat iyonları ( tekstil effluentlerde) scavenge Hidroxyl radikalleri, mineralizasyon verimliliğini azaltılabilir veya daha yüksek bir ozon dozu kullanarak azaltılabilir.

Ozonation Avantajları

Ozonasyon, tekstil atıksu için geleneksel tedavi yöntemlerinin birkaç farklı avantajı sunar:

  • [FONT:0)Exceptional renk geri çekilme: [Dönetici: [Dönetici: 1) Ozon hızla tromokostları yok ediyor, dakikalarda >% 95 renkli azalma elde ediyor. Renk geri yüklemesi genellikle tek başına koagülasyon veya biyolojik tedaviden çok daha iyi.
  • [FONT:0) Orta büyüklükteki bir çamur: [Döntme: 0,0) Ortamsız hava durumu: [Döntme:0)))) Ortam: [Düzmeler: [Döneticileri üretmek, [Döntme:[Döntme: 1 ) Tüm oxidasyon ürünleri, çözülmemiş fazda veya gazlardan (CO2, N2) kaçmaktadır.
  • [FONT:0) Tamamlanmış biyodegradability: Ozonasyon, recalcitrant molekülleri daha basit, daha biyodegrad edilebilir organik bileşiklere ayırmaktadır. Bu, daha sonraki biyolojik bir aşamaya (örneğin, aktif bir çamur, MBBR) izin verir.
  • [FONT:0]Disinfeksiyon: [Dönetici: [Dönetici] Ozon güçlü bir dezenfekte edicidir, bakteri, virüsler ve protozoa. Bu, atık suların hassas su vücutlarına veya sulama için yeniden kullanılmasında faydalıdır.
  • [FONT:0)Versattitude:[Dönetici:[Dönetici:0) Ozonasyon, diğer tedavilerden çok çeşitli tekstil effluentlere tedavi edebilir - pamuk söndürücüs - minimal işlem ayarlamaları ile. Ayrıca mikropollutants (e.g., optik parlaklar, sörfçüler) diğer tedavilerden kaçabilir.
  • [0]Son effluentde koku ve renk:[Dönemli su açık ve kokusuzdur, fabrikada yeniden kullanım için estetik kaliteyi geliştirir (örneğin, karanlık tonların boyanması).

U.S. EPA[FONT][/FONT][/TR]'ye göre, ozon, endüstriyel atık sularında en etkili oksidasyon ve jeneratör verimliliğindeki ilerlemeler son on yılda ekonomik olarak daha ekonomik olarak daha fazla uygulanabilir hale geldi.

Meydanlar ve Sınırlar

Avantajlarına rağmen, ozonlama zorluk olmadan değildir:

  • [Üyetim:0) Yüksek enerji tüketimi: [Dönemli Üretim: [Dönetici:0) Ozon nesli, 50 mg/L'nin ozon dozu ile günde 15-20 kWh'ye ihtiyaç duyar (gösterilen) veya 8-12 kWh/kg O3 (oxygen beslenmesi) için.
  • [FONT=0) Ürün formasyona göre:[Dönetici:[Dönetici:0) Ozonasyon, organik bileşikleri potansiyel olarak toksik ortalara dönüştürebilir. Örneğin, azo boyanabilir ozonlama aromalı aminler, bazıları karsinojenikdir, ancak dikkatli izleme gereklidir.
  • [FONT:0)Ozon, Gazlatma: Ozon güçlü bir solunum sinir bozucudur. Sistemler sızdırılmamalı ve sermaye maliyeti ekleyerek, gaz imha birimleri içermelidir.
  • [FONT:0) AOP darbesi olmadan madenleşme: Standalone ozonlama genellikle organik maddenin tam mineralizasyonu elde etmez. TOC kaldırma genellikle 20-40% pratik ozon dozları elde eder;% 60'a ulaşırken, çok yüksek doz veya radikal-enhanced AOPs gerektirir.
  • [FONT:0)Küresel yatırım: [Dönder: [Dönder: 1) Ozon jeneratörleri, kontaktörler, oksijen besleme ekipmanları, tahrip sistemleri ve araçlama önemli bir ön harcamayı temsil eder (orta büyüklükteki yüklemeler için 1M $).
  • [FONT:0]pH hassasiyet:[DÜDÜT:1] Radikal yol verimliliği nötr pH'da azalmaktadır, alkali yüksek ise operatörler bazen pH'ı ayarlayabilirler, kimyasal maliyetler de ekleyerek.

Bu kısıtlamalar, diğer süreçlerle ozonlamayı birleştiren entegre tedavi şemalarının gelişimini, maliyet ve performansları güçlendirdi.

Diğer Tedavi Teknolojileri ile entegrasyon

Biyolojik sistemlerden önce tedavi öncesi

En başarılı entegrasyon stratejilerinden biri ozonlamayı biyolojik bir reaktörden önce ön tedavi adımı olarak kullanıyor. ozon dozu, yeniden kullanılabilir (20-40 mg/L) ve Shaoxing () genel olarak COD kaldırma >% 0.2-0.3 ile% 60-70 oranında artış gösteriyor. Daha sonra biyolojik tedavi ile% 60-70 daha etkili bir şekilde tedavi edilebilir.

Ozonation + Aktif Karbon

Granular aktif karbon (GAC) daha büyük molekülleri açarak, yüksek kaliteli permeate'ye uygun olarak yerleştirilir. Ozon pre-oxidasyon, GAC'nin adsorpsiyon kapasitesini geliştirir. Bazı bitkiler su yeniden kullanım için ozonlama + GAC'yi kullanabilir, ters omosis besleme için uygun hale getirir.

Ozonasyon + Membran Filtrasyon

Bir membran biyoreactor (MBR) veya ultrafiltrasyon (UF) o oksitleyici organik foulantlar ve colloids tarafından foulasyon azaltır ve ameliyat maliyetlerini azaltır. Bazı gelişmiş konfigürasyonlarda, ozon doğrudan membran besleme hattına dozlanır, in-line oxidasyon ve dezenfekte edilir.

Catalytic Ozonation

Heterojen katalizörler (örneğin Fe2O3, TiO2, Al2O3 destekli metaller) nötr pH'da atık su tedavisi için umut verici sonuçlar göstermiştir, COD kaldırılması aynı ozon dozunda% 20-40 oranında artar. Bu, enerji tüketimi ve ürün oluşumuyla ilgili olarak azalır.

Vaka Çalışmaları ve Uygulamaları

Bangladeş'te Tekstil Santrali

Bangladeş'teki büyük bir denim yıkama ve boyama fabrikası, işlemden sonra 10 kg O3/h ozon sistemi 2,400 m3/gün kombine effluent tedavi etmek için kuruldu.

  • Renk kaldırılması:% 98 (200'den < 20 Pt-Co)
  • COD azaltımı:% 55 (600 ila 270 mg/L)
  • BOD / COD oranı 0.12'den 0.38'e yükseldi
  • Daha sonra biyolojik tedavi son COD'yi 80 mg/L'ye getirdi

Bitki, yıllık 120,000 dolarlık ceza indirim ücretlerinin ( ozonlamadan ceza almadı) ve geri dönüştürülmüş su kullanarak boyama için boya tüketimini azalttı.

Shaoxing'te Tekstil Parkı, Çin

Daha sıkı deşarj sınırlarına uymak (COD < 80 mg/L, renk < 30), Shaoxing setinde birkaç tekstil değirmeni, ikincil tedaviden sonra ve 30 ila 50 mg /L'den sonra retinaya doğrulanan ileri tedavi trenlerine uygun olarak uygulandı.Ozon dozları 30-50 mg/L, 15 dakikalık temasa geçti.

Operasyonel Parametreler ve Optimizasyon

Verimli bir ozonlama sistemi tasarımı, önemli parametrelerin dikkatli seçimi ve kontrolü gerektirir:

Ozon Dose

Gerekli ozon dozu, effluentin renk yoğunluğu ve organik yüküne bağlıdır. 30–60 mg O3 litrelik atık suların çoğu tekstil effluentler için tipikdir, ancak yüksek güçlü boyanmış boyaları 150 mg/L'ye kadar ihtiyaç duyabilir.

İletişim Zamanı (HRT)

Boyanma hızla (<10 min) meydana gelirken COD kaldırılması 30–60 dakika sürmektedir. 20-40 dakika Denge ve reaktör hacminin pratik bir HRT'si. Longer HRT verimleri geri döndürür.

pH Kontrol Kontrolü

Radikallikli tepkiler için (en iyileştirilmiş COD- azaltımı), pH 8–9. Eğer effluent son derece alkalidir (pH > 10), asitle kısmi nötralizasyon aşırı hızlı bir şekilde hızlı bir şekilde geri çekilmeden kaçınmak için gerekli olabilir. Pre-aeration striptiz CO2'ye yardımcı olabilir ve tampon kapasiteyi azaltır.

Sıcaklık Sıcaklık

20-30 °C. Eğer boyama proseslerinden atık su sıcak (40-60 °C), soğutma, ozon çözünürlükini korumak için ozondan önce gerekli olabilir. Alternatif olarak, ısı değiştiricileri akıştan ön yararlanabilir.

Scavenger Control

Yüksek alkalinity (>200 mg/L CaCO3) radikal verim azaltırsa, karbonat sertliği ortadan kaldırır (örneğin, bir lime-soda yumuşatıcısı veya ozon dozunu% 10-20 oranında azaltır.

Düzenleme ve Çevre Tahminleri

Global tekstil yönetmeliği sıkılıyor. Avrupa Birliği'nin Endüstriyel Emisyonlar Yönergesi (IED) ve bu bileşiklerin çoğunu kırarak bu hedefleri karşılayabilir, ancak operatörlerin bunu, alkylolları, klorbenzenleri ve bazı azo boyanma ürünleri gibi önceliklendirmesi için çağrıda bulunulması gerekir. Ozonasyon GAC veya biyolojik olarak bir filtrenin çoğu zaman gerekli olan filtreye ihtiyaç duyulduğu gibi.

Çevre perspektifinden, ozonlamanın karbon ayak izi, yalnızca biyolojik tedaviden daha yüksektir, ancak Fenton oxidasyon veya UV/H2O2 gibi alternatif ileri süreçlere kıyasla, ozonlama genellikle karşılaştırılabilir veya daha düşük enerji talebine sahiptir.

Future Trendleri

Çeşitli umut verici gelişmelerin ozonlamanın daha verimli ve tekstil atıksu için uygun maliyetli olması bekleniyor:

  • [FONT:0]Katalitik ozonlama: [Dön katalizörler kullanarak [Dönetici metal oksitler, zeolitler, karbon nanotüpler) tarafsız pH'da radikal üretimi artırmak için, ozon gereksinimleri 30-50% azaltın.
  • [FONT:0)Electrokimyasal ozon nesli: [Döntgen: [Döntgen:0) PEM'deki ilerlemeler (proton değişim membranı) elektroliz, yüksek enerji tüketimi ile ozona daha düşük enerji tüketimi (5–8 kWh/kg O3) ve daha küçük uzay ayak izi ile yüksek oranda değer verir.
  • [FONT:0) Gerçek zamanlı işlem kontrolü: [Dönetici: 0,0] Online UV-Vis spektrometreler, COD sensörleri ve kırmızıox potansiyel probları, ozon dozunda dinamik ayarlamalara, verimsiz enerjiye ve tutarlı effluentlere dayanarak izin verir.
  • [FONT:0]Hybrid AOPs: [Dönetici: [Dönetici:0] O3/H2O2 (peroxone), O3/UV veya O3/ultrasound, makul maliyetle% 95 TOC geri yüklemesini zaten gösteriyor.
  • [FONT:0)Water integration:[Dönetici:[Dönetici:0) Ozonasyon, tekstil santrallerinde kapalı su geri dönüşüm sistemlerinin standart bir bileşeni haline geliyor, özellikle de membran biyoreactors ve ters osmosis ile birlikte.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Ozonasyon, tekstil atıksu ile renk ve organik madde ortadan kaldırmak için güçlü ve çok yönlü bir teknolojidir.Bastamik ve elektrokimyasal ozonlamada hızlı ilerleme elde etme yeteneği, teknolojinin ekonomik ve çevresel profillerini geliştirmeden, modern tekstil tedavi tesislerine uymayı hedefleyen tekstil endüstrileri için cazip bir seçim yapar.Su geri yükleme gibi zorluklara rağmen, ozonlama, endüstride önemli bir rol oynamaya devam edecek şekilde ölçeklenebilir ve enerji tasarrufu sağlar.