Rening av vatten från textilindustrier
Transcription
Rening av vatten från textilindustrier
Rening av vatten från textilindustrier Maria Jonstrup och Bo Mattiasson Avdelningen för bioteknik Lunds universitet Problem • De syntetiska färger som används idag är designade för att vara stabila mot bl a kemikalier i tvättmedel, solblekning och mikroorganismer. • Dessa egenskaper bidrar även till att färgerna är svåra att bryta ner i vanliga vattenreningsverk. Befintliga vattenreningsmetoder • Fällning med hjälp av kalk och järnsulfat + aerob biologisk behandling • Aerob biologisk behandling + filtrering • Klorinering Nackdelar Fällning • Stora mängder slam innehållande av onedbruten färg. Riskavfall. Aerob biologisk behandling • De flesta syntetiska färger är inte biologiskt nedbrytbara under aeroba förhållanden. Avlägsnandet sker därför endast genom adsorption till biomassa. Riskavfall. Filtrering • Filtrering avlägsnar färgerna utan att bryta ner dem. Riskavfall. Klorinering • Klorinering bryter ner färgerna, men det finns risk för bildning av toxiska biprodukter. Nuvarande behandling av textilvatten Vatten före och efter behandling Vatten innan rening Fällning + biologisk behandling Utfällt slam Mål Att utveckla en robust reningsprocess som uppnår total nedbrytning av textilfärger utan att ge upphov till några farliga restprodukter. Fullständig nedbrytning möjliggör även återanvändning av vattnet inom industrin. Undersökta alternativ 1. Biologisk anaerob-aerob behandling 2. Biologisk behandling kombinerad med ”advanced oxidation” Biologisk anaerob-aerob behandling Strategi: • Färgerna är inte nedbrytbara i syrerika miljöer • Under anaeroba förhållanden kan däremot en initial nedbrytning åstadkommas • Därefter kan nedbrytningen fortsätta under aeroba förhållanden Biologisk anaerob-aerob behandling • Fullständig avfärgning av ett flertal olika färger och koncentrationer 2.5 Absorbance 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 Före Efter 1 2 3 4 Time (days) Remazol Red RR 5 Abiotic control 6 Biologisk anaerob-aerob behandling Reaktorer: • Fullständig avfärgning på mindre än 24 h • Avfärgning av koncentrationer mellan 50-2000 mg/l • Ingen anpassning behövs vid byte mellan färger • Effektiv nedbrytning av organiskt material Resultat • Vi har satt upp ett stabilt system som avlägsnar varierande färgkoncentrationer på kort tid. • Ingen acklimatiseringstid behövs vid byte mellan färger. • Dessa faktorer är viktiga vid tillämpningar i fullskala eftersom både färgtyp och koncentrationer kan variera från dag till dag. Biologisk behandling kombinerad med ”advanced oxidation” Strategi: • För att garantera fullständig nedbrytning av även de mest svårnedbrytbara färger kan ”advanced oxidation” användas som för- eller efterbehandling. • ”Advanced oxidation” (tex foto-Fenton, ozonering) = nedbrytning med hjälp av katalysator + UV ljus • Solljus kan användas istället för artificiellt UV ljus i länder med rikligt solsken Biologisk behandling kombinerad med ”advanced oxidation” • ”Advanced oxidation” med hjälp av artificiellt UV-ljus leder till fullständig nedbrytning av färgerna. • För minskad kemikaliekonsumtion kan behandlingen kombineras med det biologiska behandlingsalternativet. Före och efter ”advanced oxidation” Slutsatser • Kombinerad anaerob-aerob behandling är en billig och robust behandling av vatten från textilindustrier. • ”Advanced oxidation” kan användas i kombination med den biologiska behandlingen för mer svårnedbrytbara färger. • 100% avfärgning och nedbrytning kan uppnås om man kombinerar biologisk behandling med en oxidationsprocess. Planerade studier... • Toxicitets test för att kontrollera vattenkvalietén • Undersöka effiktiviteten för oxidationssteget vid användning av solljus istället för artificiellt UVljus • Testa processen i större skala på riktigt textilvatten