Mengapa Air Limbah Percetakan dan Pencelupan Sulit Diolah? Ringkasan Teknologi Perawatan

Air limbah pencetakan dan pencelupan mengacu pada air limbah yang dibuang selama proses pretreatment, pencelupan, pencetakan, dan penyelesaian akhir kapas, wol, rami, sutra, serat kimia, atau produk campuran. Industri percetakan dan pencelupan adalah sektor-pengguna utama air dalam industri tekstil, dengan air berperan sebagai media di seluruh proses pencetakan dan pencelupan.

 

I. Wateh Kualitas dan QuaKarakteristik Kecil Pencetakan dan Pencelupan Air Limbah

 

Karena proses pencetakan dan pencelupan yang rumit serta penggunaan berbagai macam bahan kimia seperti pewarna, ukuran, dan bahan pembantu, air limbah pencetakan dan pencelupan memiliki ciri khas:volume besar, kandungan polutan organik tinggi, warna pekat, alkalinitas tinggi, dan fluktuasi kualitas air yang besar, menjadikannya salah satu jenis air limbah industri yang sulit diolah.

 

1. Pencemar Utama dan Komposisi Air Limbah Percetakan dan Pencelupan

Air limbah pencetakan dan pencelupan mengandung pewarna, ukuran, zat pembantu, minyak, asam dan basa, pengotor serat, pasir, dan garam anorganik. Diantaranya, pewarna mengandung nitro, senyawa amino, dan logam berat seperti tembaga, kromium, seng, dan arsenik, yang secara biologis sangat beracun dan menyebabkan polusi parah.

Pewarna merupakan sumber utama polutan dalam air limbah, dengan jenis yang beragam dan kemampuan biodegradasi yang berbeda-beda.

Bahan pembantu adalah sumber utama lainnya, termasuk surfaktan, bahan pengompleks logam, dll., yang diklasifikasikan menjadi bahan pembasah dan penembus, bahan pengemulsi dan pendispersi, penghilang busa, bahan pengikat, bahan finishing resin, bahan penghambat api dan antistatis, dll.

Minyak dalam jumlah kecil dari proses scouring dan finishing juga terdapat, dengan kandungan rendah dan dampak minimal terhadap kualitas air.

 

2. Sumber dan Karakteristik Kualitas/Kuantitas Air Air Limbah Percetakan dan Pencelupan

Air limbah pencetakan dan pencelupan merupakan aliran campuran dari proses-proses di atas, yang mengandung kontaminan seperti kotoran bahan baku, lemak, ukuran tambahan, pewarna, surfaktan, bahan pembantu, dan asam/basa. Air limbah dihasilkan pada setiap tahap pencetakan dan pencelupan:

Pretreatment (penghangusan, penghilangan ukuran, penggosokan, pemutihan, mercerisasi): penghilangan ukuran air limbah, penggerusan air limbah, pemutihan air limbah, mercerisasi air limbah

Pencelupan: pencelupan air limbah

Percetakan: mencetak air limbah dan sabun air limbah

Finishing: finishing air limbah

 

3. Karakteristik Kualitas Air Air Limbah dari Berbagai Produk Percetakan dan Pencelupan

Kualitas air limbah bervariasi menurut bahan baku serat, jenis produk, proses produksi, jenis pewarna/penolong, metode pengolahan, dan frekuensi pembilasan. Berdasarkan bahan baku serat, pencetakan dan pencelupan tekstil dibagi menjadi pencelupan kapas, pencelupan wol, pencelupan sutra, dan pencelupan rami.

 

II. Standar Pembuangan untuk Pencetakan dan Pencelupan Air Limbah

 

Standar pembuangan untuk air limbah pencetakan dan pencelupan adalahStandar Pembuangan Pencemar Air untuk Industri Pencelupan dan Penyempurnaan Tekstil (GB4287-1992).

Kategori I: Zat berbahaya yang terakumulasi di lingkungan atau organisme dan memberikan dampak-jangka panjang terhadap kesehatan manusia (dengan konsentrasi pembuangan maksimum yang diperbolehkan).

 

 

Kategori II: Zat berbahaya dengan dampak jangka pendek-(dengan konsentrasi pembuangan maksimum yang diizinkan).

 

 

AKU AKU AKU. Teknologi Pengolahan untuk Pencetakan dan Pencelupan Air Limbah

 

Metode pengobatan utama meliputiperlakuan fisik, perlakuan kimia, perlakuan fisikokimia, perlakuan biologis, dan perlakuan reduksi alkali. Perlakuan biologis adalah metode utama, sering kali dikombinasikan dengan teknologi pra-perlakuan lainnya.

 

1. Perawatan Fisik

 

(1) Pemisahan Membran

Sebagai teknologi pemisahan{0}}efisiensi tinggi, pemisahan membran menggunakan permeabilitas selektif membran biologis untuk memisahkan, memusatkan, dan memulihkan polutan dari air limbah.

Keuntungan: tidak ada penambahan bahan kimia, tidak ada polusi sekunder, pengoperasian sederhana, konsumsi energi rendah, garam dan pewarna yang dapat didaur ulang, air olahan yang dapat digunakan kembali.

Applications: ultrafiltration (UF) and reverse osmosis (RO) for dye wastewater; decolorization rate 95%–98%, COD₍Cr₎ removal 60%–90%, dye recovery >95%.

Nanofiltration (NF): high energy consumption and membrane fouling under high pressure (>1,0 MPa); filtrasi terendam meningkatkan efisiensi dan menghemat energi.

 

Perawatan Fisik-Berenergi Tinggi

Sinar partikel-energi tinggi membombardir air untuk menghasilkan radikal ·OH dan atom H yang sangat reaktif, yang menguraikan bahan organik.

Keuntungan: tingkat penghilangan organik yang tinggi, tapak kecil, pengoperasian sederhana.

Kekurangan: peralatan mahal, persyaratan teknis tinggi, konsumsi energi tinggi, efisiensi energi rendah.

Terobosan: Proyek demonstrasi iradiasi berkas elektron pertama untuk pencetakan dan pewarnaan air limbah dibangun di Jinhua, Zhejiang pada bulan Maret 2017.

 

Teknologi Ultrasonik

Ultrasonografi mendegradasi polutan organik tahan api dengan menggabungkan fitur oksidasi tingkat lanjut, insinerasi, dan oksidasi air superkritis.

Mekanisme: Kavitasi ultrasonik memutus ikatan organik dan mempercepat flokulasi, mengurangi warna, COD, dan anilin.

Status: Sebagian besar penelitian masih pada tahap laboratorium.

 

2. Perawatan Fisikokimia

 

(1) Adsorpsi

Cocok untuk pengolahan lanjutan pada-pencetakan dan pewarnaan dengan konsentrasi rendah, dengan investasi rendah dan pengoperasian sederhana. Adsorben meliputikarbon aktif, resin adsorpsi makropori, kaolin, diatomit, dan abu batubara.

Karbon aktif: adsorpsi yang kuat untuk-pewarna yang larut dalam air tetapi mahal dan sulit untuk diregenerasi.

Resin berpori makro: stabilitas yang baik, regenerasi mudah, efektif untuk sulfonat aromatik dan naftol.

Adsorben-berbiaya rendah (kaolin, abu batubara): penghilangan warna yang baik namun produksi lumpurnya besar.

 

 

Pembekuan

Termasuk presipitasi dan flotasi udara, banyak digunakan di perusahaan kecil dan menengah-untuk biaya rendah, kapasitas besar, dan dekolorisasi tinggi. Koagulan yang umum: aluminium sulfat, aluminium klorida, besi sulfat, polialuminum klorida (PAC), poliferrik sulfat (PFS), poliakrilamida (PAM).

Efektif untuk pewarna hidrofobik (belerang, tong, pewarna dispersi) tetapi buruk untuk pewarna hidrofilik.

Kekurangan: peka terhadap perubahan kualitas air, penghilangan COD yang rendah, lumpur yang besar dan sulit-untuk-pengurasan air.

 

3. Perawatan Kimia

 

(1) Oksidasi Kimia

Hancurkan kromofor pewarna menggunakan ozon, reagen Fenton, klorin, atau natrium hipoklorit.

Ozonasi: penghilangan warna yang baik, tidak ada lumpur, tetapi biaya tinggi, buruk untuk pewarna yang tidak larut, penghilangan COD rendah.

Oksidasi fenton: ·OH dari H₂O₂/Fe²⁺ memutus rantai pewarna; dikombinasikan dengan koagulasi; ditingkatkan dengan UV/oksalat.

 

Oksidasi Fotokimia

Termasuk fotolisis, oksidasi fotosensitisasi, oksidasi-yang dimulai dengan foto, dan oksidasi fotokatalitik (paling banyak dipelajari).

Katalis: TiO₂, CdS, Fe₂O₃, WO₃; TiO₂ ideal untuk stabilitas,-tidak beracun, dan berbiaya rendah.

Keuntungan: kondisi ringan, oksidasi kuat, mineralisasi lengkap; kelemahannya: investasi dan konsumsi energi yang tinggi, buruknya kualitas-air limbah dengan konsentrasi tinggi.

 

Oksidasi Udara Basah (WAO)

Mengoksidasi bahan organik pada suhu tinggi (125–320 derajat ) dan tekanan tinggi (0,5–20 MPa).Oksidasi Air Superkritis (SCWO): above 374 °C and 22.05 MPa, homogeneous oxidation, >Penghapusan organik 99% dalam 60 detik, cepat dan efisien.

 

(2) Elektrolisa

Mengubah polutan menjadi zat tidak berbahaya melalui reaksi elektroda; biaya dikurangi dengan pengembangan tenaga listrik.

Elektrolisis internal besi-karbon: membentuk sel galvanik untuk menghasilkan flok Fe²⁺/Fe³⁺ dan [H]/[O] aktif, menghilangkan warna dan meningkatkan kemampuan terurai secara hayati.

Oksidasi elektrokatalitik: menghasilkan ·OH, O₃, H₂O₂ untuk memineralisasi bahan organik secara menyeluruh, cocok untuk-pengolahan awal air limbah dengan konsentrasi tinggi.

 

4. Perawatan Biologis

 

Terbagi menjadiproses gabungan aerobik, anaerobik, dan anaerobik-aerobik; pengobatan aerobik mendominasi di Cina.

Aerobik: penghilangan COD/BOD₅ tinggi, dekolorisasi buruk.

Anaerobik: dekolorisasi tinggi, hasil lumpur rendah, metana yang dapat diperoleh kembali.

 

--Perawatan Biologis Aerobik

1. Proses Lumpur Aktif: investasi rendah, penghilangan organik yang baik, dekolorisasi parsial.
2. SBR: aliran sumbat berbasis waktu-dan pencampuran menyeluruh secara spasial, potensi bahan organik tahan api.
3. Proses Biofilm: dekolorisasi lebih tinggi dibandingkan lumpur aktif; termasuk oksidasi kontak dan filter biologis.
4. Oksidasi Kontak Biologis: menggabungkan keunggulan lumpur aktif dan biofilm, lumpur rendah, pengoperasian mudah.
5. MBR: mengintegrasikan lumpur aktif dan pemisahan membran, mempertahankan bahan organik tahan api, air yang dapat digunakan kembali.

 

--Perawatan Biologis Anaerobik

1. Biofilter Anaerobik: konsentrasi mikroba tinggi, retensi lumpur lama, sensitif terhadap suhu.
2. UASB: high-efficiency reactor with three-phase separator, >90% COD/penghapusan warna.
3. ABR: struktur penyekat, anaerobik multi-tahap, tidak tersumbat, pengaktifan mudah.
4. Tempat Tidur Fluidisasi Anaerobik: HRT pendek, beban tinggi, tapak kecil.
5. Reaktor IC: struktur UASB ganda, beban volume tinggi, ketahanan guncangan yang kuat.
6. Pengasaman Hidrolisis: menghentikan hidrolisis/pengasaman, meningkatkan biodegradabilitas, penurunan COD yang rendah (40%–50%).

 

--Anaerobik-Proses Gabungan Aerobik

1. Menggabungkan keunggulan pengolahan anaerobik dan aerobik; proses khas:
2. Kontak karbon biologis-aerobik-anaerobik
3. Cakram berputar biologis anaerobik-aerobik
4. Pengasaman hidrolisis-aerobik

 

IV. Teknologi Pengolahan Biologis Baru untuk Pencetakan dan Pencelupan Air Limbah

 

1. Teknologi Bioaugmentasi

Menambahkan strain pengurai yang sangat efisien (misalnya,-jamur busuk putih) untuk meningkatkan penghilangan polutan. Jamur busuk putih menghasilkan lignin peroksidase dan mangan peroksidase untuk dekolorisasi pewarna berspektrum luas.

 

2. Teknologi Mikroorganisme Imobilisasi

Memperbaiki mikroba pada pembawa untuk aktivitas dan stabilitas tinggi, efisiensi lebih tinggi dibandingkan sistem tersuspensi, lebih sedikit lumpur.

 

3. Kesulitan: Pengolahan Air Limbah Pengurangan Alkali

Reduksi alkali menghidrolisis serat poliester untuk meniru sutra; air limbah mengandung asam tereftalat, etilen glikol, dan oligomer konsentrasi tinggi.

Karakteristik: COD₍Cr₎ tinggi, alkalinitas tinggi, kemampuan terurai secara hayati buruk.

Perlakuan: pengendapan asam + oksidasi elektrokatalitik +-degradasi bakteri toleran garam + oksidasi katalitik multi-efek.

 

4. Proses Pengolahan Air Limbah Pencetakan dan Pencelupan yang Khas

Jaringan → Tangki pengatur (aerasi untuk homogenisasi) → Tangki pengasaman fakultatif/hidrolisis (meningkatkan biodegradabilitas) → Tangki oksidasi kontak → Tangki flokulasi → Tangki sedimentasi → Disinfeksi → Pembuangan; lumpur mengental dan dikeringkan.

 

5. Memproses Kasus berdasarkan Jenis Produk

 

Air Limbah Pencelupan Tenun/Rajutan Katun

Tenun kapas: proses lebih lama, beban lebih tinggi; regulasi (6–8 jam), pengasaman hidrolisis (4–10 jam), oksidasi kontak (8–10 jam).

Rajutan katun: tanpa ukuran, muatan organik lebih rendah, proses lebih singkat.

Air Limbah Pencelupan Sutra

Degumming sutra alami:-air limbah biodegradable dengan konsentrasi tinggi; diobati dengan UASB + aerobik + koagulasi.

 

 

Pewarnaan sutra alami: mirip dengan pewarnaan wol; pengobatan biologis efektif.

Sutra simulasi poliester: air limbah reduksi alkali memerlukan pretreatment terpisah.

 

Wol Menggosok Air Limbah

Air limbah organik-konsentrasi tinggi dengan minyak wol; proses: jaringan → ruang pasir → pengaturan → flotasi udara koagulasi → pengasaman hidrolisis → fermentasi anaerobik → aerobik → koagulasi; minyak wol dapat didaur ulang.

 

Air Limbah Pencelupan Tekstil Wol

Daya hancur secara hayati yang baik (B/C ≈ 0,3–0,4), pewarna yang larut dalam air-; proses: jaringan → regulasi → pengasaman hidrolisis → oksidasi kontak → BAF → koagulasi/oksidasi fotokimia.

 

Air Limbah Pencelupan Rami

Degumming rami:-air limbah organik alkali konsentrasi tinggi; diolah dengan cara anaerobik + aerobik + koagulasi/oksidasi fotokimia.

Pewarnaan rami: mirip dengan pewarnaan kapas, parameternya dapat disesuaikan.