ХАРАКТЕРИСТИКИ И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ТЕКСТИЛЬНОЙ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ И КРАСИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В ГОРОДЕ АНДИЖАН

АННОТАЦИЯ

Текстильная промышленность, хотя и вносит значительный вклад в экономический рост, часто сталкивается с экологическими проблемами из-за своего негативного воздействия на экосистему. В данном исследовании рассматривается внедрение кластерной системы в текстильном секторе с упором на город Андижан в качестве примера. Сточные воды процессов печати и крашения содержат органические соединения, такие как красители, крахмал, целлюлоза, лигнин, а также неорганические вещества, способствующие загрязнению окружающей среды. В исследовании также представлены показатели качества очистки сточных вод от красителей. Результаты подчеркивают важность внедрения современных технологий очистки сточных вод и соблюдения строгих экологических стандартов для смягчения воздействия отрасли на окружающую среду. Интеграция методов биологической очистки, обратного осмоса и постоянный мониторинг качества сточных вод являются важными шагами на пути к снижению содержания вредных веществ в сточных водах. Кроме того, обучение сотрудников и соблюдение правил обращения с отходами играют решающую роль в минимизации воздействия текстильной промышленности на окружающую среду. Это исследование способствует пониманию потенциала кластерных подходов в содействии устойчивому развитию текстильного сектора при одновременном решении экологических проблем.

ABSTRACT

The textile industry, while a significant contributor to economic growth, often faces environmental challenges due to its negative impact on the ecosystem. This study examines the implementation of a cluster system in the textile sector, focusing on Andijan City as a case study.

Effluent from printing and dyeing processes contains organic compounds such as dyes, starch, cellulose, lignin, as well as inorganic substances, contributing to environmental pollution. The study also presents indicators of wastewater treatment quality for dyes. The findings highlight the importance of adopting modern wastewater treatment technologies and enforcing strict environmental standards to mitigate the industry's environmental footprint. The integration of biological treatment methods, reverse osmosis, and ongoing monitoring of wastewater quality are essential steps toward reducing harmful substances in effluents. Moreover, employee training and adherence to waste management regulations play a crucial role in minimizing the environmental impact of the textile industry. This research contributes to understanding the potential of cluster-based approaches in fostering sustainable development within the textile sector while addressing environmental concerns.

Ключевые слова: текстильные сточные воды, полиграфическая и красильная промышленность, воздействие на окружающую среду, биоразлагаемость, методы очистки, коагуляция, флокуляция, осаждение, химическое окисление, электрокоагуляция, ультрафиолетовая дезинфекция, нанофильтрация, обратный осмос, обезвоживание осадка, сточные воды хлопкового текстиля, сточные воды шерстяного текстиля, сточные воды шелкового текстиля.

Keywords: textile wastewater, printing and dyeing industry, environmental impact, biodegradability, treatment methods, coagulation, flocculation, sedimentation, chemical oxidation, electrocoagulation, ultraviolet disinfection, nanofiltration, reverse osmosis, sludge dewatering, cotton textile wastewater, wool textile wastewater, silk textile wastewater.

Введение

Однако, с увеличением числа текстильных предприятий возрастает их негативное воздействие на окружающую среду. Увеличение выбросов и сбросов, включая сточные воды, становится все более значительным, вызывая серьезные проблемы для экосистемы.

Внедрение кластерной системы в стране открыло новые возможности для текстильной промышленности, переводя производство с хлопка на финальный продукт и создавая новые перспективы. В городе Андижан активно развивает эту область, запустив 97 проектов и создав 6925 новых рабочих мест. Программа уже реализовала 65 проектов, привлекая инвестиции на 912,5 миллиарда сумов и создавая 5530 новых рабочих мест.

Сточные воды текстильной промышленности – это в основном сточные воды, содержащие природные примеси, жиры, крахмал и другие органические вещества, образующиеся при варке, полоскании, отбеливании, калибровке и других процессах сырья. Сточные воды типографии и крашения образуются в результате различных процессов, таких как стирка и крашение, печать и калибровка. Они содержат большое количество органических веществ, таких как красители, крахмал, целлюлоза, лигнин и моющие средства, а также неорганические вещества, такие как щелочь, сульфид и различные соли, и ззагрязняют окружающую среду очень сильно. На таблице 1 показано показатели качество очистки сточных вод от красителей.

Таблица 1.

Показатели качество очистки сточных вод от красителей

Характеристики сточных вод печати и крашения:

Текстильная полиграфическая и красильная промышленность является основным источником промышленных сточных вод. Сточные воды в основном содержат грязь, жир, соли на текстильных волокнах, а также различные суспензии, красители, поверхностно-активные вещества, вспомогательные вещества, кислоты и основания, добавляемые в процессе обработки.

Сточные воды характеризуются высокой концентрацией органических веществ, сложным составом, глубоким и изменчивым цветом, большими изменениями pH, большими изменениями количества и качества воды и трудно поддаются очистке промышленных сточных вод. С развитием тканей из химических волокон, появлением искусственного шелка и улучшением требований к послепечатной и окрасочной отделке в текстильную печать попало большое количество тугоплавких органических веществ, таких как суспензия ПВА, вискозный щелочной гидролизат, новые красители и вспомогательные вещества. и окрашивание сточных вод, что оказывает негативное влияние на традиционные сточные воды. Процесс очистки создает серьезные проблемы, а концентрация ХПК увеличилась с сотен мг на литр до 3000–5000 мг/л.

Сточные воды крашения целлюлозы имеют высокий цвет и ХПК, особенно на основе мерсеризованного синего, мерсеризованного черного, экстра-темно-синего, очень глубокого черного и других процессов печати и крашения, разработанных на зарубежных рынках. В этом типе печати и крашения используется большое количество серы, красители, вспомогательные вещества для печати и крашения, сульфид натрия и т. д., поэтому сточные воды содержат большое количество сульфидов. Этот тип сточных вод должен быть предварительно обработан химикатами, а затем подвергнут серийной очистке, прежде чем их можно будет сбрасывать стабильно и в соответствии со стандартами.

Сточные воды отбелки и крашения содержат такие добавки, как красители, суспензии и поверхностно-активные вещества. Этот тип сточных вод имеет большой объем, низкую концентрацию и цвет. Если просто использовать физическую и химическую очистку, сточные воды будут составлять от 100 до 200 мг/л, и цвет будет низким. Он также может соответствовать требованиям по выбросам, но количество загрязнения значительно увеличивается, стоимость обработки осадка высока, и легко вызвать вторичное загрязнение. В случае строгих требований по охране окружающей среды, системы биохимической очистки должны быть полностью рассмотрены. Обычные усиленные процессы биологической очистки могут удовлетворить требования запросы на обработку.

Метод химической обработки:

Метод коагуляции:

В основном существуют методы смешанного осаждения и методы смешанной флотации. В качестве смесителей используются в основном соли алюминия или соли железа. Среди них основной хлорид алюминия (PAC) имеет лучшие характеристики мостиковой адсорбции, в то время как используется серная кислота. Двухвалентное железо имеет самую низкую цену. Число людей, использующих агенты для смешивания полимеров за рубежом, увеличивается с каждым днем, и существует тенденция к замене неорганических агентов для смешивания полимеров. Однако в стране из-за ценовых причин использование агентов для смешивания полимеров все еще редко. По имеющимся данным, наиболее широко используются слабые анионные полимерные смесители, и если их использовать в сочетании с сульфатом алюминия, можно добиться лучших результатов. Основными преимуществами метода смешанного сомнения являются простота технологического процесса, удобство эксплуатации и управления, низкие инвестиции в оборудование, небольшая площадь помещения и высокая эффективность обесцвечивания гидрофобных красителей; недостатками являются высокие эксплуатационные расходы, большое количество осадка, сложность обезвоживания, и деградация окружающей среды. Обработка красителями на водной основе неэффективна.

Метод окисления:

За рубежом широко применяется метод озонового окисления. Зарубежнқе ученные  обобщили математическую модель озонового обесцвечивания полиграфических и красильных сточных вод [1]. Исследования показали, что при дозировке озона 0,886 гO3/г красителя степень обесцвечивания сточных вод светло-коричневых красок достигает 80%; исследование также показало, что количество озона, необходимое для непрерывной работы, превышает количество озона, необходимое для прерывистой работы. В реакторе установлена ​​перегородка, позволяющая снизить потребление озона на 16,7%. Поэтому при использовании озона для окислительного обесцвечивания его следует проектировать как реактор периодического действия и можно считать, что в нем установлены перегородки. Метод озонового окисления позволяет добиться хорошего эффекта обесцвечивания большинства красителей, но эффект обесцвечивания нерастворимых в воде красителей, таких как вулканизация, восстановление и покрытия, является плохим. Судя по опыту эксплуатации и результатам в стране и за рубежом, этот метод обладает хорошим эффектом обесцвечивания, но потребляет много энергии и имеет определенные трудности при широкомасштабном продвижении и применении. Метод фотоокисления имеет высокую эффективность обесцвечивания при очистке сточных вод от печати и крашения, но необходимо дополнительно снизить инвестиции в оборудование и энергопотребление.

Метод электролиза:

Электролиз оказывает хороший эффект очистки сточных вод печати и крашения, содержащих кислотные красители, со степенью обесцвечивания от 50% до 70%, но оказывает плохой эффект очистки сточных вод темного цвета и с высоким содержанием CODcr. Исследования электрохимических свойств красителей показывают, что порядок удаления CODcr различных красителей при электролизе следующий: серные красители, кубовые красители > кислотные красители, реактивные красители > нейтральные красители, прямые красители > катионные красители. Применение этого метода пропагандируется.

Ход процесса:

Традиционные методы очистки сточных вод печати и крашения обычно делятся на две категории: биохимические + физико-химические и физико-химические + биохимические процессы очистки. Однако из-за отсутствия установок гидролиза и подкисления аэробные и биохимические реакции агрегатов в реальной эксплуатации не являются достаточно полными, что приводит к высоким затратам на последующую физико-химическую обработку. Процесс серии «гидролиз + аэробный», включающий обработку гидролизом и подкислением перед традиционным устройством аэробной биологической очистки, может гидролизовать трудно разлагаемые органические вещества в сточных водах печати и крашения и генерировать больше биоразлагаемых веществ, улучшая биоразлагаемость сточных вод. повышение скорости удаления ХПК в традиционных процессах. Многие недавно построенные устройства очистки сточных вод печати и крашения в Китае (включая бытовые сточные воды и централизованную очистку сточных вод печати и крашения) используют «гидролизно-аэробный» процесс биологической очистки, разработанный этим процессом, который достиг очевидных экологических и экономических преимуществ.

Все четыре процесса печати и крашения сбрасывают сточные воды:

Сточные воды расшлихтовки, сбрасываемые со стадии предварительной очистки сульфата железа (включая процессы опаливания, расшлихтовки, промывки, отбеливания, мерсеризации и других процессов),

Очистка сточных вод, отбеливание сточных вод, мерсеризация сточных вод; крашение сточных вод, сбрасываемых в процессе крашения; типографские сточные воды, сбрасываемые из процесса печати.

Мыльные сточные воды; отделочные сточные воды, сбрасываемые в процессе отделки.

Сточные воды полиграфических и красильных предприятий представляют собой смешанные сточные воды вышеуказанных видов сточных вод или комплексные сточные воды, за исключением сточных вод отбелки.

Анаэробный гидролиз:

Красители — синтетические органические соединения, трудно поддающиеся разложению, в молекулярной структуре которых преобладают электронопритягивающие, трудно поддающиеся биологическому разложению группы — азогруппы. Если электронопритягивающие заместители в молекулярной структуре можно удалить, чтобы разорвать двойную цепь электронов, последующее биоразложение будет легким, и молекулы красителя также потеряют хромофорную группу. Механизм гидролитического подкисления с целью разложения органических веществ красителя и обесцвечивания заключается в использовании ферментативного действия микроорганизмов гидролитического подкисления для разрыва двойной электронной цепи азогруппы. Этот процесс биоразложения требует участия нескольких ферментов. В процессе гидролиза бактерии родов Pseudomonas, Aeromonas и Rhodospirillum, растущие в гидролизованном иле, обладают хорошей обесцвечивающей способностью. Способность обесцвечивания смешанной группы бактерий выше, чем у каждого отдельного штамма бактерий. Смешанная группа бактерий опирается на синергию, чтобы сделать разложение красителя более полным и обесцвечивание более тщательным. Использование гидролизной и подкисляющей обработки может буферизировать и снизить значение pH неочищенных сточных вод, увеличить долю растворимой ХПК в сточных водах, тем самым улучшая скорость удаления ХПК при последующей аэробной очистке, а также буферизировать и скорректировать воздействие возможных ударных нагрузок. Предотвратить и преодолеть расширение осадка или чрезмерный рост нитчатых бактерий, которые могут возникнуть во время последующей обработки активным илом, повысит эксплуатационную стабильность и надежность системы очистки.

Воздушная флотация бетона:

Сточные воды типографий и красителей плохо биоразлагаемы, и, как правило, трудно удовлетворить требования к сбросу, полагаясь исключительно на биохимическую очистку. Чтобы гарантировать, что конечные сточные воды достигают стабильных стандартов сброса, и предотвратить аварии в биохимической системе, после биохимической системы добавляются физические и химические процессы. Путем добавления коагулянта или обесцвечивающего агента можно удалить остаточную окраску сточных вод. Кроме того, коллоидные вещества можно превратить в взвешенные вещества, а затем отделить и удалить из воды вместе с более мелкими и легкими взвешенными веществами, оставшимися в сточных водах. Но, он также может удалить некоторые продукты метаболизма бактерий, чтобы обеспечить лучший эффект лечения. Существует два типа разделения после дозирования и коагуляции: седиментация и воздушная флотация. Среди них метод флотации растворенным воздухом под давлением оказывает лучший эффект обесцвечивания при очистке красящих сточных вод. Кроме того, поскольку производительность разделения воздушной флотацией примерно в 4-5 раз превышает мощность разделения седиментации, это может значительно уменьшить площадь зоны разделения, сэкономить много инвестиций, а эффект разделения будет стабильным и не пострадает. внешней средой, поэтому выбирают растворенный газ под давлением. Флоатирование используется как метод физико-химической очистки.

С развитием текстильной, полиграфической и красильной промышленности воздействие сточных вод полиграфии и крашения на окружающую экосистему возрастает с каждым днем. Между тем, усилия в области исследований и разработок, сосредоточенные на сточных водах промышленной печати и окраски, продолжают развиваться, а результаты постоянно адаптируются и применяются на практике.

Характеристики различных видов сточных вод текстильной печати и крашения;

1. Сточные воды от печати и крашения хлопкового текстиля Сточные воды от печати и крашения хлопкового текстиля (включая процесс предварительной обработки, крашения или печати и последующий процесс) представляют собой органические сточные воды, основными компонентами которых являются синтетические органические вещества и некоторые натуральные органические вещества, и они содержат определенное количество трудно биоразлагаемых веществ.

2. Сточные воды для печати и крашения шерстяных тканей. В процессе крашения шерстяных текстильных изделий в основном используются кислотные красители. Скорость поглощения красителя высока, а цвет сточных вод после крашения относительно низкий. Сточные воды после окрашивания шерстяных текстильных изделий обладают хорошей биоразлагаемостью и очень подходят для биохимической очистки.

3. Сточные воды для печати и крашения шелковых тканей. Сточные воды для печати и крашения шелковых тканей представляют собой нейтральные органические сточные воды, обладают хорошей биоразлагаемостью, а содержание органических веществ в сточных водах относительно низкое.

4. Сточные воды льняной текстильной печати и крашения. Льняное волокно представляет собой целлюлозное волокно, и во время его обработки образуются сточные воды от дегуммирования, а также сточные воды от печати и крашения. Сточные воды дегуммирования в процессе производства льняных текстильных изделий представляют собой органические сточные воды с высокой концентрацией, которые легче биоразлагаются. Сточные воды печати и крашения, сбрасываемые при переработке текстильных изделий из конопли, аналогичны сточным водам печати и крашения хлопчатобумажных тканей, но цвет немного ниже.

На рисунке 1 показано технология очистки сточных вод от красителей линии окраски тканных изделий с использованием электрофлотации, напорной УФ и НФ под вакуумом с обратноосмотическим обессоливанием и обезвоживанием флотошлама на камерном пресс-фильтре.

Рисунок 1. Технология очистки сточных вод от красителей линии окраски тканных изделий с использованием электрофлотации

В итоге ожидается результаты очистки сточных вод участка окраски текстильного предприятия с использование комбинированной технологии (Таб. 2).

Таблица 2

Результаты

Все виды сточных вод печатных и красильных предприятий, как правило, представляют собой органические сточные воды, а содержащиеся в них красители и загрязняющие вещества в основном включают натуральные органические вещества (воски, камеди, гемицеллюлозы, масла и т. д., содержащиеся в натуральных волокнах) и синтетические органические вещества (красители, вспомогательные, суспензионные и т. д.); Так как в процессе крашения и печати тканей с различным волокнистым сырьем красящий раствор и раствор для печати представляют собой растворы электролитов. Для лучшей печати и окрашивания на разных тканях необходимы разные условия значения pH Таким образом, значение pH сточных вод, сбрасываемых в процессе печати и крашения, различно. В различных волокнистых тканях используются разные красители и скорости поглощения красителей в процессах печати и крашения, а также цвета сбрасываемых сточных вод.

В заключение, улучшение воздействия текстильных предприятий и очистки сточных вод на окружающую среду требует многогранного подхода, объединяющего различные стратегии. Принимая меры по экономии воды, следуя лучшим практикам очистки сточных вод и используя экологически чистые химикаты, предприятия могут значительно сократить свое воздействие на окружающую среду. Методы биологической очистки и передовые технологии еще больше повышают эффективность очистки сточных вод, а приоритет энергоэффективности способствует общей устойчивости. Регулярный мониторинг, обучение сотрудников и сотрудничество с заинтересованными сторонами необходимы для обеспечения соблюдения требований и развития культуры экологической ответственности. Постоянно оценивая и совершенствуя процессы очистки сточных вод, текстильные предприятия могут достичь долгосрочной экологической устойчивости и внести свой вклад в создание более чистой и здоровой планеты.

Список литературы:

1. N. Sivri and İ. Toroz, “Pollutants of Textile Industry Wastewater and Assessment of its Discharge Limits by Water Quality Standards,” vol. 103, pp. 97–103, 2007.
2. A. A. Kadir, N. Othman, and N. A. M. Azmi. "Potential of Using Rosa Centifolia To Remove Iron and Manganese in Groundwater Treatment" International Journal of Sustainable Construction Engineering & Technology vol 3. pp. 70-82, 2012.
3. M. A. Kamaruddin, M. S. Yusoff, H. A. Aziz, and C. O. Akinbile, “Review Paper Recent Developments of Textile Waste Water Treatment by Adsorption Process : A Review,” vol. 1, no. 4, pp. 60–73, 2013.
4. J. Rajasthan, “Monitoring of Heavy Metal in Textile Waste Water of,” vol. 4, no. 3, pp. 3–6, 2014.
5. A. Shaikh and T. Engineering, “Water conservation in textile industry,” no. November, pp. 48–51, 2009.
6. Yusupov A.A., Salohiddinov F.F. DEVELOPMENT OF A WIRELESS WATER QUALITY MONITORING SYSTEM FOR WATER TREATMENT FACILITIES // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13744 (дата обращения: 11.10.2023).
7. Yusupov Azamat, & Dadajanov Muzaffar. (2023). UZ-METER TECH CO KORXONASIDA AVTOMOBIL EHTIYOT QISMLARINI QUYISH JARAYONIDA SUV BILAN SOVUTISH TIZIMINI AVTOMATLASHTIRISH. Innovations in Technology and Science Education, 2(9), 1999–2012. Retrieved from https://humoscience.com/index.php/itse/article/view/946
8. Юсупов А.А., Мамадалиева Н.И. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВОЗДУХА НА ПРЯДИЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13745
9. Yusupov Azamat Alijonovich, & Mamadaliyeva Naima Ilxombek qizi. (2022). THE ROLE OF AIR CONDITIONING IN TEXTILE FACTORIES IN THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN. EPRA International Journal of Research and Development (IJRD), 7(5), 184–188. Retrieved from http://www.eprajournals.net/index.php/IJRD/article/view/455
10. Юсупбеков Н.Р., Юсупов А.А. Повышение точности измерения объема жидких продуктов в наклонных горизонтальных цилиндрических резервуарах // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 5(86). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11838 (дата обращения: 24.05.2023).
11. Yusupbekov NR, Yusupov AA. Review and comparative analysis of modern devices for level gauging in checking system and industrial processing control. International Journal of Advanced Science and Technology. 2020;29(9):5370-80.
12. Yusupbekov, N. R. (2021). A wireless intelligent system construction for measuring and control of liquid product level in reservoir parks. Turkish Journal of Computer and Mathematics Education (TURCOMAT), 12(4), 43-52.
13. Юсупбеков Н.Р., Юсупов А.А. Повышение точности измерения объема жидких продуктов в наклонных горизонтальных цилиндрических резервуарах // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 5(86). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11838
14. A.A Yusupov. Analysis of errors of the ultrasonic level and increasing the accuracy of measuring the level of liquid materials in non-stationary media. Chemical Technology, Control and Management 2021 (4), 31-39