高效降解印染廢水相關問題研究

王 曦

同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司，上海 200092

1 印染廢水概況

印染廢水中的污染物質毒性大、水質變化大、廢水量大而成為極難處理的工業(yè)廢水之一。印染廢水的污染物質成分極為復雜，它包括織物纖維本身加工過程中使用的染化料、印染助劑、化學合成漿料、表面活性劑、其它化學藥劑（例如漂白劑等）等等。其來源包括漂染過程排出的漂洗、絲光、退漿和煮煉廢水，染色印花過程中排出的染色廢水、皂洗廢水和印花廢水、整理過程排出的整理廢水。這些性質決定了印染廢水具有色度高、有機污染物含量高、堿度高、難以生物降解、水質變化大的“三高一難一變化”的特點。隨著印染紡織工業(yè)廣泛高速的發(fā)展，我國的水環(huán)境保護正經歷著前所未有的嚴峻考驗。

1.1 污染源

印染工業(yè)是紡織工業(yè)的工段之一，印染工業(yè)加工過程共有四個工序：（1）預處理階段（包括絲光、退漿、漂白、煮煉等工段）；（2）染色工段；（3）印花工段；（4）整理工段。其中，預處理階段排出漂白、退漿、煮煉、絲光廢水；染色生產工段則排出染色廢水；印花工段會排出皂液和印花廢水。印染工業(yè)廢水一般是以上各工段產生的混合廢水。

1.2 印染廢水對環(huán)境的影響

由于印染工業(yè)涉及許多有害化學藥品，這類廢水有機物含量高、色度深、成分雜、有害物質含量高、對水體會造成嚴重危害,紡織印染廢水對環(huán)境和人類的危害引起了越來越多的人的關注。紡織印染廢水中主要污染物根據危害程度可分為1～5級，1級最輕微，5級最嚴重。

1.2.1 印染廢水的色度

印染加工過程中約有10%～20%染料作為廢水排出，進入江湖、大海和地面水中，廢水中的染料能吸收光線，降低水體透明度，影響水生生物和微生物生長，不利于水體自凈，易造成視覺上的污染。

1.2.2 染料中存在有害重金屬

重金屬鉻在印染加工中用量相對較多，染色工藝中常用重鉻酸鉀作氧化劑和媒染劑，印花輥筒的制備耗鉻量也很大，而鉻特別是Cr6+也被確認為能致癌，應特別注意排放和綜合利用。

2 印染廢水處理方法

印染廢水處理的突出問題是色度和難降解有機物的去除問題。處理印染廢水常用的方法大致分為三種：化學法、物理法和生物法。

2.1 印染廢水物理處理法

在印染廢水物理處理中較經常使用于工程實例的是吸附法，吸附法法是將多孔性物質顆?；蛘叻勰ū热缁钚蕴康龋┡c印染廢水進行充分混合，使污染物吸附于多孔物質而得到去除；另外一種方法是讓廢水流過裝有多孔物質的濾床，使廢水中的污染物質在過濾過程中被吸附去除。目前，國內外主要采用吸附劑為活性炭，它不能去除水中的疏水性污染物，但對于水中陽離子、酸性等溶解性有機物有非常好的吸附性能。

2.2 印染廢水化學處理法

2.2.1 混凝法

混凝法包括混凝沉淀法和混凝氣浮法，國內外工程實例中常用的混凝劑以鐵鹽和鋁鹽為主，其中FeSO4的價格較為便宜，而堿式氯化鋁(PAC)的吸附架橋作用明顯，混凝效果較好。另外，很多工程實際運行數(shù)據表明，高分子混凝劑（如聚丙烯酰胺）若與堿式氯化鋁(PAC)以適當?shù)谋壤瑫r投加，則混凝效果會成倍的提高。

混凝法處理印染廢水的主要優(yōu)點有脫色效率很高、工藝流程相對簡單、設備投資較小、占地面積較省、運行管理也較方便；缺點則是對水溶性染料處理效果一般、藥劑投加費用較高、污泥量多并且脫水有一定難度。

2.2.2 高級氧化法

應用于印染廢水處理的高級氧化法主要為臭氧氧化法，這種方法對于多數(shù)常用染料能達到較好的氧化脫色效果，但對于那些不溶于水的染料氧化脫色效果則相對一般。光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設備投資和電耗相對較高。#

2.3 印染廢水生物處理法

2.3.1 好氧生物處理

和常規(guī)污水的好養(yǎng)生物處理法類似，印染廢水好氧生物法根據曝氣方式的不同，可以分為表面機械曝氣法和底部鼓風曝氣法兩種。其中以鼓風曝氣法的應用較為廣泛。

好氧生物處理對印染廢水中的可生化有機物去除效果較好，一般均能達到80%以上，但對于生化性較差的有機物和色度去除效果則不佳。尤其是隨著表面活性劑等在印染工藝中的大量使用，使印染廢水的B/C比直線下降到了0.2以下，COD值也近3000 mg/L～5000mg/L，單獨使用好氧生物處理已經很難保證處理出水達到排放標準的要求。此外，好氧生物法的剩余污泥處理與處置以及鼓風曝氣帶來的高額電費一直是困擾印染企業(yè)的兩道難題。因此，厭氧生物處理印染廢水技術受到了學術界和印染企業(yè)的高度重視，技術在近些年也有了長足的進步。

2.3.2 厭氧-好氧聯(lián)用生物處理

厭氧生物處理主要是由厭氧反應池或厭氧罐組成。染料中難降解的高分子有機物一般都能通過厭氧分解成較易生物降解的小分子有機物。

為了使生物法處理印染廢水能夠效果更好、投資更低、運行更可靠，近些年來厭氧法與好氧法聯(lián)用來處理印染廢水，也已經有了相當多成功的工程實例。厭氧-好氧聯(lián)用處理中的厭氧段的水力停留時間一般為2h～6h，在其中只發(fā)生水解酸化，大大提高了廢水的可生化性，使廢水的B/C比達到0.3以上，為好氧生物分解創(chuàng)造有利條件。好氧池所產生的高濃度剩余污泥通過回流污泥泵回到厭氧池，有利于污泥厭氧消化，降低了系統(tǒng)排出的剩余污泥量，對于印染廢水的脫氮也有一定的效果。因此，厭氧-好氧聯(lián)用法中的厭氧池具有改善廢水可生化性能、降解部分有機物和對生化剩余污泥進行消化的雙重作用。

3 印染廢水處理中存在的問題

印染廢水處理中存在的主要問題包括如何將處理后的印染廢水更大程度的回用于生產過程，高色度廢水脫色困難，以及更大的降低印染廢水生物處理的運行成本。

近些年來，國內外各科研機構對染料的脫色方法進行了大量的技術研究，總結出許多行之有效的脫色方法，這些技術方案針對性較強，對特定的印染廢水能取得較好的脫色效果。但是由于各印染企業(yè)的所染料、溶劑、表面活性劑種類繁多，化學性質各異，在處理混合印染廢水的時候仍有相當?shù)碾y度和困難。

另外，節(jié)能減排、充分回用是預防治理印染廢水相輔相成的兩個重要組成，因此，一方面需要提高印染企業(yè)各生產工段的效率，使排放的廢水量達到最低；另一方面，應該更大限度地提高處理后出水的回用率，這不僅能降低工業(yè)企業(yè)自來水的消耗量，而且能大大地降低印染廢水對水環(huán)境的污染，也會更加有利于印染企業(yè)合理可持續(xù)的發(fā)展。

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