紡織印染廢水處理技術(shù)探討

李 揚(yáng)

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000）

紡織工業(yè)在提高和豐富人民物質(zhì)文化生活方面有重要的作用。紡織工業(yè)廢水中的污染物主要是棉毛等紡織纖維上的污物、鹽類、油類和脂類，以及加工過程中投加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸、堿等，紡織工業(yè)廢水量大，是嚴(yán)重的污染源之一。紡織工業(yè)廢水含有大量的有機(jī)污染物排入水體將破壞水生態(tài)平衡，惡化環(huán)境。首先應(yīng)通過改革工藝減少污染物的產(chǎn)生量，其次是重視廢水和物料的回收利用。

根據(jù)目前條件和技術(shù)水平，還有相當(dāng)量的紡織工業(yè)廢水需要進(jìn)行無害化處理。處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法。必須根據(jù)織物采用的原料、產(chǎn)品的品種、加工的方法，特別要了解各工藝操作過程中投加藥料、染料、助劑的情況，對廢水組分特性進(jìn)行分析，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最優(yōu)化的處理技術(shù)。為了提高出水水質(zhì)和廢水回用，往往需采用多種方法聯(lián)合處理工藝[1]。

1 生產(chǎn)工藝及廢水的產(chǎn)生

1.1 生產(chǎn)工藝

棉紡織產(chǎn)品主要是由棉花或棉花與化學(xué)纖維混合后經(jīng)過紡紗、染色(或印花)、整理等工序生產(chǎn)出的產(chǎn)品。有純棉(白坯布、漂白布、染色布、印花布)產(chǎn)品和棉混織產(chǎn)品(白坯布、漂白布、染色布、印花布)。棉混紡織產(chǎn)品中化學(xué)纖維所占比例較大(一般均超過棉花的數(shù)量)。棉及棉混紡織產(chǎn)品可分為薄型織物(普通白布及染色布)及厚型織物(絨布、燈芯絨布)兩種。根據(jù)織造方式的不同，棉及棉混紡織產(chǎn)品可分為機(jī)織產(chǎn)品(由經(jīng)紗和緯紗相互交錯而織成的產(chǎn)品)和針織產(chǎn)品(由針將紗線鉤成線圈，再將線圈相互串套而成的織物產(chǎn)品)，除了染色前處理過程略有不同之外，其染色及印花工藝基本相同。

1.2 廢水來源

棉紡織工業(yè)廢水主要來自染整工段，包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花和整理等排放較少織造工段廢水。

1.2.1 退漿廢水

棉織物上的漿料和纖維本身的部分雜質(zhì)在漂染前必須去除。退漿廢水一般占廢水總量的15%左右，污染物約占總量的一半。退漿廢水是堿性的有機(jī)廢水，含有各種漿料分解物、纖維屑、酸和酶等污染物，廢水呈淡黃色。退漿廢水的污染程度和性質(zhì)視漿料的種類而異：過去多用天然淀粉漿料，淀粉漿料的BOD5／CODcr 值為0.3～0.5；目前使用較多的化學(xué)漿料(如PVA)的BOD5／CODcr 值為0.1左右；近年來改性淀粉逐漸有取代化學(xué)漿料的趨勢，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5／CODcr 值為0.5～0.8。

1.2.2 煮煉廢水

為保證漂白和染整的加工質(zhì)量，要將纖維中的棉蠟、油脂、果膠類含氮化合物等雜質(zhì)去除。煮煉工藝一般用燒堿、肥皂、表面活性劑等的水溶劑，在120℃、pH 值10～13 的條件下對棉纖維進(jìn)行煮煉。煮煉廢水量大，呈強(qiáng)堿性，含堿濃度約0.3%，廢水呈深褐色，BOD 和COD 均高達(dá)每升數(shù)千毫克。

1.2.3 漂白廢水

漂白工藝一般采用次氯酸鈉、過氧化氫(雙氧水)、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維表面和內(nèi)部的有色雜質(zhì)，使織物漂白。由于雙氧水在漂白廢水中幾乎完全分解，而次氯酸鈉和亞氯酸鈉等含氯漂白劑的大部分氯又在漂白過程中被分解，所以漂白廢水的特點(diǎn)是量雖大，但污染程度小，BOD5 和CODcr均較低，基本上屬于清潔廢水，可直接排放或循環(huán)使用。

1.2.4 絲光廢水

絲光處理是將織物在氫氧化鈉濃堿液內(nèi)浸透，目的是提高纖維的張力強(qiáng)度，增加纖維的表面光澤，降低織物的潛在收縮率，同時增加與染料的親和力。絲光廢水含氫氧化鈉3%～5%，一般通過多效蒸發(fā)蒸濃回收后，先供絲光應(yīng)用，再用于調(diào)配煮煉液、廢堿液和用于退漿。所以絲光廢水實(shí)際上很少排出，它在工藝上被多次重復(fù)使用，雖經(jīng)堿回收，但堿性仍很強(qiáng)，BOD 卻低(但仍高于生活污水)，其污染程度根據(jù)加工漂白布或本色布而異。加工漂白布時，織物先經(jīng)漂煉后再絲光，污染程度較低；加工本色布時，退漿后直接絲光，致使原來進(jìn)入煮煉廢水的纖維雜質(zhì)轉(zhuǎn)到絲光廢水，相應(yīng)提高了污染程度[2]。

1.2.5 染色廢水

染色廢水的特點(diǎn)是水質(zhì)變化大，色澤深，主要的污染源是染料和助劑。不同纖維原料需用不同的染料、助劑和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的濃度不同、染色設(shè)備和規(guī)模不同，廢水水質(zhì)變化很大。一般染色廢水的堿性都強(qiáng)，特別當(dāng)采用硫化染料和還原染料時，pH 值高達(dá)10 以上。染料本身的BOD 均較低，COD 卻要高得多。染色廢水中的許多物質(zhì)不易被生物分解，生物處理對印染廢水的COD 去除率僅60%～70%，脫色率也僅50%左右。

1.2.6 印花廢水

印花廢水污染物主要來自調(diào)色、印花滾筒、印花篩網(wǎng)的沖洗水，以及后處理的皂洗、水洗、洗印花襯布的廢水。印花廢水的污染程度很高。此外活性染料應(yīng)用大量尿素，使印花廢水的氨氮含量升高。

1.2.7 整理廢水

整理廢水除花衣毛之外，尚含有多種樹脂、甲醛、表面活性劑等，但廢水量較少。

2 紡織印染廢水處理方法

2.1 紡織印染廢水處理概述

紡織印染廢水水量大，廢水中含大量堿類，pH值高，含大量殘余的印染助劑，色度大，有機(jī)物含量高，耗氧量大，懸浮物多，并含有微量有毒物質(zhì)，若不經(jīng)治理直接排放，將會對水體和環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

對紡織印染廢水的治理，首先也應(yīng)該以防為主，積極改造生產(chǎn)工藝和設(shè)備，減少廢物和廢料的產(chǎn)生；通過逆流用水和重復(fù)用水來減少污染物的排放量，提高水的回用率；回用染化原料，降低生產(chǎn)成本，又減輕環(huán)境污染，一舉多得，最終的廢水再經(jīng)處理排放。

紡織印染廢水由于具有廢水量大、水質(zhì)復(fù)雜、水質(zhì)水量變化大的特點(diǎn)，其治理比較復(fù)雜，它的處理一般也劃分一級、二級、三級三個處理階段。

一級處理多采用格柵、預(yù)沉池或初沉池，用簡單的物理機(jī)械法或化學(xué)法使廢水中懸浮物或塊狀體分離出來，或中和廢水的酸堿度。

二級處理多是生物化學(xué)處理，可有效地去除膠狀的溶解性有機(jī)污染物，有效地改善水質(zhì)，廢水可生化性較好時，可選擇生化法；當(dāng)廢水可生化性較差時，可選擇化學(xué)法，如混凝沉淀或加壓氣浮等方法。

三級處理多采用物理法或化學(xué)法，對其進(jìn)行深度處理，達(dá)標(biāo)排放或回用。

2.2 紡織印染廢水中常用的處理法

2.2.1 物理法

（1）柵欄法：用于去除廢水中紗頭、布塊等漂物和懸浮物。主要有格柵和格網(wǎng)、篩網(wǎng)等。

（2）調(diào)節(jié)池：由于紡織印染廢水水質(zhì)水量變化大，必須設(shè)調(diào)節(jié)池，一般當(dāng)廢水量5000t/d 時，調(diào)節(jié)池停留時間為4h；廢水量2000t/d 時，調(diào)節(jié)池停留時間為5h～6h；廢水量小于1000t/d 時，調(diào)節(jié)池停留時間為7h～8h。

（3）沉淀池：印染廢水的懸浮粒小，故不經(jīng)其它（如化學(xué)）預(yù)處理時，不宜直接進(jìn)行沉淀處理，沉淀池又分平流式、豎流式和輻流式，其中前者應(yīng)用最多。

（4）過濾法：在印染廢水中采用的過濾多是快濾池，即在重力作用下，水以6m/h～12m/h 的速度通過濾池完成過濾過程[3]。

2.2.2 化學(xué)處理法

（1）中和法：在印染廢水中，該法只能調(diào)節(jié)廢水pH 值，不能去除廢水中污染物，在用生物處理法時，應(yīng)控制其進(jìn)入生物處理設(shè)備前pH 值在6-9之間。

（2）混凝法：用化學(xué)藥劑使廢水中大量染料、洗滌劑等微粒子結(jié)合成大粒子去除，印染廢水處理中需用的混凝劑有堿式氯化鋁、聚丙烯酰胺、硫酸鋁、明礬、三氯化鐵等。

（3）氣浮法：印染廢水中含大量有機(jī)膠體微粒、呈乳狀的各種油脂等，這些雜質(zhì)經(jīng)混凝形成的絮體顆粒小、重量輕、沉淀性能差，可采用氣浮法將其分離；目前在印染廢水治理中，氣浮法有取代沉淀法的趨勢，是印染廢水的一種主要處理方法。在印染廢水中氣浮處理主要采用加壓溶氣氣浮法。

（4）電解法：該法脫色效果好，對直接染料、媒體染料、硫化染料、分散染料等印染廢水，脫色率在90%以上，對酸性染料廢水，脫色率在70%以上。該法缺點(diǎn)：電耗及電極材料耗量大，需直流電源，適宜于小量廢水處理。

（5）吸附法：吸附法對印染廢水的COD、BOB色去除十分有效，由于活性炭吸附投資較大，一般不優(yōu)先考慮，近年來有泥煤、硅藻土、高嶺土等活性多孔材料代替活性炭進(jìn)行吸附的，對印染廢水宜選用過濾孔發(fā)達(dá)的活性吸附材料。

（6）氧化脫色效率低，僅40%～50%，混凝脫色效率較高，達(dá)50%～90%之間，但用這些方法處理后，出水仍有較深的色度，必須進(jìn)一步脫色處理，目前用于印染廢水脫水的方法主要有光氧化、臭氧氧化和氯氧化法，由于價格等原因，應(yīng)用最多的是氯氧化法，其常用的氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉，此種方法由于處理成本高和操作運(yùn)行條件較高，而較少適應(yīng)。

2.2.3 生化法

（1）厭氧發(fā)酵法：紡織印染廢水如單獨(dú)采用好氧生化處理或附加混凝處理動力消耗大，且許多廢水基質(zhì)難以被分解和脫色，實(shí)踐證明，輔以厭氧技術(shù)處理該類廢水，效果良好，厭氧發(fā)酵工藝又分為常規(guī)厭氧發(fā)酵、高效厭氧發(fā)酵、厭氧接觸法、厭氧過濾法、上流式厭氧污泥床（UASB）、改進(jìn)型厭氧發(fā)酵裝置（UASB+AF）、厭氧折流式工藝、厭氧流化床或膨脹床工藝、下流式厭氧過濾（固定膜）反應(yīng)器等幾種工藝。

（2）生物膜法：又分生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法，其中后兩種方法在國內(nèi)的印染廢水治理中使作較多，生物轉(zhuǎn)盤法適用于小水量的印染廢水處理，生物接觸氧化處理印染廢廢水時多采用鼓風(fēng)曝氣接氧化法，生物濾池中塔式生物濾池也越來越多地應(yīng)用到印染廢水中。

（3）活性污泥法：活性污泥法是目前使用最多的一種方法，有推流式活性污泥法、表面曝氣池等。活性污泥法具有投資相對較低，處理效果較好等優(yōu)點(diǎn)。其中，表面曝氣池因存在易發(fā)生短流、充氧量與回流量調(diào)節(jié)不方便、表面活性劑較多時產(chǎn)生泡沫覆蓋水面影響充氧效果等弊端，近年已較少采用。而推流式活性污泥法在一些規(guī)模較大的工業(yè)廢水處理站，仍在廣泛使用。污泥負(fù)荷的建議值通常為（0.3~0.4）kg(BOD5)/kg(MISS)d 其BOD5 去除率大于90%，COD 去除率大于70%，據(jù)印染行業(yè)地經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)污泥負(fù)荷在小于0.2kg(BOD5) )/kg(MISS)d時BOD5 去除率可達(dá)90%以上，COD 去除率為60%~80%。

2.2.4 預(yù)處理

印染廢水污染程度高，水質(zhì)水量波動大，成分復(fù)雜，一般都需進(jìn)行預(yù)處理，以確保生物處理法的處理效果和運(yùn)行穩(wěn)定。

（1）調(diào)節(jié)（水質(zhì)水量均化）

如前所述，印染廢水的水質(zhì)水量變化大，因此，印染廢水處理工藝流程中一般設(shè)置調(diào)節(jié)池，以均化水質(zhì)水量。為防止纖維、棉籽殼、漿料等沉淀與池底、池內(nèi)常用水力、空氣或機(jī)械攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌。水力停留時間一般為8 小時。

（2）中和

印染廢水的pH 值往往很高，除通過調(diào)節(jié)池均化其本身的酸堿度不勻性外，一般需要設(shè)置中和池，以使廢水pH 值滿足后續(xù)處理工藝的要求。

（3）廢鉻液處理

在有印花工藝的印染廠中，印花滾筒鍍筒時需使用重鉻酸鉀等，輥筒剝鉻時就會產(chǎn)生鉻污染。這些含鉻的雕刻廢水必須進(jìn)行單獨(dú)處理，以消除鉻污染。

（4）染料濃腳水預(yù)處理

染色換品種時排放的染料濃腳水，數(shù)量較少，但濃度極高，COD 可達(dá)幾萬甚至幾十萬。對這一部分廢水進(jìn)行單獨(dú)處理可減少廢水的COD 濃度，這對于小批量、多品種的生產(chǎn)企業(yè)尤其重要[4]。

[1]李家珍. 染色工業(yè)廢水處理[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2]甕亮．印染廢水的處理方法與進(jìn)展[J]．印染助劑，2005，22(11)：7-10．

[3]楊書銘. 紡織印染工業(yè)廢水治理技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[4]黃銘榮. 水污染治理工程[M]. 北京：高等教育出版社，2009.