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1、 摘摘 要要 根据印染废水的来源不同，分别介绍了水质特点及排放规律，重点对印染废水的处理方法进行了归纳和总结。并建议解决印染废水污染问题应坚持改革工艺，从源头减少污染物排放和积极治理所排放污水、实现污水回用相结合的方针. 正正 文文 0 引言 印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为31064 106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使 PVA 浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其 C
2、OD 浓度也由原来的数百 mg/L 上升到20003000mg/L，从而使原有的生物处理系统 COD 去除率从 70%下降到 50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的 COD 去除率也仅为 30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。1 印染废水来源、水质、水量1.1 来源 印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合
3、废水，或除漂白废水以外的综合废水。1.2 水质及水量 印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水 pH 值为 610，CODCr 为 4001 000mg/L，BOD5 为 100400mg/L，SS为 10 02 00mg/L，色度为 100400 倍。但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的 COD Cr将增大到2 0003 000mg/L 以上，BOD5 增大到800mg/L 以上，pH 值达 11.5 12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增
4、大而恶化。当加入的碱减量废水中 COD Cr的量超过废水中 CODCr 的量 20%时，生化处理将很难适应。印染各工序的排水情况一般是：(1)退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，pH 值为 12 左右。上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其 COD、BOD 值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(如涤棉经纱)退浆废水，C OD 高而 BOD 低，废水可生化性较差。(2)煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。(3)漂白废水：水
5、量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。(4)丝光废水：含碱量高，NaOH 含量在 3%5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 、SS 均较高。(5)染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD 较 BOD 高得多，可生化性较差。(6)印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD 均较高。(7)整理废水：水量较小，其中含有
6、纤维屑、树脂、油剂、浆料等。(8)碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达 75%。碱减量废水不仅 pH 值高(一般12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中 CODCr 可高达 9 万 mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。2 印染废水处理方法 目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。国外也是基本如此。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使 PVA 浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。原有的生物处理系统大都由原来的
7、 70 %COD 去除率下降到 50%左右，甚至更低。色度的去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外，PVA 等化学浆料造成的 COD 占印染废水总 COD 的比例相当大，但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%30%。 针对上述问题，近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有：厌氧好氧生物处理工艺、高效脱色菌和 PVA 降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等。下面从物理法、化学法和生物法三个方面的评述着手，介绍目前印染废水处理的方法及研究的状况。2.1 印染废
8、水处理的物理法-吸附法 在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理)，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。Saito T.等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD 去除率、COD 去除率分别达 93%、92%和63%，活性炭吸附能力可达到 500mgCOD/g 炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率
9、。但若废水 BOD5200mg /L，则采用这种方法是不经济的。 吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明，在 pH12 的印染废水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附剂，阴离子染料去除率可达 95%100%。 高岭土也是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地吸附废水中的黄色直接染料。此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。2.2 印染废水的化学处理法2.2.1 混凝法 主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式
10、氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来，国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。2.2.2 氧化法 臭氧氧化法在国外应用较多，Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。研究表明，臭氧用量为 0.886gO3/g 染料时，淡褐色染料废水脱色率达 80%
11、；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量 16.7% 。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔板。 臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。 光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。2.2.3 电解法 表 1 国内印染废水生物处理工艺运用情况 企业 处理能力(m3/d) 处理工艺 建成时间(年) 投资(万元) 苏州染料厂 90100 生物转盘(处理含酚废水)
12、 1977 3.5 1500 326 无锡染料厂 1200 表面曝气 1980 118 常州染料厂 3500 生物炭塔 1978 448 南京化工厂 4800 塔式生物曝气 1984 455 上海染化五厂 2400 多级推流表曝 1980 93 上海助剂厂 1800 生物流化床(活性炭载体) 400 上海染料研究所 50 生物炭塔 8 上海染化厂 2500 多级推流表曝 1984 241 4000 卡鲁塞尔生化曝气池 1989 1300 北京染料厂 150 射流曝气 1989 887 大连染料厂 150 鼓风曝气(二级生化)(高浓度进水) 189 青岛染料厂 2500 加压生化塔(前步厌氧处理
13、) 1990 1597 河南化工厂 4800 表面曝气 1984 222.6 安阳染料厂 1200 多级推流表面曝气 1992 120 济宁一化 3000 鼓风曝气-生物接触氧化(东区) 400 1500 鼓风曝气-生物炭塔(西区) 400 川庆化工厂 350 表面加速曝气 98.5 四川染料厂 2400 延时曝气(表曝)接触氧化 1985 356 洛阳化工厂 100 2m 生物转盘 1980 30 注：因无效 1987 年停运；含填海造地费用。 电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为 50%70%，但对颜色深、 CODCr 高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明，
14、各类染料在电解处理时其 CODCr 去除率的大小顺序为：硫化染料、还原染料酸性染料、活性染料中性染料、直接染料阳离子染料。目前这种方法正在推广应用。2.3 印染废水的生物处理法 70 年代以来，国内对印染废水以生物处理为主，占 80%以上，尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看，我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用，生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高，一般在 50%左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。表 1 为国内印染废水生物处理工艺运用情况。 好氧生物处理对 B
15、OD 去除效果明显，一般可达 80%左右，但色度和 COD 去除率不高，尤其如 PVA 等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的 COD 达到20003000mg/L，而且 BOD/COD 也由原来的 0.40.5 下降到 0.2 以下，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；此外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道，一般污泥处理或处置费用占整个污水厂费用的 50%70%(国外)，在国内也占 40%左右。由于上述原因，印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视，探求高效、低耗、投资省的印染废水处理
16、新技术已日显重要。 厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，Fukunaga N.等人对传统消化罐作了改造，在罐内装填固定微生物，主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及单氮基因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行(37)，水力停留时间 6h，主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。有研究表明厌氧处理丝绸印染废水，在HRT1.01.1d，COD 去除率 74%82%，脱色率分别为：黑色 51%、紫红色 94%、玫瑰红96%、茄紫 30%、大红 55%。用 UASB 和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表明，废水中的色度和 COD 去除率分别稳定在 80%和 90%以上。 为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术，近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究，获得了很大的成功。此时
