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1、印染废水深度处理及回用技术应用杨 积 德 苏州市环境科学研究所1国内印染行业生产和废水排放现状o印染行业现状：我国是纺织印染业第一大国，2005年全国印染总产量 210.87亿米。纺织印染是江苏省的传统优势产业，连续多年保持较高的发 展速度，目前全省有规模以上印染企业960家，其工业总产值约 占全省的11%。据统计，江苏省印染企业年排放废水量3.38亿吨，COD5.5 万吨；太湖流域印染企业570家，日排放废水7080万吨（年 2.6亿吨），产生COD700800吨（年4万吨）。o印染废水特点：水量大、有机污染物含量高、色度深、水质变化大等。2苏州市印染行业生产和废水排放现状2007年统计的各
2、行业企业 工业废水排放总量为56030.2 万吨，其中制造业废水排放量为 53946.2万吨，占统计企业废 水排放总量的96.3%。工业废 水排放量各行业分担率见图1。图1 工业废水行业排放分担率情况o2.1 纺织行业废水排放量情况2苏州市印染行业生产和废水排放现状2007年苏州工业化学需氧量（COD)排放总量为155783.4 吨，其中制造业COD排放量占统 计企业化学需氧量排放总量的 99.0%。化学需氧量各行业排放 分担率见图2。图8 工业行业化学需氧量排放分担率情况o2.2 纺织行业化学需氧量排放情况图2 工业行业化学需氧量排放分担率情况2苏州市印染行业生产和废水排放现状o2.3纺织行
3、业氨氮排放情况2007年统计的各行业企业 氨氮排放总量为2890.74吨，其中制造业大类行业氨氮排放量占 统计企业氨氮排放总量的 99.6%。氨氮各行业排放分担 率见图3。图3 工业行业氨氮排放分担率情况2苏州市印染行业生产和废水排放现状2007年统计的各行业企业石油类排放总量为819.3吨， 其中制造业大类行业石油类排放 量占统计企业石油类排放总量的 99.3%。石油类各行业排放分担率见图4。o2.4 纺织行业石油类排放情况图4 工业行业石油类排放分担率情况3印染废水深度处理及回用的重要性 o印染行业废水深度处理是环保主新要求：n新的江苏省太湖水污染防治条例，2008年6月5日起施行 ；太湖
4、地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物 排放限值（DB32/T1072-2007）强制性标准，2008年1 月1日起施行；n实现 “十一五”总量削减目标的有效途径；o印染废水排放现状纺织染整废水处理目前普遍采用的常规二级处理工艺难以满 足新标准的要求，必须依靠工业废水深度处理及回用技术的支撑 。4国内外工业废水深度处理概况o废水深度处理是将常规工艺不能有效去除的氮、磷及难以被微 生物降解的有机物、病原菌、矿物质等加以去除，以提高和保 证水质的水处理方法，往往以废水回收和再次回用为目的。o国内外工业废水深度处理的技术方法及发展概况：n物理处理：包括均和调节、过滤、离心以及澄清法；n化学处理
5、：包括中和处理、化学沉淀处理和氧化还原处理；n物化处理：包括混凝、浮选、吸附、离子交换和膜分离技术 ；n生物处理：包括活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、 稳定塘与湿地处理。4国内外工业废水深度处理概况n美国是世界上进行废水深度处理及回用最早的国家之一，20世纪 70年代初开始大规模建设污水处理厂，随后即开始回用污水。n90年代初，日本在全国范围内进行了工业废水再生回用的可行性 研究和先进工艺的设计，在严重缺水的地区广泛推广工业废水回 用技术，使日本近年来的工业用水取水量逐年减少，节水已初见 成效。n俄罗斯、波兰、以色列、墨西哥及沙特阿拉伯等国的废水回用也 很普遍。n我国污水再生利用起步较晚
6、，大致可分为三个阶段：（1）1985年前的“六五”是起步阶段；（2）1986-2000年的“七五”、“八五”、“九五”是技术储备，示 范工程引导阶段；（3）2001年“十五”纲要明确提出了污水再生利用要求。5印染废水特点和深度处理及回用水质要求o5.1印染基本工艺由右图所示工艺流程可见，织物染 色产生的废水包括： n前处理废水W1 n前处理清洗废水W2 n染色废水W3 n一次清洗废水W4 n二次清洗废水W5一般情况下，染色废水水质碱性很 强，色泽较深，其中含有残余染料、助 剂及微量有毒物质。5印染废水特点和深度处理及回用水质要求印染行业分类：n按纤维材料分：毛、棉、丝绸、麻、化学纤维、人造纤维
7、和 混纺纤维；n按染料分：直接染料、活性染料、暂溶性还原染料、还原染 料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、阳离子染料等 ；n按纤维或织物形态分：纱、散毛染色、成衣染色、苎麻纺织 印染；丝绸、绢印染；针织印染；线带染色；巾被印染等。不同纤维、不同染料其生产过程不尽相同，产生的印染废水性 质也不尽相同。o5.2 印染废水特点5印染废水特点和深度处理及回用水质要求印染用水主要指标:n感观性状指标（色度、PH、透明度、SS等）；n铁和锰（与染浅色布时产生“斑点”有关）；n硬度我国尚未颁布印染废水的回用标准，国外也未有相关的标准。印染工艺用水分为：前处理、染色、印花、后处理用水，染色用 水水质要求高
8、，基本上使用软化水，印染废水深度处理回用水一般可 使用在前处理、印花、后处理等工段。o5.3 印染废水深度处理及回用水质要求6印染废水深度处理及回用技术优缺点o6.1 印染废水深度处理的物化法物理法主要包括:吸附法、膜分离法、混凝法、臭氧氧化法、电解 法等n吸附法：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。n膜分离法：膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理 过程，不需发生相的变化和添加助剂。但是，由于印染废水水质较 复杂，
9、往往含有较多的助剂、油份、以及金属离子，在利用生物法 对印染废水进行处理后，上述物质与微生物分泌物往往形成复杂的 复合物，很容易造成膜的污染。6印染废水深度处理及回用技术优缺点n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、
10、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。6印染废水深度处理及回用技术优缺点n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。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。n电解法：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、 COD高的废水处理效果较差。对染
11、料的电化学性能研究表明，各类染料在电解处理时其COD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。6印染废水深度处理及回用技术优缺点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。 好氧生物处理优缺点：n对BOD去除效果明显，一般可达80%左右，n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20003000 mg/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；n高运
12、行费用及剩余污泥处理或处置问题。o6.2 印染废水的生物处理法6印染废水深度处理及回用技术优缺点厌氧生物处理：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。6印染废水深度处理及回用技术优缺点厌氧法与好氧法的结合n厌氧好氧系统中的厌氧段具有双重的作用：（1）对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、 降解一部分有机物；（2）对系统的剩余污泥进行消化，
13、减少污泥产生量。n采用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。7成功实例o7.1龙英染织厂基本生产情况龙英染织厂漂染以下种类织物：n春亚纺，桃皮绒；n塔丝龙；n尼龙羊毛混合物，T/C 和 CVC 棉纱；n尼丝纺和涤塔夫。 龙英废水处理厂日废水产生量：n1.500 m3.000 m之间n废水量峰值可达5.000 m/dn目前深度处理能力为 1.500 m/d应用染料的种类及附着度：染料类类型附着度 (in %)活性染料55 - 97分散染料88 99酸性染料85 98表 1 龙英染织厂饮用染料种类及附着度7成功实例苏州龙英织染有限公司生产设备：图5 龙英织染厂生产设备7成功实例原有废水处理
14、流程图 深度废水处理简图 7成功实例n 砂滤 / 快滤装置此过程由四个快滤罐组成，每个过滤截面7m，平行放置。单个滤层高1.0m，过滤速度为2.6m/h。过滤材料选取直径为0.8 1.2 mm砂。理论过滤时间为24 至48小时之间。在图 6展示了两个快滤装置。o7.2深度处理工艺介绍7成功实例图 6 封闭砂滤罐组织的过滤装置7成功实例n臭氧氧化氧化脱色可以去除残余染料并将难生物降解和不生物降解的化合物 分解。在随后的生物滤池中这些分解的化合物将被降解或被过滤材料拦 截。2列臭氧池体积大概为80 m;平均停留时间为1 h;两个臭氧发生器位于单独机房;臭氧采用对流原则充入,被处理废水从上至下，臭氧
15、从下向上;臭氧反应器出流通过自由落差流入生物滤池。两列臭氧氧化和生物滤池构成整体建筑（见图 7）。7成功实例图 7 两列臭氧和生物滤池7成功实例n生物滤池每组四个用浮石和活性炭填充的固床滤器组成，两组平行，8个净 过滤体积总和为160 m；理论上停留时间小于2 h；清洁后的水将在清水池储存后通过管道排入水体。图 8展示了生物滤池构筑物。7成功实例图 8 两列生物滤池入流7成功实例o7.3 处理效果图 9 传统处理工艺与深度处理工艺出流测量的COD浓度7成功实例图 10 废水处理中营养物质含量变化7成功实例图 11 龙英污水处理厂削减率传统工艺处理 不能保证COD 的排放浓度达 到60 mg/L的新 要求。深度处 理出流能保证 COD排放浓度 达到60 mg/L的 要求，但并不 能完全保证 COD达到 30 mg/L的回用 要求。
