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1、印染废水处理工艺的研究进展摘要：印染废水组分复杂，常含有多种染料，色度深，毒性强，难降解，p H波动大，而且浓度高，废水量大，是难处理的工业废水之一。本文介绍了印染废水的组成及特征，然后对处理印染废水的主要方法：物化处理法、化学处理法和生化法加以介绍，并评述了各种处理方法的适用条件及处理效果，总结出各种方法的优缺点。选取了其中一种较为成熟的已经应用到工业上的处理技术进行了详细的介绍和经济型分析。最后简要评述了一些近年来新兴的工艺技术，对印染废水技术发展做了展望。关键词：印染废水；处理工艺；A1-A2/O法1 我国印染废水现状 印染废水一般呈碱性，具有水量大、有机污染物含量高、生化降解性差、色度
2、深、水质变化大等特点1。印染行业的废水主要来自退浆、煮炼、漂白、染色和整理工段2，水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。3据不完全统计，中国每天排放的印染废水约为3.0106t4.0106t，年排放量约为6.5108t，而约 80% 纺织废水来自于印染行业。统计数据显示，2008年纺织工业废水排放量23亿吨，居各工业行业第 3位，占全国工业废水排放量的10.60%。纺织工业排放废水中化学需氧量 (CODC r)排放量 31.4万吨，居各工业行业第 4位，占全国工业废水 CODCr的7.76%4。同发达国家相比，中国
3、纺织印染业的单位耗水量是发达国家的1.5倍 2.0倍，单位排污总量是发达国家的1.2 倍 1.8 倍，并且随着科技迅速地发展，印染行业使用的材料品种日益增多，化学原料逐渐代替了原有的天然原料，使处理印染废水的难度大幅度增加。5为了响应国家节能减排、实现经济社会可持续发展的目标，在现有印染废水处理技术的基础上探寻有效的及更为经济可行的工艺技术成为了目前研究的热点。2 印染废水的主要处理方法2.1 物理法2.1.1吸附法吸附法是指利用多孔性的固体物质,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而除去污染物的方法。吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换树脂或纤维和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土
4、、硅藻土)、工业废料(粉煤灰) 及天然废料(锯木屑)。目前, 国外的活性炭吸附多用于三级处理。该方法对处理水中的溶解性有机物非常有效。国外学者研究活性炭对印染废水的处理6, 结果表明，活性炭对水溶性染料的吸附率、BOD 去除率、COD去除率分别达到93%、92%和63%, 活性炭吸附COD 能达到 500 mg/g。7如果对污水先进行曝气,则会加快吸附速率。但如果废水 BOD5 200 mg/L, 采取这种方法则是不经济的。Idil Arslan Alaton用颗粒活性炭深度处理经生物氧化后的印染废水,在pH 值90%, CODCr去除率为70%-80%, 吸附容量为30.7%。9刘金泉等对海
5、泡石进行了活化改性, 结果表明, 对亚甲基蓝、结晶紫和甲基绿染料均有较高的去除率10。海泡石资源丰富, 价格低廉, 具有开发应用价值。2.1.2 膜分离法膜分离法是指当液体通过一种特殊的、具有选择透过性膜，进而起到浓缩和分离纯化的作用。目前用于印染废水处理的膜分离技术主要包括反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。早在 20 世纪 70 年代，美国 J.J.Porer 和 C.A.Brando 等就采用纤维膜对 8 种染料的回收和再利用进行了试验，结果表明，色度去除率大于 99%，COD 去除率均在 92%以上11。曾杭成12利用超滤膜和 BW30、CPA2 两种反渗透膜对印染废水进行对
6、比研究，结果表明，超滤膜作为预处理可有效去除大分子有机物和浊度，BW30、CPA2两种反渗透膜对有机物的去除率均可达 99%以上，对盐的去除率均可达 93%以上，但 BW30 的膜通量小于 CPA2。余跃13等利用纳滤膜对印染废水进行处理，结果表明，其对色度和 COD 的去除率分别为99.5%和 90%以上。且膜通量随着压力的增大而增大，当温度为 2030 ，pH 较低时，膜通量较高。2.2 化学法2.2.1絮凝沉淀法絮凝法是向废水中添加一定的化学物质,通过物理或化学的作用,使原先溶于废水中或呈细微状态,不易沉降、过滤的污染物,集结成较大颗粒以分离的方法。所使用的添加剂既有无机的,也有有机的和
7、高分子化合物14。混凝剂选择适当,可使印染废水大幅脱色, COD和BOD5值大幅降低,提高被处理后废水的可生化性,因此混凝法在各种实际工程设计中为首选组合技术手段,在高浓度印染废水处理中广泛应用。混凝法的主要优点是工程投资少,处理量大,对疏水性染料脱色效率很高。缺点是随着水质变化需改变投料条件,对亲水性染料的脱色效果差, COD去除率低。此外,该法还生成大量的泥渣,且脱水困难。2.2.2 氧化法化学氧化法是印染废水脱色的主要方法之一,一般用于其他方法难以处理而又急于脱色的高浓度、高色度的印染废水。该方法脱色的原理是利用各种氧化手段将染料发色基团破坏而脱色。按照氧化剂和氧化条件的不同,可将化学氧
8、化法分为:臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法和高温深度氧化法15-18。2.2.3 电解法电化学技术是处理印染废水的有效方法,在处理印染废水中早有应用。对可溶性电极在印染废水处理中电化学的研究表明19,废水在直流电的作用下,污染物质颗粒被极化、电泳,同时在两极发生强氧化和强还原作用,使水溶性污染物被氧化或还原成低毒或无毒物质;还原型(或氧化型)色素被氧化(或还原)成无色;此外,在阴、阳两极还能发生凝聚、吸附、电气浮和氢的间接还原等净化废水作用。D. Simonsson , S. Lchikawa和M.Nicla采用高析氧电位电极(Sb/ SnO2, Ti/ RuO2, Ti/Pt)进行了印染废水处理试
9、验,结果表明印染废水的COD去 除 率 为80 %90 % ,且脱色效果良好20-22。电化学法处理印染废水具有设备小,占地少,运行管理简单,COD去除率高和脱色效果好等优点,但也有沉淀生成量大及电极材料消耗量大,运行费用较高等缺点。2.3 生物化学法生物法是利用微生物将有机物降解。尽管印染废水的可生化性差,含有有毒有害物质,仍可以通过优势菌种的选育,在适宜的环境中降解印染废水。由于生化法操作简单,运行费用低,无二次污染的优点,在印染废水的处理中得到了广泛的应用。生化法包括好氧法和厌氧法。我国处理印染废水的方法主要是好氧法,它主要分为活性污泥法、氧化沟法、生物塘法、接触氧化法、曝气法等。与其他
10、方法相比,生化法具有其独特的优越性,但生化法存在着其自身无法解决的问题:活性污泥沉降性差、生化反应速率低及剩余污泥的处理费较高等缺点。表1 各种处理方法比较处 理 方 法效果及优点缺点物理法除去颗粒状悬浮物，去除部分色度处理程度不高，简单易行化学法氧化法色度去除率极高，适于处理高浓度有机废水耗能大，COD去除率小电化学法对含酸性燃料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%70%对颜色深、CODcr高的废水处理效果较差，能耗大，成本高及存在析氧和析氢等副反应物理化学法混凝法工艺流程简单、操作管理方、设备投资省、占地面积少、对疏水性燃料脱色效率很高运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性燃料处
11、理效果差吸附法BOD去除率、COD去除率分别达93%和93%，污水如先曝气，则会加快吸附速率如废水BOD5200mg/L，采用此法很不经济生物法好氧法对BOD去除效果明显，一般可达80%左右色度和COD去除率不高，运行费用高及剩余污泥需专门处理或处置厌氧法能直接处理高浓度印染废水，色度和COD去除率分别稳定在80%和90%以上条件较为苛刻，BOD去除率较低好氧-厌氧法BOD、COD以及色度去除率均较高，效果稳定微生物对营养物质，pH、温度等条件有一定要求，工艺占地面积大，管理复杂3 新型方法3.1光化学氧化法目前研究应用较多的是光催化氧化技术，光催化氧化技术能有效的破坏许多结构稳定的生物难降解
12、有机污染物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化氧化作用下可以完全氧化为CO2、H20等简单无机物。但是光催化氧化对高浓度废水的处理效果不太理想。3.2膜分离技术23膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理的目的。具有不产生二次污染、能耗低、可循环使用、废水可直接回用等特点。但是膜技术还存在着许多待解决的问题，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材质的抗酸性、耐腐蚀性等问题。所以现在的单一膜处理技术还存在着一系列的经济技术问题。3.3超声波技术利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机物污染物。降解条件温和、降解速度快、使用范围
13、广，可以单独使用或与其他水处理技术联用。虽然目前的超声技术在水处理上的研究已经取得了较大的成果，但是绝大部分研究都还局限于实验水平上。3.4高能物理法高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电力，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO.自由基和H原子，与有机物质发生作用，而使其分解。高能物理法处理印染废水具有有机物的去除率高、设备占地小、操作简单、用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大、能量利用率不高等特点。若要真正的投入实际运行，还需要大量的研究工作。综上所诉，可以看出现在的新型方法都存在着这样那样的难题，而且投资大，而一些传统工艺的结合则成了真正可行的办法，而且其投资小，工艺成熟
