印染廢水水質(zhì)特征及處理技術(shù)綜述(一)

1、印染廢水水質(zhì)特征及處理技術(shù)綜述一摘要：根據(jù)印染廢水的來源不同，分別介紹了水質(zhì)特點(diǎn)及排放規(guī)律， 重點(diǎn)對印染廢水的處理方法進(jìn)行了歸納和總結(jié)。并建議解決印染廢水 污染問題應(yīng)堅(jiān)持改革工藝，從源頭減少污染物排放和積極治理所排放 污水、實(shí)現(xiàn)污水回用相結(jié)合的方針。關(guān)鍵詞：印染廢水水質(zhì)特征處理技術(shù)0引言印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國印染廢水每天 排放量為3X 106-4Xl06m3印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、 色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水。近年來 由于化學(xué)纖維織物的開展，仿真絲的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步， 使PVA漿料、人造絲堿解物主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì)、新

2、型助劑等難 生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，其COD濃度也由原來的數(shù)百 mg/L 上升到20003000mg/L,從而使原有的生物處理系統(tǒng) COD去除率從 70%下降到50%左右，甚至更低。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)； 傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氣浮法對這類印染廢水的 COD去除率也僅為30%左 右。因此開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的印染廢水處理技術(shù)日益成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān) 注的課題。1印染廢水來源、水質(zhì)、水量丄來源印染加工的四個工序都要排出廢水，預(yù)處理階段 包括燒毛、退漿、 煮煉、漂白、絲光等工序要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲 光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水， 整理工序那么排

3、出整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或 除漂白廢水以外的綜合廢水。1.2水質(zhì)及水量印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異，污染物組分差異很大。一般印染廢水pH值為610, CODCr為400 1000 mg/L, BOD5為 100400mg/L, SS為 100200mg/L,色度為100400倍。但當(dāng)印染工藝及采用的纖維種類和加工工藝變化 后，廢水水質(zhì)將有較大變化。如，當(dāng)廢水中含有滌綸仿真絲印染工序 中產(chǎn)生的堿減量廢水時，廢水的OD Cr將增大到20003000 mg/L以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH值達(dá)11.512,并且廢水水質(zhì)隨滌綸仿真絲印染堿減量廢

4、水的參加量增大而惡化。當(dāng) 參加的堿減量廢水中CODC的量超過廢水中CODCr的量20%時，生化 處理將很難適應(yīng)。印染各工序的排水情況一般是：1退漿廢水：水量較小，但污染物濃度高，其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、淀粉堿和各種助劑。廢水呈堿性，pH值為12左右。上漿以淀粉為主的如棉布退漿廢水，其COD BOD值都很高，可生化 性較好；上漿以聚乙烯醇PVA為主的如滌棉經(jīng)紗退漿廢水，COD高 而BOD低，廢水可生化性較差。2煮煉廢水：水量大，污染物濃度高，其中含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、 油脂、堿、外表活性劑、含氮化合物等，廢水呈強(qiáng)堿性，水溫高，呈褐色(3) 漂白廢水：水量大，但污染較輕，其中含有剩

5、余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等。(4) 絲光廢水：含堿量高，NaOH含量在3%5%,多數(shù)印染廠通過蒸發(fā) 濃縮回收NaOH,所以絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過工藝屢次重復(fù)使用 最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性，BOD COD SS均較高。(5) 染色廢水：水量較大，水質(zhì)隨所用染料的不同而不同，其中含漿料、染料、助劑、外表活性劑等，一般呈強(qiáng)堿性，色度很高，COD較BOD高得多，可生化性較差。(6) 印花廢水：水量較大，除印花過程的廢水外，還包括印花后的皂洗、水洗廢水，污染物濃度較高，其中含有漿料、染料、助劑等，BOD COD 均較咼。(7) 整理廢水：水量較小，其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。(

6、8) 堿減量廢水：是滌綸仿真絲堿減量工序產(chǎn)生的，主要含滌綸水解物對苯二甲酸、乙二醇等，其中對苯二甲酸含量高達(dá)75%。堿減量廢水不僅pH值高(一般12),而且有機(jī)物濃度高，堿減量工序排放的廢水中CODC可高達(dá)9萬mg/L,高分子有機(jī)物及局部染料很難被生物降解， 此種廢水屬高濃度難降解有機(jī)廢水。2印染廢水處理方法目前，國內(nèi)的印染廢水處理手段以生化法為主，有的還將化學(xué)法與 之串聯(lián)。國外也是根本如此。由于近年來化纖織物的開展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入 印染廢水，給處理增加了難度。原有的生物處理系統(tǒng)大都由原來的 70%COD去除率下降到50%左右，甚至更低。

7、色度的去除是印染廢水處 理的一大難題，舊的生化法在脫色方面一直不能令人滿意。此外，PVA等化學(xué)漿料造成的COD占印染廢水總COD的比例相當(dāng)大，但由于它們 很難被普通微生物所利用而使其去除率只有 20%30%。針對上述問題，近年來國內(nèi)外都開展了一些研究工作，主要是新的 生物處理工藝和高效專門細(xì)菌以及新型化學(xué)藥劑的探索和應(yīng)用研究。 其中具有代表性的有：厭氧好氧生物處理工藝、高效脫色菌和 PVA降解菌的篩選與應(yīng)用研究、高效脫色混凝劑的研制等。下面從物理法、 化學(xué)法和生物法三個方面的評述著手，介紹目前印染廢水處理的方法 及研究的狀況。2.1印染廢水處理的物理法-吸附法在物理處理法中應(yīng)用最多的是吸附法，

8、這種方法是將活性炭、粘土 等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組 成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)外表上或被過濾除 去。目前，國外主要采用活性炭吸附法多半用于三級處理，該法對去 除水中溶解性有機(jī)物非常有效，但它不能去除水中的膠體和疏水性染 料，并且它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶 性染料具有較好的吸附性能。SaitoT等人的研究說明，活性炭的吸附率、 BOD去除率、COD去除率分別達(dá)93% 92%和 63%,活性炭吸附能力可 到達(dá)500mgCOD/g炭，污水如先曝氣，那么會加快吸附速率。但假設(shè)廢水 B0D5200mg/L,那么采用這種方法是

9、不經(jīng)濟(jì)的。吸附處理使用的吸附劑多種多樣，工程中需考慮吸附劑對染料的選 擇性，應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)來選擇吸附劑。研究說明，在 pH= 12的印染廢 水中，用硅聚物甲基氧作吸附劑，陰離子染料去除率可達(dá)95%100%。高嶺土也是一種吸附劑，研究說明經(jīng)長鏈有機(jī)陽離子處理，高嶺土 能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。此外，國內(nèi)也應(yīng)用活性硅藻土 和煤渣處理傳統(tǒng)印染工藝廢水，費(fèi)用較低，脫色效果較好，其缺點(diǎn)是 泥渣產(chǎn)生量大，且進(jìn)一步處理難度大。2.2印染廢水的化學(xué)處理法混凝法主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵 鹽為主，其中以堿式氯化鋁PAC的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵 的價格為最低。近年來

10、，國外采用高分子混凝劑者日益增加，且有取 代無機(jī)混凝劑之勢，但在國內(nèi)因價格原因，使用高分子混凝劑者還不 多見。據(jù)報道，弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍最廣，假設(shè)與硫酸鋁 合用，那么可發(fā)揮更好的效果?；炷ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單、操 作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高； 缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果 差。氧化法臭氧氧化法在國外應(yīng)用較多，ZimaS.V等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫 色的數(shù)學(xué)模式。研究說明，臭氧用量為 0.886gO3g染料時，淡褐色染 料廢水脫色率達(dá)80%;研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運(yùn) 行所需臭氧量，而反響器內(nèi)安裝

11、隔板，可減少臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設(shè)計(jì)成間歇運(yùn)行的反響器，并可考慮在其中安 裝隔板。臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、復(fù)原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設(shè)備投資和電耗還有待進(jìn)一步降低。223電解法表1國內(nèi)印染廢水生物處理工藝運(yùn)用情況企業(yè)處理能力md處理工藝建成時間年投資萬元蘇州染料廠90 100生物轉(zhuǎn)盤處理含酚廢水19773,5 1500326無錫染料廠1200外表曝氣1980118常州染料廠3500生物炭塔1978448南京化工廠4

12、800 塔式生物曝氣1984455上海染化五廠2400多級推流表曝198093上海 助劑廠1800生物流化床活性炭載體400上海染料研究所50生物炭 塔8上海染化廠2500多級推流表曝1984241 4000卡魯塞爾生化曝 氣池19891300北京染料廠150射流曝氣1989887大連染料廠150鼓風(fēng) 曝氣二級生化高濃度進(jìn)水189青島染料廠2500加壓生化塔前步厭氧處理19901597河南化工廠4800外表曝氣1984222.6安陽染料 廠1200多級推流外表曝氣1992120濟(jì)寧一化3000鼓風(fēng)曝氣-生物接觸 氧化陳4001500鼓風(fēng)曝氣-生物炭塔西400川慶化工廠350表面加速曝氣 98.

13、5四川染料廠2400延時曝氣表曝接觸氧化1985356 洛陽化工廠1002m生物轉(zhuǎn)盤198030注：因無效1987年停運(yùn)；含填海造地費(fèi)用。電解對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果，脫色率為50%70%,但對顏色深、CODCr高的廢水處理效果較差。對染料的電化學(xué)性 能研究說明，各類染料在電解處理時其 CODCr去除率的大小順序?yàn)椋?硫化染料、復(fù)原染料酸性染料、活性染料中性染料、直接染料 陽離子染料。目前這種方法正在推廣應(yīng)用。2.3印染廢水的生物處理法70年代以來，國內(nèi)對印染廢水以生物處理為主，占80%以上,尤以好氧生物處理法占絕大多數(shù)。從現(xiàn)有情況看，我國印染廢水生物處理 法中以外表加速曝氣

14、和接觸氧化法占多數(shù)。此外，鼓風(fēng)曝氣活性污泥 法、射流曝氣活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤等也有應(yīng)用，生物流化床尚處于 試驗(yàn)性應(yīng)用階段。但由于生物對色度去除率不咼，一般在50%左右，所以當(dāng)出水色度要求較高時，需輔以物理或化學(xué)處理。表1為國內(nèi)印染廢水生物處理工藝運(yùn)用情況。好氧生物處理對BOD去除效果明顯，一般可達(dá)80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其如PVA等化學(xué)漿 料、外表活性劑、溶劑及匹布堿減量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但使印染廢 水的COD到達(dá)2000mg/L,而且BOD/COD也由原來的0.4 0.5下降到0.2以下，單純的好氧生物處理難度越來越大，出水難以達(dá) 標(biāo)；此外，好氧法的高運(yùn)行費(fèi)用及剩余污泥處理或

15、處置問題歷來是廢 水處理領(lǐng)域沒有解決好的一個難題。據(jù)資料報道，一般污泥處理或處 置費(fèi)用占整個污水廠費(fèi)用的50%70%國外)，在國內(nèi)也占40%左右。 由于上述原因，印染廢水的厭氧生物處理技術(shù)開始受到人們的重視， 探求高效、低耗、投資省的印染廢水處理新技術(shù)已日顯重要。厭氧的主要處理構(gòu)筑物是厭氧罐，F(xiàn)uku nagaN等人對傳統(tǒng)消化罐作了 改造，在罐內(nèi)裝填固定微生物，主要是專性產(chǎn)堿桿菌屬。染料中的偶 氮基因、三苯甲烷基因以及單氮基因聚合物，都能通過厭氧分解，通 常在中溫條件下進(jìn)行(37C)，水力停留時間6h,主要含甲基紅染料的 污水顏色能完全去除。有研究說明厭氧處理絲綢印染廢水，在HR匸1.01.1

16、d, COD去除率74%82%,脫色率分別為：黑色51% 紫紅色 94%、玫瑰紅96%、茄紫30%大紅55%。用UASB和管道厭氧消化器 直接處理高濃度染料廢水的中長期運(yùn)行結(jié)果說明，廢水中的色度和 COD去除率分別穩(wěn)定在80%和90%以上。為了探求高效、低耗、低投 資的印染廢水處理新技術(shù)，近年來在厭氧法與好氧法的結(jié)合方面進(jìn)行 了大量的試驗(yàn)研究，獲得了很大的成功。此時與好氧法結(jié)合的厭氧處 理已不是傳統(tǒng)的厭氧消化，它的水力停留時間 (HRT一般為35h,只 發(fā)生水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對印染廢水中可 生化性很差的一些高分子物質(zhì)，期望它們在厭氧段發(fā)生水解、酸化， 變成較小的分子，從

17、而改善廢水的可生化性，為好氧處理創(chuàng)造條件。采用這一流程，較好地解決了 PVA染料的處理問題。這一流程的另一 大特點(diǎn)是，好氧段所產(chǎn)生的剩余污泥全部回流到厭氧段，厭氧段有較 長的固體停留時間SRT有利于污泥厭氧消化，從而顯著降低了整個 系統(tǒng)的剩余活性污泥量。因此，厭氧好氧系統(tǒng)中的厭氧段具有雙重的作用：一是對廢水進(jìn)行預(yù)處理，改善其可生化性能，吸附、降解一 局部有機(jī)物；二是對系統(tǒng)的剩余污泥進(jìn)行消化。采用這一流程，目前主要開發(fā)了兩種工藝：厭氧好氧 生物炭接觸工藝；厭氧 好氧生物轉(zhuǎn)盤工藝。兩種工藝在設(shè)備和工藝上各有特 點(diǎn)。231厭氧好氧生物炭接觸氧化工藝主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：調(diào)節(jié)池：HRT4 10h;厭氧池：HRT45h;好氧池：HRT48h;生物炭池：HRT仁2h。試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用說明，厭氧 好氧 生物炭流程在上述運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)下， 對于CODC為8001000 mg/L的印染廢水，處理效果完全可以到達(dá) 國家排放標(biāo)準(zhǔn)，再稍加進(jìn)一步處理還可回用，系統(tǒng)的污泥趨于自身平 衡。目前已有多家生產(chǎn)廠采用該流程，運(yùn)轉(zhuǎn)時間最長的達(dá)5年以上，處理效果穩(wěn)定，而且從未外排污泥，也沒發(fā)現(xiàn)厭氧池內(nèi)污泥過度增長。厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤將厭氧生物轉(zhuǎn)盤與好氧生物轉(zhuǎn)盤串聯(lián)