工業(yè)印染廢水處理技術(shù)的探討

余　雁

[摘要]文章概述工業(yè)印染廢水的來(lái)源及廢水的產(chǎn)生和排放情況，對(duì)印染廢水處理工藝進(jìn)行比較和分析，并結(jié)合工程實(shí)例提出良好的建議。

[關(guān)鍵詞]印染廢水；物化法；生化法；強(qiáng)化生物吸附

[作者簡(jiǎn)介]余雁，廣東新大禹環(huán)境工程有限公司工藝工程師，研究方向：生活污水、工業(yè)廢水處理，廣東廣州．82313796

[中圖分類號(hào)]X791[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-7723(2009)05—0034—0004

一、印染生產(chǎn)概況

(一)概念

印染工藝指在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)各類紡織材料償千維、紗線、織物)進(jìn)行物理和化學(xué)處理的總稱，包括對(duì)紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過(guò)程，統(tǒng)稱為印染工藝。

根據(jù)產(chǎn)品使用原料的不同可以劃分為：棉紡織印染、麻紡織印染、毛紡織染整、絲綢印染和其他印染。

(二)化學(xué)品的使用

1染料

染色過(guò)程中能使纖維獲得色澤的物質(zhì)稱為染料。染料一般能直接溶于水或通過(guò)化學(xué)處理而溶于水，對(duì)纖維有一種結(jié)合能力(親和力)，并在織物上有一定的色牢度。染料對(duì)纖維的染色，包括面很廣，而且各種染料對(duì)各種纖維的染色情況也各不相同。根據(jù)其性質(zhì)和應(yīng)用可以分為：直接染料、不溶性偶氮染料、活性染料、還原染料、可溶性還原染料、硫化染料、分散染料、酸性染料、金屬絡(luò)合染料、陽(yáng)離子染料、媒介染料、酞菁染料、氧化染料、縮聚染料等。

2助劑

染整助劑是能縮短加工周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善產(chǎn)品性能，在染整過(guò)程中投加的藥劑，主要包括表面活性劑、金屬絡(luò)合劑、還原劑、樹(shù)脂整理劑和染色載體等。其種類繁多，按其應(yīng)用可列舉以下幾類：潤(rùn)濕劑和滲透劑類，乳化劑和分散劑類，起泡劑和消泡劑類，金屬絡(luò)合劑類，勻染劑、染色載體和固色劑類，還原劑、拔染劑、防染劑和剝色劑類，粘合劑和增稠劑類，柔軟劑和防水劑類，上漿硬挺整理劑類，樹(shù)脂整理劑和熒光增白劑類，防靜電類，阻燃整理類，羊毛防縮和防蛀類，防霉防臭整理劑類，防油易去污類。

二、印染廢水來(lái)源、水質(zhì)及水量

(一)來(lái)源

印染加工的四個(gè)工序都要排出廢水，預(yù)處理階段泡括退漿、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；整理工序則排出整理廢水。通常所說(shuō)的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。

(二)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。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點(diǎn)。一般印染廢水pH值為6～10，CODCr為400～1000mg／L，BOD5為100～400mg／L，SS為100—200mg／L，色度為100～400倍。但當(dāng)印染工藝、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。近年來(lái)由于化學(xué)纖維織物的發(fā)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))、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，其CODCr濃度也由原來(lái)的數(shù)百mgm上升到2000—3000mg／L以上，BOD5增大到800mg／L以上，pH值達(dá)11.5～12，從而使原有的生物處理系統(tǒng)CODCr去除率從70％下降到50％左右，甚至更低。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(女口滌棉經(jīng)紗)退漿廢水，COD高而B(niǎo)OD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、表面活性劑、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，其中含有殘余的漂白劑，少量醋酸、革酸、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(guò)蒸發(fā)濃縮回收NaOH，所以絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過(guò)工藝多次重復(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、表面活性劑等，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(guò)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均較高。

7整理廢水：水量較小，其中含有纖維屑、樹(shù)脂、油劑、漿料等。

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(duì)苯二甲酸、乙二醇等，其中對(duì)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COD2Cr可高達(dá)9萬(wàn)mg／L，高分子有機(jī)物及部分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。

三、印染廢水的常用處理單元

印染廢水處理常用的方法主要分為兩大類：物化法和生化法。

(一)物化處理技術(shù)簡(jiǎn)介

物化法是在污水中加入絮凝劑、助凝劑，在特定的構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行沉淀或氣浮，去除污水中的污染物的一種化學(xué)物理處理方法。但該類方法由于加藥費(fèi)用高、去除污染物不徹底、污泥量大并且難以進(jìn)一步處理，會(huì)產(chǎn)生一定的“二次污染”，一般不單獨(dú)使用，僅作為生化處理的輔助工藝。常用的物化處理單元主要有：絮凝沉淀、氣浮、吸附、過(guò)濾。

1粲凝沉淀

絮凝沉淀通過(guò)加入絮凝劑、助凝劑，使膠體在一定的外力擾動(dòng)下相互碰撞、聚集，形成較大絮狀顆粒，從而使污染物被吸附去除。常用的處理設(shè)施有：豎流沉淀池、斜管沉淀池、輻流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染廢水處理中常用，一般可去除40％～50％的CODcr、60％～80％的色度。

2氣浮

氣浮是以微小氣泡作為載體，粘附水中的雜質(zhì)顆粒，使其密度小于水，然后顆粒被氣泡攜帶浮升至水面與水分離去除的方法。主要設(shè)施有：傳統(tǒng)溶氣氣浮、CAF渦凹?xì)飧　⒊瑴\層氣浮等。氣浮在印染廢水處理中常用，一般可去除40％～50％的CODcr、60％～80％的色度。

3吸附

吸附是利用固體表面的分子或原子因受力不均勻而具有多余的能量，當(dāng)污染物碰撞到固體表面時(shí)，受到吸引而停留在固體表面的過(guò)程。常用的有：活性炭、硅藻土、樹(shù)脂吸附劑等。

4過(guò)濾

過(guò)濾是去除化學(xué)沉淀和生物過(guò)程未能去除的微細(xì)顆粒和膠體物質(zhì)。主要有：各類濾池、各種膜材過(guò)濾器等。過(guò)濾在印染廢水處理中不常用，除非回用水的深度處理或針對(duì)某些難降解化合物的處

理。

(二)生化處理技術(shù)介紹

生化法是利用微生物的作用，使污水中有機(jī)物降解、被吸附而去除的一種處理方法。由于其具有降解污染物徹底、運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)低、基本不產(chǎn)生“二次污染”等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于印染污水處理中。生化處理技術(shù)主要分為厭氧和好氧。厭氧包括：水解酸化、UASB等；好氧主要包括：生物膜法、活性污泥法等。

1厭氧技術(shù)

厭氧技術(shù)是在無(wú)氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧菌降解有機(jī)污染物，最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷。厭氧生物反應(yīng)通常被劃分成兩個(gè)階段過(guò)程：第一階段是水解酸化階段，第二階段是甲烷發(fā)酵階段。在印染廢水處理中常將厭氧控制在水解酸化階段，來(lái)降解廢水中部分污染物，同時(shí)提高廢水的可生化性。即印染廢水中常用的水解酸化工藝，一般CODcr去除率為20％～40％，色度去除率可達(dá)40％～70％。

2好氧技術(shù)

好氧技術(shù)是由好氧微生物降解污水中有機(jī)污染物，最終產(chǎn)物為水和二氧化碳。在印染廢水中常用的主要有：活性污泥法、接觸氧化法，一般CODcr去除率為55％～88％。

四、生物吸附、強(qiáng)化生物吸附法

(一)生物吸附

一般把活性污泥作用分為三步：第一步，在活性污泥與廢水接觸的初期，通過(guò)附聚、吸附、吸收作用使水中有機(jī)物含量迅速降低；第二步，是活性污泥對(duì)有機(jī)物的氧化分解，用來(lái)使細(xì)菌生長(zhǎng)，維持微生物的新陳代謝；第三步，沉淀分離。其中第一步是物理、化學(xué)、生物作用共同產(chǎn)生的結(jié)果，這一過(guò)程的綜合作用——附聚、吸附、吸收作用稱為生物吸附。生物吸附的特點(diǎn)：

1生物吸附段中存活大量的細(xì)菌，而且還不斷地進(jìn)行繁殖、適應(yīng)、淘汰、優(yōu)選等過(guò)程，從而能夠培育出適應(yīng)性和活性都很強(qiáng)的微生物群體。本工藝不設(shè)初沉池，使原廢水中的微生物全部進(jìn)入系統(tǒng)，使吸附再生段成為一個(gè)開(kāi)放式的生物動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。

2生物吸附段負(fù)荷較高，有利于增殖速度快的微生物增長(zhǎng)繁殖，而且在這里成活的只能是抗沖擊能力強(qiáng)的原核細(xì)菌，其他微生物都不能存活。

3廢水經(jīng)生物吸附段處理后，其可生化性大大提高，有利于后續(xù)處理單元的工作。

4生物吸附段污泥產(chǎn)率較高，吸附能力強(qiáng)，重金屬、難降解物質(zhì)等，都可以通過(guò)污泥的吸附作用而得到去除。

5生物吸附段對(duì)有機(jī)物的去除，主要是靠污泥絮體的吸附作用，生物降解只占三分之一左右。由于物理化學(xué)作用占主導(dǎo)作用，因此，吸附段對(duì)毒物、pH值、負(fù)荷以及溫度的變化都有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

(二)強(qiáng)化生物吸附法預(yù)處理

混凝沉淀與生物吸附兩種預(yù)處理方法均有效果，但因混凝沉淀的投藥量較大、工作量較大、操作復(fù)雜，而生物吸附的投藥量較少、處理效果較好，故根據(jù)印染廢水CODer濃度較高、pH偏高的特點(diǎn)，我們提出強(qiáng)化生物吸附法即生物吸附結(jié)合混凝沉淀作為預(yù)處理手段。利用污泥絮體的強(qiáng)吸附作用，吸附廢水中的污染物質(zhì)和難降解物質(zhì)；同時(shí)補(bǔ)充一定量的混凝藥劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)后的混合液進(jìn)入吸附沉淀池進(jìn)行沉淀分離。這樣，一方面可以減少混凝藥劑的投加量，降低運(yùn)行費(fèi)用；另一方面，可以減少處理工藝中污泥總量的產(chǎn)生量，減少處理費(fèi)用。

五、工程實(shí)例

(一)工程概況

某紡織企業(yè)從事棉紗、坯布及牛仔布的生產(chǎn)、銷售及分銷，生產(chǎn)區(qū)每日24小時(shí)輪班工作。該企業(yè)第三生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)廢水主要來(lái)源于棉紡車間。生產(chǎn)過(guò)程中使用各種染料和化學(xué)助劑。其排放的廢水COD變化范圍大，最高為1350mg／l。造成COD變化的原因在于生產(chǎn)過(guò)程中，使用染料的種類以及量的變化所致。根據(jù)相應(yīng)環(huán)保法規(guī)要求，為了盡量減少工業(yè)廢水的污染，保證廢水達(dá)標(biāo)排放，該企業(yè)對(duì)生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，工程總處理規(guī)模10000m3／d。

(二)設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)

設(shè)計(jì)水量：10000m3／d

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)。

(三)設(shè)計(jì)工藝流程：該廢水采用“強(qiáng)化生物吸附+水解酸化+活性污泥+接觸氧化+二沉+混凝沉淀+過(guò)濾”處理工藝

來(lái)自車間的廢水進(jìn)入曝氣調(diào)節(jié)池，然后利用污泥絮體的強(qiáng)吸附作用，吸附廢水中的污染物質(zhì)和難降解物質(zhì)；同時(shí)補(bǔ)充一定量的混凝藥劑進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)后的混合液進(jìn)入吸附沉淀池進(jìn)行沉淀分離。

吸附沉淀池出水自流進(jìn)入水解酸化池，對(duì)廢水進(jìn)行水解酸化，提高廢水的可生化性，將不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可溶性有機(jī)物，大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，降解部分有機(jī)物，并提高后續(xù)處理的處理效果。水解酸化池出水進(jìn)入活性污泥池、接觸氧化池，進(jìn)行生物降解，用鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣。

出水進(jìn)入二沉池，進(jìn)行沉淀分離，沉淀后的出水進(jìn)入混凝沉淀池對(duì)難降解的有機(jī)物進(jìn)一步去除，最后流入濾池，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

(四)主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

1曝氣調(diào)節(jié)池

水力停留時(shí)間14.4h；有效容積6000m3。

2吸附反應(yīng)池

水力停留時(shí)間0.7h；有效容積280m3。

3吸附沉淀池

表面負(fù)荷0.96m3／m2·h；水力停留時(shí)間3.7 h。

4水解酸化池

水力停留時(shí)間6.1h；有效容積2560m3。

5活性污泥池

水力停留時(shí)間8.5 h；有效容積3550m3。

6接觸氧化池

水力停留時(shí)間8.3h；有效容積3475m3。

7二沉池

采用輻流式沉淀池。表面負(fù)荷0.72m3／m2·h；停留時(shí)間4h。

8混凝沉淀池

表面負(fù)荷1.3m3／m2·h；水力停留時(shí)間2.5 h。

9過(guò)濾池

過(guò)濾速度6m／h；停留時(shí)間0.7h；有效容積273m3。

10清水池

總停留時(shí)間0.3h；有效容積115m3。

(五)投資與運(yùn)行成本

1投資。該工程總投資為1360萬(wàn)元，噸水投資1360元。

2運(yùn)行成本。直接運(yùn)行成本(不含折舊和檢修)為301.31萬(wàn)元／年(平均)，折合0.84元／噸水。

(六)工程調(diào)試及運(yùn)行情況

調(diào)試初期在吸附反應(yīng)池、吸附沉淀池、混凝沉淀池的混凝劑、絮凝劑的投加量較大，并在水解酸化池、活性污泥池、接觸氧化池接種了大量微生物并投加營(yíng)養(yǎng)物培養(yǎng)微生物，然后逐步減少混凝劑、絮凝劑和營(yíng)養(yǎng)物投加量。調(diào)試完成后，經(jīng)檢測(cè)，出水達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該工程目前運(yùn)行良好，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

六、結(jié)語(yǔ)

物化法和生化法中的多種處理單元均可應(yīng)用于印染廢水處理。

“強(qiáng)化生物吸附+厭氧水解酸化+好氧生化處理”為主體的工藝是一種成熟可靠、經(jīng)濟(jì)適用的印染廢水處理技術(shù)。