當(dāng)前印染廢水治理中的關(guān)鍵問題

廣東省汕頭生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站 楊梓亨

隨著印染廢水治理技術(shù)與水質(zhì)特征的改變，我國(guó)的紡織工業(yè)已發(fā)展到了新的時(shí)期。本文針對(duì)目前印染工藝的實(shí)際情況，對(duì)印染廢水治理過程中存在問題展開詳細(xì)的分析和討論。并根據(jù)典型的低利潤(rùn)印染行業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)未來印染行業(yè)存在的廢水治理技術(shù)的突破方向提出一些建議。

一、印染廢水現(xiàn)狀分析

（一）印染廢水的排放量

自古以來，中國(guó)是一個(gè)紡織大國(guó)。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中，紡織工業(yè)的發(fā)展一直以來都承擔(dān)著極其重要的作用。但隨著現(xiàn)代紡織產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，其中的印染過程已成了一個(gè)高度污染的生產(chǎn)過程。在全國(guó)工業(yè)企業(yè)廢水總排放量中，我國(guó)的印染廢水的排放量占比高達(dá)10.6%，大約每噸紡織品的印染生產(chǎn)所需要的耗水量可以達(dá)到100噸到200噸，這其中的70%到90%的印染耗水會(huì)變?yōu)閺U水。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)紡織工業(yè)廢水的排放總量為23億噸，在全國(guó)各行業(yè)中排名第3，與此同時(shí)還是全國(guó)的企業(yè)工業(yè)廢水排放總量中的前4名。在傳統(tǒng)的紡織生產(chǎn)過程中，印染廢水為主要的廢水形式，其排放量大，污染嚴(yán)重，并且難以處理。目前，我國(guó)大部分中小型印染紡織企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)，仍處于20世紀(jì)80年代的水準(zhǔn)，水資源在印染過程中的利用率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界水平。

（二）印染廢水的水質(zhì)

近年來，由于紡織和染料工業(yè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，合成的印染化學(xué)原料（染料和助劑）的使用量持續(xù)增加。這也使得印染過程中產(chǎn)生的廢水水質(zhì)開始變得多樣化和復(fù)雜化。在現(xiàn)代紡織業(yè)的生產(chǎn)過程中，其產(chǎn)生的廢水中含有大量的紡織漿料、著色劑、添加劑，以及表面活性劑，使其具有高鉻、高堿度、以及極低的可生化性。在此一過程中，印染廢水具有很高的COD含量，導(dǎo)致一些印染產(chǎn)業(yè)周邊水域的氨氮污染過高，這無疑會(huì)增加印染廢水處理的難度，例如某地毯工業(yè)園有限公司染料廢水凈化和再利用示范工程，由東華大學(xué)（原中國(guó)紡織大學(xué)）設(shè)計(jì)并生產(chǎn)，采用氨水pH緩沖液處理，出水脫氮率達(dá)100mg/L到200mg/L[1]。根據(jù)治理印染廢水的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，印染廢水中存在的己內(nèi)酰胺單體含量相對(duì)較高。在好氧條件下，己內(nèi)酰胺在印染廢水中會(huì)被降解為CO2、NH3和H20，從而增加廢水中的氨氮含量。

目前，不同印染廠的產(chǎn)品和原料差別很大，而廢水中的微量成分也不盡相同。有時(shí)，雖然不同印染廠的廢水沒有差別，但相同的處理工藝是不同的。在運(yùn)行調(diào)試過程中，根據(jù)各公司印染廢水的排放情況，進(jìn)行了詳細(xì)的前期科學(xué)試驗(yàn)，且優(yōu)化了設(shè)計(jì)和工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了最佳的處理運(yùn)行。同時(shí)也是吸引科技工作者從事印染新技術(shù)和廢水處理技術(shù)的魅力所在。

（三）印染廢水的COD來源

以往的研究主要集中在印染廢水的處理和脫色方面。但在實(shí)際的印染過程中，印染廢水的產(chǎn)生與染料的關(guān)系并不是很大。因此，應(yīng)該在生物處理方案中優(yōu)先考慮助劑的可生物降解性，而著色劑只在染色和涂裝廢水的過程中發(fā)揮更大的作用。因此，通過對(duì)印染廢水中污染物主要成分的研究得出，在印染廢水處理工藝中COD起到了至關(guān)重要的作用。

二、印染廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在的相關(guān)問題

（一）主要處理技術(shù)及存在的問題

在目前的印染廢水處理的過程中，普遍采用的是物理、化學(xué)、生物等方法，其中最常見的物理法分為物理吸附法和膜萃取方法。在物理吸附法中，活性炭通常用于吸附水溶性染料，但吸附過程則很容易達(dá)到飽和。因此，該方法一般適用于低濃度的印染工藝，膜溶液萃取法用于過濾不同孔徑的半透膜和分離不同孔徑的混合物。該方法處理過程極其穩(wěn)定，廢水處理效果好，但回收率低，成本高，難以大規(guī)模推廣。

化學(xué)方法其中其中包括化學(xué)混凝，是指廢分子懸浮液與膠體物質(zhì)相互作用形成大分子顆粒，然后通過或氣流分離的方法要求沉淀電位中可溶性染料脫色效果差，主氧氧化除鉻還原COD的使用效果不穩(wěn)定[2]。光催化氧化是利用光自由基將廢有機(jī)物氧轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的過程。

通過微生物的生長(zhǎng)和代謝過程，來降低廢水中有機(jī)污染物含量的過程，則被稱為生物法。有部分印染工藝所產(chǎn)生的廢水存在可生物性差的問題。因此，若只是在印染廢水的處理過程中，采用生物方法，則并不能達(dá)到印染廢水的實(shí)際處理要求。在當(dāng)下的印染廢水處理的過程中，需要對(duì)不同印染工藝所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)特點(diǎn)，并結(jié)合采用化學(xué)、物理和生物處理方法，以實(shí)現(xiàn)印染廢水的合理排放和達(dá)標(biāo)排放。

（二）印染廢水的治理技術(shù)研究與實(shí)際脫節(jié)

長(zhǎng)期以來，印染廢水的如何治理都是一個(gè)迫切需要解決的問題。隨著我國(guó)印染技術(shù)和紡織技術(shù)的不斷變革，印染過程中總是有新的廢水處理問題出現(xiàn)。在中華人民共和國(guó)成立初期，紡織印染企業(yè)還沒有形成規(guī)模，正處于起步階段，其紡織和印染的生產(chǎn)過程通常極其困難?；谟∪拘袠I(yè)對(duì)高科技產(chǎn)品、合成染料及輔料的需求日益增長(zhǎng)，難以分解，其大幅度降低了印染廢水的生化性能和著色性，這在一定程度上增加了處理難度，有時(shí)單靠生化或生化工藝很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)角度分析，這些先進(jìn)的技術(shù)能夠解決印染廠和涂裝廢水中COD的去除問題。因此，先進(jìn)技術(shù)的使用則肯定會(huì)導(dǎo)致投資和運(yùn)營(yíng)成本的增加。為此，印染廢水治理的研究必須要向著“高效率、低成本”的方向前進(jìn)。

（三）“提標(biāo)”及“回用”帶來的問題

江浙兩省制定并頒布了《生活污水處理污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8918-2002），在相關(guān)的規(guī)定中，其一級(jí)B級(jí)甚至一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，廢水回收率逐漸成為控制廢水總量的剛性要求[3]。

提高和再利用排放水平，不僅對(duì)印染廢水的處理理念和技術(shù)創(chuàng)新都有著直接而深遠(yuǎn)的影響，還需要對(duì)凈化回用技術(shù)和印染系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。其印染除了漂洗、洗車和綠化這些處理過程之外，涂裝、印染、漂白等過程對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也存在著較高的要求，它們通常對(duì)“回用水”的質(zhì)量有較高的要求。這部分“回用水”需要經(jīng)過高科技處理后才能達(dá)到相關(guān)要求。但實(shí)際情況因受到加工回收成本的限制，導(dǎo)致印染行業(yè)回用率不到10%。

（四）排污總量控制增加了廢水治理的難度

完全控制印染企業(yè)的排放可有效地保護(hù)環(huán)境績(jī)效，但這對(duì)印染企業(yè)的發(fā)展乃至生存都是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。采用高于初始污染控制和廢水處理適用的標(biāo)準(zhǔn)。一方面，與紡織、印染相關(guān)的企業(yè)必須重視清潔生產(chǎn)，對(duì)高排放工藝設(shè)備進(jìn)行追溯處置；另一方面，必須提高印染廢水的排放水平，以實(shí)現(xiàn)廢水的低排放甚至循環(huán)利用。事實(shí)上，我國(guó)印染廠的技術(shù)和設(shè)備落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，無水染色技術(shù)僅停留在實(shí)驗(yàn)室研究水平。大多數(shù)紡織印染企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的印染工藝，從而導(dǎo)致大量印染廢水的產(chǎn)生，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。這在一定程度上，導(dǎo)致一部分與紡織印染相關(guān)的企業(yè)，無法集中精力開發(fā)低成本、高效率的印染廢水處理技術(shù)，而且對(duì)技術(shù)研發(fā)的投資與關(guān)注程度仍然不足。

三、未來印染廢水治理面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

（一）應(yīng)對(duì)“提標(biāo)”及“回用”，另辟蹊徑研發(fā)應(yīng)用高效低耗的廢水處理及回用技術(shù)

在大多數(shù)的印染與紡織行業(yè)中，往往都存在著生產(chǎn)利潤(rùn)率較低的特點(diǎn)。因此，開發(fā)和應(yīng)用低成本、污染程度低的印染廢水處理技術(shù)，也是當(dāng)下印染廢水治理過程中最迫切需要的。在此背景下，東華大學(xué)展開了一些針對(duì)印染廢水治理方面的實(shí)踐與研究。

例如，在印染廢水處理回收的實(shí)際過程中，創(chuàng)新地采用了廉價(jià)、易采用的生態(tài)處理技術(shù)。應(yīng)根據(jù)治理印染廢水的實(shí)際情況引進(jìn)水解酸化、好氧，并將其與人工濕地技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)婚，構(gòu)建印染廢水生態(tài)處理及回用示范工程。生化生態(tài)過程總成本僅為1.0元/m3，處理后出水水質(zhì)達(dá)到廠區(qū)生產(chǎn)工藝用水要求，從而達(dá)到了“零排放”（ZeroOutlet）的效果[4]。

東華大學(xué)使用小阻力、廉價(jià)的無紡布或織物來代替有機(jī)膜反應(yīng)器膜（MBR）。膜單元的單項(xiàng)投資顯著減少，以實(shí)現(xiàn)了全重力過濾，節(jié)能效果顯著；另外，針對(duì)常規(guī)工藝難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排氣口的問題，多金屬催化還原技術(shù)正在發(fā)展過程中。目前該技術(shù)已在蕭山污水處理廠的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)研究中取得了滿意的效果，處理成本控制在0.5元/m3左右[5]。

（二）革新觀念，使企業(yè)利用好印染廢水處理“回用水”

除了存在的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素之外，限制“回用水”使用的還存在著“觀念”因素。通過對(duì)不同的紡織印染企業(yè)的聯(lián)合調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然采用印染廢水深加工的“回用水”可以滿足工藝要求，其紡織物的染色質(zhì)量也可達(dá)到實(shí)際需要。但一些紡織、印染企業(yè)仍然對(duì)“回用水”的使用避之不及，擔(dān)心使用“回用水”會(huì)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工產(chǎn)生不利影響。因此，要想改變紡織與印染產(chǎn)業(yè)的這一觀念，不僅需要合理的引進(jìn)相關(guān)技術(shù)，還需要政府的制度和政策的宣傳、督促和推動(dòng)，從而企業(yè)接受“回用水”的理念。