高效降解印染废水相关问题研究

王 曦

同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092

1 印染废水概况

印染废水中的污染物质毒性大、水质变化大、废水量大而成为极难处理的工业废水之一。印染废水的污染物质成分极为复杂，它包括织物纤维本身加工过程中使用的染化料、印染助剂、化学合成浆料、表面活性剂、其它化学药剂（例如漂白剂等）等等。其来源包括漂染过程排出的漂洗、丝光、退浆和煮炼废水，染色印花过程中排出的染色废水、皂洗废水和印花废水、整理过程排出的整理废水。这些性质决定了印染废水具有色度高、有机污染物含量高、碱度高、难以生物降解、水质变化大的“三高一难一变化”的特点。随着印染纺织工业广泛高速的发展，我国的水环境保护正经历着前所未有的严峻考验。

1.1 污染源

印染工业是纺织工业的工段之一，印染工业加工过程共有四个工序：（1）预处理阶段（包括丝光、退浆、漂白、煮炼等工段）；（2）染色工段；（3）印花工段；（4）整理工段。其中，预处理阶段排出漂白、退浆、煮炼、丝光废水；染色生产工段则排出染色废水；印花工段会排出皂液和印花废水。印染工业废水一般是以上各工段产生的混合废水。

1.2 印染废水对环境的影响

由于印染工业涉及许多有害化学药品，这类废水有机物含量高、色度深、成分杂、有害物质含量高、对水体会造成严重危害,纺织印染废水对环境和人类的危害引起了越来越多的人的关注。纺织印染废水中主要污染物根据危害程度可分为1～5级，1级最轻微，5级最严重。

1.2.1 印染废水的色度

印染加工过程中约有10%～20%染料作为废水排出，进入江湖、大海和地面水中，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，影响水生生物和微生物生长，不利于水体自净，易造成视觉上的污染。

1.2.2 染料中存在有害重金属

重金属铬在印染加工中用量相对较多，染色工艺中常用重铬酸钾作氧化剂和媒染剂，印花辊筒的制备耗铬量也很大，而铬特别是Cr6+也被确认为能致癌，应特别注意排放和综合利用。

2 印染废水处理方法

印染废水处理的突出问题是色度和难降解有机物的去除问题。处理印染废水常用的方法大致分为三种：化学法、物理法和生物法。

2.1 印染废水物理处理法

在印染废水物理处理中较经常使用于工程实例的是吸附法，吸附法法是将多孔性物质颗粒或者粉末（比如活性炭等）与印染废水进行充分混合，使污染物吸附于多孔物质而得到去除；另外一种方法是让废水流过装有多孔物质的滤床，使废水中的污染物质在过滤过程中被吸附去除。目前，国内外主要采用吸附剂为活性炭，它不能去除水中的疏水性污染物，但对于水中阳离子、酸性等溶解性有机物有非常好的吸附性能。

2.2 印染废水化学处理法

2.2.1 混凝法

混凝法包括混凝沉淀法和混凝气浮法，国内外工程实例中常用的混凝剂以铁盐和铝盐为主，其中FeSO4的价格较为便宜，而碱式氯化铝(PAC)的吸附架桥作用明显，混凝效果较好。另外，很多工程实际运行数据表明，高分子混凝剂（如聚丙烯酰胺）若与碱式氯化铝(PAC)以适当的比例同时投加，则混凝效果会成倍的提高。

混凝法处理印染废水的主要优点有脱色效率很高、工艺流程相对简单、设备投资较小、占地面积较省、运行管理也较方便；缺点则是对水溶性染料处理效果一般、药剂投加费用较高、污泥量多并且脱水有一定难度。

2.2.2 高级氧化法

应用于印染废水处理的高级氧化法主要为臭氧氧化法，这种方法对于多数常用染料能达到较好的氧化脱色效果，但对于那些不溶于水的染料氧化脱色效果则相对一般。光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗相对较高。#

2.3 印染废水生物处理法

2.3.1 好氧生物处理

和常规污水的好养生物处理法类似，印染废水好氧生物法根据曝气方式的不同，可以分为表面机械曝气法和底部鼓风曝气法两种。其中以鼓风曝气法的应用较为广泛。

好氧生物处理对印染废水中的可生化有机物去除效果较好，一般均能达到80%以上，但对于生化性较差的有机物和色度去除效果则不佳。尤其是随着表面活性剂等在印染工艺中的大量使用，使印染废水的B/C比直线下降到了0.2以下，COD值也近3000 mg/L～5000mg/L，单独使用好氧生物处理已经很难保证处理出水达到排放标准的要求。此外，好氧生物法的剩余污泥处理与处置以及鼓风曝气带来的高额电费一直是困扰印染企业的两道难题。因此，厌氧生物处理印染废水技术受到了学术界和印染企业的高度重视，技术在近些年也有了长足的进步。

2.3.2 厌氧-好氧联用生物处理

厌氧生物处理主要是由厌氧反应池或厌氧罐组成。染料中难降解的高分子有机物一般都能通过厌氧分解成较易生物降解的小分子有机物。

为了使生物法处理印染废水能够效果更好、投资更低、运行更可靠，近些年来厌氧法与好氧法联用来处理印染废水，也已经有了相当多成功的工程实例。厌氧-好氧联用处理中的厌氧段的水力停留时间一般为2h～6h，在其中只发生水解酸化，大大提高了废水的可生化性，使废水的B/C比达到0.3以上，为好氧生物分解创造有利条件。好氧池所产生的高浓度剩余污泥通过回流污泥泵回到厌氧池，有利于污泥厌氧消化，降低了系统排出的剩余污泥量，对于印染废水的脱氮也有一定的效果。因此，厌氧-好氧联用法中的厌氧池具有改善废水可生化性能、降解部分有机物和对生化剩余污泥进行消化的双重作用。

3 印染废水处理中存在的问题

印染废水处理中存在的主要问题包括如何将处理后的印染废水更大程度的回用于生产过程，高色度废水脱色困难，以及更大的降低印染废水生物处理的运行成本。

近些年来，国内外各科研机构对染料的脱色方法进行了大量的技术研究，总结出许多行之有效的脱色方法，这些技术方案针对性较强，对特定的印染废水能取得较好的脱色效果。但是由于各印染企业的所染料、溶剂、表面活性剂种类繁多，化学性质各异，在处理混合印染废水的时候仍有相当的难度和困难。

另外，节能减排、充分回用是预防治理印染废水相辅相成的两个重要组成，因此，一方面需要提高印染企业各生产工段的效率，使排放的废水量达到最低；另一方面，应该更大限度地提高处理后出水的回用率，这不仅能降低工业企业自来水的消耗量，而且能大大地降低印染废水对水环境的污染，也会更加有利于印染企业合理可持续的发展。

[1]薛海涛，宋波，李英杰.我国印染废水处理技术现状及发展趋势[J].华章，2012(16)

[2]何强,龙腾锐.印染废水治理技术评价[J].给水排水，1995(05)

[3]郑翼鲁等，印染废水脱色技术与理论述评，环境污染治理技术与设备，2000，1(5）

[4]訾洛阳，丁志斌.印染废水脱色研究进展[J].给水排水，2008(S1)

[5]李旭东，杨俊仕，李国欣，谢翼飞.活性污泥-接触氧化法处理印染废水[J].环境工程，2003(01)

[6]贾省芬，杨惠芳，刘双江.硫酸盐还原菌对多种染料厌氧脱色的特性.环境科学，1998，19(4)：18-21

[7]赵军，赵晓祥,鲁丹.复合微生物絮凝剂的培养及其对印染废水处理的研究[J].工业用水与废水，2008(06)