印染废水处理研究进展

何晨曦，房浩亮，古丽加衣娜尔·巴合提，陈玉玲，单国华

（新疆大学 纺织与服装学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

据不完全统计，全球每年印染废水的排放量高达3×109t，印染废水的有效处理是当前急需解决的问题。印染废水来源于退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花以及整理等过程，印染废水组分复杂，有机污染物含量高，具有难降解、色度高和有毒物质多等特点。印染废水处理方法主要有物理法、化学法以及生物法，如下主要阐述当前印染废水处理方法的研究进展。

1 物理法

1.1 吸附法

吸附法是应用具有多孔特征的吸附剂加入到废水中，通过物理或化学吸附作用，去除污染物，具有操作简便、成本低等优点。高吸附力以及吸附剂再生是选择吸附剂时需要考虑的问题。常用的商业活性炭，吸附效果好，但价格较高。从植物废料中制备活性炭是当前研究的一个方向，比如应用棉秆制备活性炭，对亚甲基蓝、苯酚、直接橙、直接黄的吸附率都大于80%，对蒽醌类染料则达到99%[1]。

低成本吸附剂的应用也是一个方向。自然界中的一些无机材料，比如粘土、粉煤灰具有很好的吸附效果[2]。一些来源丰富的生物聚合物，比如壳聚糖、海藻酸钠，因其大分子上含有丰富的活性基团，比如羟基、羧基和氨基等，使这些天然大分子也具有很好的吸附效果[3]。从植物废料，比如花生壳、甘蔗渣、核桃壳、板栗壳和玉米秸秆等植物废料中开发吸附剂，既减少污染物排放，也可以实现废料再利用[1,4]。

1.2 膜处理法

膜处理法是应用膜实现污染物分离、提纯以及富集，操作简便、能耗低，可以显著降低废水中的BOD、COD 以及色度。超滤（UF）、纳滤（NF）以及反渗透膜（RO）应用较多，一般是和其他方法组合进行废水的深度处理。安文浩等应用UF/RO 双膜法处理厌氧/好氧（A/O）二沉池出水，色度、浊度和悬浮物去除率均大于95%，COD 去除率达到90%，出水达到GB 4287-2012和GB/T 19923-2005 要求，处理量4.6 m3/d，处理成本为4.3 元/m3[5]。

2 化学法

2.1 氧化法

2.1.1 芬顿（Fenton）氧化法

Fenton 试剂（Fe2+-H2O2），通过Fe2+催化H2O2产生OH，氧化有机污染物。徐富等应用Fenton 法处理二沉池出水，COD 去除率为73.5%，生成Fe (OH)3混凝沉淀，出水符合DB 321072-2018 中表2 的限度[6]。

2.1.2 臭氧（O3）氧化法

O3在高pH 值条件下，形成OH，分解染料，优点是O3可在气态下使用，不增加废水体积，不产生污泥，但对COD 去除效果不好，一般通过加入催化剂，促进O3分解来改善。朱亚雄等应用活性炭负载锰镁双金属氧化物催化O3氧化印染废水，在臭氧浓度35 mg/L、时间35 min 条件下时，COD 去除率达到80%[7]。

2.1.3 光催化氧化法

光催化氧化是应用半导体为光催化剂，在紫外光或可见光照射下，激发生成电子-空穴对，催化剂上的溶解氧、水分子等与空穴对作用，产生OH，氧化污染物。常用光催化剂有TiO2、ZnO、CdS、ZrO2和WO3等。TiO2因其具有性能稳定、可重复利用、氧化能力强、无毒和成本低等优点，是常用的光催化剂。但TiO2光催化效率较低，可应用掺杂法提高TiO2光催化效率。周存应用N 掺杂TiO2负载PET 织物降解亚甲基蓝废水，降解率为95%，洗涤5 次后，降解率仍在88%[8]。

2.1.4 超临界水氧化法（SCWO）

超临界水（SCW）可强力溶解O2和有机物，发生均相氧化反应，有机C 转化为CO2，Cl、O、P 转化为无机盐，N 转化为N2，效率高、速度快，可实现污泥无害化处理。张洁应用SCWO 处理印染污泥，在585°C、5min条件下，COD 去除率达到99%，重金属浸出浓度达到国家标准[9]。

2.2 电化学法

电化学法是利用电解作用，将污染物去除或转化为无毒、低毒物质，操作简便、COD 去除高、脱色效果好。阳极氧化技术是在阳极产生OH，降解污染物。彭敏等应用硼掺杂金刚石膜（BDD）为阳极、不锈钢板为阴极处理印染废水，90 min 时，COD 去除率达到90%[10]。电芬顿法是通过O2在阴极还原生成H2O2，与Fe2+发生Feton 反应生成OH，降解污染物，反应产物Fe3+在阴极被还原成Fe2+，实现Fe2+再利用。此方法高效，需Fe2+浓度小。开发高效催化活性阴极材料是该方法关键，碳材料化学稳定好、价格低是常用的阴极材料。杜茂华等研究了十八烷基三甲基氯化铵改性负载铁的碳布复合电极降解罗丹明B，染料去除率达到96%[11]。

3 生物法

生物法是利用微生物处理污染物，经过一系列生命活动，将污染物降解或转化为无机物，是一种廉价、环保和经济的方法。生物法可分为好氧法、厌氧法以及厌氧好氧组合法。好氧法在有氧条件下处理废水，厌氧法是在无氧条件下处理废水。在实际处理应用中，通常是厌氧法与好氧法两者相结合。古航坤等应用厌氧-缺氧/好氧交替SBR 法对印染废水进行了处理，研究表明，单一厌氧处法处理，或缺氧/好氧法处理，出水不满足GB 4287-2012，采用厌氧-缺氧/好氧交替SBR 法后，出水满足国标限值[12]。

4 结语

对印染废水中污染物有多种处理方法，包括物理法（吸附法、膜分离法）、氧化法（光催化氧化法、芬顿法、臭氧氧化法、超临界水氧化法）、电化学法和生物法（厌氧/好氧组合法、联合法）。吸附法是一种简便的方法，开发低成本吸附剂值得进一步研究。印染处理目标是实现污染最小或零污染，但是从分析可以看出，每种处理方法具有各自的优点和不足，没有一种处理方法能够处理所有类型的废水，因此根据处理废水的类型以及数量选择不同处理方法的组合，是废水处理的有效途径。