印染项目废水处理措施选择研究

詹淑威

（广东中正环科技术服务有限公司，广东 广州 515000）

近些年，印染行业发展迅速，经济效益显著。与此同时，对环境的污染也越来越严重。在污水处理需求日趋严格的今天，如何在未来的发展中体现出预见性，提高污水处理的效率，加强污水利用等节水技术，将成为影响印染企业未来发展急需解决的问题。

1 印染废水的特点

印染废水是最具危害性和难以处理的废水，其废水量大、水质复杂、含有高浓度有机物及难溶难降解性的物质和色度，尤其是染料导致的污染最为严重[1]。即便是在低浓度环境下，染料的残余成分也会降低水体透明度，恶化周围生态环境。染料降解的中间体是一些具有致畸或致畸性质的有机物，例如联苯胺。废水中的色素以染料为主，其降解有一定的困难。印染废水的脱色一直是世界各国关注的热点。色度是影响印染废水达标的重要因素之一，也是污染治理中较难解决的问题。所以，在处理印染废水时，首先要解决的就是脱色。

2 印染废水处理方法

处理印染废水主要是通过生物、化学、物理方法的结合将水中非必要物质去除[2]。需要去除的物质，小至简单的离子，大至悬浮物，其中包括有机物、无机物或者二者结合的物质。印染废水是我国最大的污染来源，其主要来源为染料、纺织原料、化学药剂等。这些物质一般含有表面活性剂、固体物质、有毒有害物质等。目前，对染料废水的治理，国内外已有较多的研究，其中最常见的是生化法、物化法，详见表1。

表1 印染废水处理方法

2.1 物化法

2.1.1 混凝絮凝技术

无机混凝剂的应用可以处理废水中悬浮染料、还原染料、硫化染料、微小悬浮颗粒以及部分大分子直接染料。但是该技术不能处理水溶性染料中的小分子、不易成胶的活性染料、酸性物质、阳离子染料以及部分直接染料[3]。工业企业在应用混凝絮凝技术时，依据所用介质划分为以下几种：（1）石灰混凝法。将助剂与石灰乳液混合，使其与污水充分混合，再配以粉煤灰脱色法对污水进行脱色，对污水中的化学需氧量、悬浮物等具有较高的脱除率，经处理后的水可以回收到一些生产车间，达到了节水的目的。（2）选用硅藻土复合净水剂。根据吸附与絮凝原理，选用非金属粘土矿物原材料，并以活性硅藻土为主要组分配制成复合净水剂，对印染废水进行脱色处理。COD的去除率高且装置成本低廉，二次污染较少。（3）采用电絮凝法对低浓度废水进行处理，其各项指标均能满足排放要求。此外，染料废液中的芳香环染料、蒽醌染料等具有较高的色度，且其可生化性能较差，难以进行有效地治理。采用混合-羟基-游离基化学氧化-生物法结合的方法，对废水的色度、COD、BOD的去除效果较好。该工艺具有占地少、运行和管理方便等特点。

2.1.2 吸附脱色技术

目前已研制出的很多新型染料，其结构均为稳定性较低的环状有机化合物。生物化学方法的脱色效果不如物理方法，所以用物理方法更好。由于成本的关系，目前国内很少使用吸附法，与国内相比，吸附法在国外的普遍使用和流行有很大的不同[4]。虽然吸附法成本较高，但是运行稳定，处理效果明显。在污水处理中，特别是需要再利用水的情况下，采用吸附法进行脱色是最好的。目前，主要有两种吸附方法：（1）以氢氧化镁为原料，采用氢氧化镁进行脱色，是利用镁盐加碱进行水解脱色，制成的带正电荷的氢氧化镁能很好地吸收阴离子型染料，从而对染料废水进行脱色。该方法具有较好的应用前景，但是，它的研究范围和深度都不够。（2）采用粉末型凹凸棒石法处理水溶性阳离子染料废水。利用澎润土、凹凸棒土等在中性环境下对水溶性阳离子染料进行有效吸附，再经离子交换、单纯混凝、絮凝处理，使其具有较高的脱色率[5]。

2.1.3 化学氧化技术

现阶段，工业中常用以下两种方法：（1）湿式氧化技术，该项技术处理污水的效果显著，能够有效改善污水的生物生化性。在高压、高温的环境中通过分子矿化废水中的有机物质，具有占地少、不产生二次污染的特点。与之相似的是，助加温式空气氧化和催化湿式空气氧化，在WAO系统中，以双氧水取代氧，以液体双氧水作为氧化剂，克服了气-液传质的阻力，提高了COD和色度的去除能力。（2）[Cu-γ-Al2O3]工艺。催化剂化学氧化技术的应用能够减轻生化负担、加强化学氧化处理效果，采用[Cu-γ-Al2O3]工艺，对COD含量高的印染废水进行了有效处理，并且可以回收。

2.1.4 光催化氧化技术

随着光催化氧化技术的不断发展，对印染废水进行了彻底处理，可以达到无二次污染的目的，具有很好的推广前景。目前主要有四种光催化氧化工艺：（1）TiO2在附着状态下对可溶性染料进行光降解[6]。微细的二氧化钛粉经过悬浮系统不仅难以分离和回收，还容易损失二氧化钛粉末。以TiO2作载体，在有铁离子的情况下，用TiO2作催化剂，用直管高压汞灯为光源，并利用光反应器模拟工业浅水池，对有机酸染料废水进行处理，取得了较好的效果。（2）TiO2薄膜的太阳光催化氧化：采用溶胶-凝胶技术对TiO2薄膜进行电镀，并将TiO2薄膜填入玻璃反应器，利用微量的潜水泵，实现了污水的连续循环，并使其吸入氧气，并在阳光照射条件下，采用催化剂氧化法处理印染废水，可在不进行分离、循环的情况下，连续使用，为工业生产提供了便利。（3）旋转式光催化反应器。旋转式光催化反应器是一种用于处理印染废水，以二氧化钛为催化剂的新型旋转光催化反应器。固定在反应器内壁上的TiO2对废水的分解效率要比在悬浮状态下降低约10%，然而TiO2被固定后，可以避免催化剂的分离，方便了废水的连续处理。

2.1.5 电化学技术

传统的电化学法处理印染废水主要是电絮凝和电还原，该方法对非水溶性染料和含有-NO2的染料中间体具有很好的处理作用。而对于酸性、活性染料等具有良好可溶性的染料废水，很难达到预期的处理效果。目前，电化学法在处理过程中的应用有：（1）利用化学方法对含盐印染废水进行处理：偶氮染料废水中的氯盐量占到了8-10%，其生物活性非常低。目前世界上很多国家都已经禁止了含有偶氮型染料的纺织品，但是我国的氨基苯盐酸中间体的生产还在继续，因此，寻求一种适用于此类染料中间体生产所产生的废水治理技术是当务之急。应用电化学技术对高氯盐染料废水进行处理，是通过电解工艺和余氯直接或间接地氧化染料，对染料的色度和COD均有较好的去除效果，且没有难反应的中间产品。（2）微电解—接触氧化/水解酸化工艺：该工艺为工业废水处理的一项新工艺。它的工作原理是：在含酸性电解液的水中，铁粉和碳粉之间会产生大量细小的原电池，并在其作用空间中形成电场，使难以降解的有机物发生还原反应，从而使难降解的有机物变成可生物降解的有机物，改善了污水的生物化学性能。（3）循环间歇式活性污泥工艺：本工艺主要用于处理印染废水，主要处理化纤及混纺织物。铁屑过滤主要是通过电化学反应进行氧化还原，将难以生物降解的物料转化为具有生物活性的物质，从而改善了废水的生物化学性能，便于后期的处理。该工艺具有铁屑过滤、电化学、生物铁法等工艺特点，具有良好的脱色性、生化反应速率、有机物脱除率高、操作成本低等特点。由于无需将药剂投入到曝气池中，可以有效地防止沉淀物的产生。该工艺适用于中小印染企业。（4）电泳萃取技术：从有机印染废水中提取染料是一种非常重要的化工原料。在生产和污水处理过程中，会有大量的有机物质进入到有机相中，从而导致了有机溶液的污染。电泳法是一种将电泳法和液-液相萃取相结合的方法，是一种外电场的强化处理方法。同时，改变了传统萃取工艺中需要分散相的概念，减少了返混现象，简化了生产过程。（5）超声电化学技术：超声电化学技术是一种利用超声波和化学方法进行污水处理的新工艺。在酸性环境中，超声波对染料废水的去除效果不明显，但是超声波和微电场的联合作用对染料废水的处理效果明显提高[7]。

2.2 生物法

物化技术虽然对印染废水的治理效果更好，但是其缺点是成本高，且产生的污泥数量多，很难处理。因此，目前世界上处理印染废水的方法多为生物处理。生物技术是在印染废水中应用微生物技术，该技术对污染物具有很强的氧化和降解能力，而且处理后的污水质量更好，总体上可以满足污水的排放标准。常见的生物处理方法包括如下几种：好氧厌氧、厌氧处理、好氧处理。目前生物法微生物菌种的工业化应用包括两大类。

2.2.1 硫酸盐还原菌

这是一种具有高度特异性和广谱的厌氧菌，通过将S042-转化为S2-，供给细胞成长的能源。采用硫酸盐还原法处理印染废水时，经硫酸盐还原的细菌是影响染料脱色的关键因素。

2.2.2 白腐真菌

白腐真菌降解和脱色能力的提高，主要是由于其在次生代谢中的作用。木素过氧化酶（LIPS）与锰过氧化酶（MnPS）的结合效果明显。在高分子氧浓度的条件下，培养过程中会产生·OH、H202等强氧化物质，对染料进行脱色、降解[8]。

3 减少印染废水污染的措施

常规的处理技术很难完全解决印染废水的净化问题，特别是在一、二次污水处理中色度难以去除的情况下，需要进行三次处理。然而，三次加工也与投资大和技术不成熟等问题有关。因此，在印染生产中要采取适当的措施来降低环境污染。

3.1 关注生态均衡与绿色生产

随着高新技术在印染工业的应用日益广泛，我们应该按照环保理念发展新工艺，在生产中除了要处理“三废”，还要注重在生产的各个环节中做到“生态平衡”、“绿色”。在染整工艺中，应避免使用不环保的染料、助剂，以减少废水中COD、BOD等污染物。

3.2 探索新型高效的废水治理技术

近年来，国内外对废水的研究越来越多，效果更好，效率更高，所创新的方法对印染废水处理有积极地影响[9]。以活性炭纤维为例，应用于印染废水的治理具有一定的应用价值。活性炭纤维布的比表面可达1 200～2 000 m2/g，其吸附率为普通微粒的10～100倍，且具有较好的导电性能和催化性能，具有较好的脱附性能，具有良好的生物亲和性，可再生、回收，不会造成新的环境污染，对废水的深度处理更为有效。活性炭纤维能有效地处理各种染料，如阳离子直接染料、离子染料、酸性染料和活性染料，但对硫化染料、分散染料、还原染料等不溶性染料则表现出很大的抑制作用。

4 结语

印染企业想要实现自身长远的发展目标，就要引进国内外先进设备，提升清洁生产水平，从而最大限度地降低工程的进水和污水的排放，降低对环境的污染。针对废水治理项目，在处理达标的前提下，要加强深度治理，增加中水回用，或在达到一定标准后进行集中处理，以减少对环境的影响。二十一世纪，生态环保必将是纺织行业的一大新课题。从环境保护的角度出发，要认真分析纺织行业的主要污染源，尽可能降低污染，生产和开发出更加高效的废水处理剂，从而在世界范围内立足。