印染废水深度处理及回用技术探讨

陈虹霖

（杭州环保科技咨询有限公司 浙江杭州 310000）

引言

印染废水成分复杂，处理难度较高，如化纤类织物以及混棉类织物，这些织物使用浆料以及新型助剂完成固色保色，很难进行自然降解，因此使用完毕后会化为有机物融入印染废水中，增加印染废水处理的难度。而相关数据表明，我国现有的废水处理系统有效处理率已下降至45%左右，其系统处理的可回收利用的废水量远远不能补足我国农业灌溉用水需求量，使我国农业发展受到了严重影响。因此，我国可以采用物化处理及生化处理双重结合的方式对印染废水进行深度处理，使印染废水达到排放标准及重复利用标准，并通过综合治理，设置废水回用方案，强化开发膜集成技术，有效处理印染废水及回收再利用，不仅可解决印染废水污染问题还能缓解水资源短缺的现状。

1 印染企业废水特点分析

1.1 数量较为庞大

我国已知的印染废水排放量，其织物以及排放废水的比例为1:150～1:200。其中，部分发达城市，如北、上、广、深比例上升至1:200 ～1:400。按照国际排名，我国纺织工业废水排放量为全球第6 位。

1.2 成分较为复杂

印染废水的成分不仅包含了一定数量的染料，还含有未反应助剂以及反应后生成物以及相应织物上的部分脱落物。这些物质通过化验检测得知，有一定毒性，如重金属含量超标，严重影响人体健康（致癌、致畸）。

1.3 变化性较高

印染废水中的成分组合、性质等较容易改变，具有差异性。如，印染废水中的污染物质易受时尚变化、季节变化、供应商迭代等因素影响发生改变。为了满足这些需求，印染企业就需要使用不同的染料处理不同种类的织物，导致印染废水中的成分具有一定的差异性。

1.4 治理困难

印染废水治理难度较高，属于所有工业废水中最难治理的一种。我国目前技术经济虽然趋于成熟，且印染企业采用的废物处理方法符合排放要求。但要想达到真正有效地排放还比较难，纠其原因是印染废水有机物质易分解成较小物质，而这些分解产生的物质又很难控制，因此难以进行集中掌控，易对环境产生一定程度的负面干扰。

1.5 经济负荷较重

现有的印染废水处理工艺占地面积较大，且投资成本较高。按照要求，印染废水治理后需要达到二级排放标准，而治理费用与城市自来水价格有一定的关联，若要达到废水回用的需求，其投放成本较高，因此实际运作困难。印染废水的水质由于采用的纤维种类和加工工艺的不同，其污染物组分差异很大。一般印染废水pH 为6～10，CODcr为400～1000 mg/L，BOD5为100～400 mg/L，SS 为100～200 mg/L，色度为100～400 倍，但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的CODcr将增大到2000～3000 mg/L 以上，BOD5增大到800mg/L 以上，pH 达11.5～12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中CODcr的量超过废水中CODcr的量20%时，生化处理将很难适应。

我国目前印染企业排水退浆废水水量较小，但污染浓度较高，废水中包含了分解物、纤维碎屑，因此废水酸碱度呈现碱性，pH 为12，数值较高；煮炼废水水量较大，污染物浓度较高，包含了纤维素、果酸、蜡质等，这些物质溶入水中会导致水呈现强碱性，水温较高；漂白废水的水量较大，但造成的污染程度较轻。因此，印染行业是耗水大户，是我国重点整治的污染行业之一。在后续，我国要了解印染废水现状，制定相关政策，规避制约因素，深度处理好印染废水并使其能达到回收利用要求，为水资源短缺问题提供一条行之有效的解决路径。

2 印染废水回用标准

印染废水回用通常有2 种使用方法，一是不参与企业生产，仅用于维持企业日常清洁，如冲洗厕所、冲洗地面等，实现废水循环再利用；二是进入生产工序，用于完成染色后的初次漂洗。由于印染企业对于水质要求有一定的差异，漂洗、染色等过程的水质要求如表1 所示，因此根据不同回用方法，水质要求可从SS、COD、色度、pH、Fe、Mn、透明度等方面进行分析。

表1 印染企业废水不同回用方式部分水质要求

3 印染废水深度处理及回用技术分析

印染废水若未经处理排放，必然会对周围生态环境产生影响[1]；若未达到回用标准，贸然回用也会对印染企业的生产工序产生干扰。主要为有机物污染积累与无机盐积累，有机物积累会导致废水处理系统无法运行，而无机盐积累会使污水排出系统堵塞。因此，降低废水污染，满足环保需求，结合废水处理的标准要求，解决印染废水处理目前存在的一系列问题非常重要。由于印染废水深度处理费用比常规处理费用更高，对于发展规模较小的印染企业不适宜，同时随着市场发展，印染企业为了保障产品质量，使用新型化学纤维、染料、印染技术等，虽然满足了消费者的使用需求，但这些新型染料包含了大量的难降解有机物，导致印染废水的可生化性进一步降低[2]，必须采用合理的技术对印染废水进行深度处理，达到回用要求后才能进行循环使用。

3.1 物理处理联用技术

物理处理联用技术，主要包含过滤技术及膜分离技术。物理技术多采用吸附、过滤、反渗透、离子交换等方式，对废水进行初步处理。如，过滤技术可以通过沉降、拦截、吸附等功能，使用的材料包含但不限于硅藻土、活性炭、二氧化硅、纤维玻璃球等[3]。纺织厂采用的过滤技术一般将漂洗用水进行初次以及二次过滤，在初次过滤中，通过一段时间沉淀后，其污水中的40%物质将会被沉淀。60%～70%的物质继续溶于水中，进行二次沉淀。通过沉淀处理后，可以用于生产车间地面冲洗等日常用水。膜分离技术是利用高分子薄膜将其作为介质，对废水中的重金属进行截流，是一种有效的分离技术。膜分离技术按滤膜孔径的大小，分为了微滤、超滤、纳滤、反渗透等，可根据废水的实际污染情况选择对应的废水深度分离技术。膜分离技术可以强化废水自身的实用性，操作维护较为便捷，有利于实现自动化控制，但投资成本较高、膜使用寿命较短。同时，在使用前，还需要使用机械或化学方法去除杂质，影响膜分离技术在实际工程中的应用[4]。

3.2 生物处理联用技术

生物处理联用技术，突出“生物”以及“联用”功能。使用生物以及吸附过滤联用技术，通过生物碳活性方法，能够达到理想的处理标准。如，活性炭与生物相结合，可以利用活性炭空隙较多的特点富集微生物，对水中的有机物进行分解，并利用有机物维持微生物的生命活动，具备重复使用的优势；微生物能够使活性炭的吸附功能得到提高，延长活性炭的使用周期[5]。通过数据研究发现，使用生物炭活性法能够增加水中有机物去除效率，并保障废水出水水质，且水中的有害物质可以被微生物转化为硝酸盐，减少氯化投放量；去除水中可生化有机物以及无机物，保障废水处理标准有稳定性。另外，对制丝废水处理技术进行分析，制丝废水使用生物接触氧化池、生物碳塔、回收、吸附、过滤，其废水可达到二次利用的效果。该废水不仅可以用于冲刷印染企业工作场地，还可投入生产流程进行初次漂洗[6]。

3.3 氧化处理联用技术

氧化处理联用技术分为光化学氧化法以及臭氧氧化法、电化学氧化法等。

3.3.1 光化学氧化法

光化学氧化法可以在化学氧化以及光辐射的共同作用下，满足废水处理的纯净要求。以紫外线为辐射源，以氧化剂作为激发氧化酶剂，使二者能够产生自由基，去除水中的微生物以及有机物。该处理方法可以提供足够的反应时间以及适宜条件，使有机物完全矿化，在处理印染废水时，脱色率可高达95%以上，部分废水脱色率甚至达99%，且不会对后续水洗产生质量影响[7]。目前该处理方法尚处于摸索应用阶段，但由于运行成本较高，很难大规模的应用至印染废水处理过程。

3.3.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法能够产生消毒杀菌作用，使大分子有机物分解为小分子有机物，且臭氧可通过氧化无机物、有机物、脱色等完成净化，去除水中的铁、锰、无机物以及多种有机物，降低COD、BOD。该处理方法杀菌的作用机制是利用臭氧渗入生物的细胞壁，影响生物细胞壁之间的物质交换，从而使硫化物基因活性降低，使微生物的有机体遭到破坏，失去活性。数据研究表明，臭氧氧化法在处理高盐水时，能够使循环使用，处理后的水质脱色效果较好，可满足工业重复使用要求。

3.3.3 电化学氧化法

电化学氧化法能够在印染废水深度处理中得以应用，发挥出独特的电化学氧化优势，完成电气电解、杀菌等。电化学法最初用于废水二级处理，能够保障废水自身的可生化性。后因注意到电化学氧化法有独特的应用优势以及发展潜力，其占地面积较少，操作灵活便捷，因此在废水深度处理中进行了大规模应用。据相关数据显示，应用电化学氧化法处理废水，我国每年可节约用水60万t，节约用水和处理废水费用节约141万元，有极佳的经济效益。

3.4 组合工艺处理技术

使用组合工艺处理技术，对水质有高兼容性。采用“臭氧-BAF-一体化装置+膜系统”组合工艺，能够起到优良的拦截吸附效果，同时净化膜系统进水水质满足印染企业的废水回用要求，降低废水存在的污染因素。

4 印染废水深度处理回用发展方向

4.1 重视推广综合治理

大力强化印染废水综合治理，发挥环保优势，在进行印染企业废水处理时，要本着“清洁、生产、利用”理念，从源头入手，实现以废治废、综合治废目的。印染废水进行综合治理，削减污染物的排放量，锅炉废水与烟气道粉煤灰接触，实现除尘效果；处理后的废水用于染色、印花初次漂洗，其色彩牢固度与使用自来水漂洗相比无基本差异。

4.2 推行开发膜集成技术

膜分离技术是未来印染废水处理的重要方向，也是最具效率的途径。通过研究表明，不同膜分离技术相结合，能够产生优良的净化效果。目前，膜集成技术包含但不限于膜生物反应器、MF/UF/RO 集成系统、抗污染反渗透复合膜等，这些都可以起到脱色、脱脂、除盐等标准，使废水得到深度处理，变为软水实现回用。在处理日常生产废水时，使用聚合铝作为混凝剂，可以防止废水中的固体以及胶体颗粒出现二次污染。同时，无需添加任何化学物质，也可以满足陶瓷膜化学清洗周期，达到循环利用的特点。开发出最有效的工艺组合形式，降低污染问题，保护周围环境。此外，膜分离技术与电化学法、催化氧化技术等结合，也是未来印染废水处理的主流研究方向。

4.3 优化废水回用方案

对印染废水回用方案进行优化，满足废水回用方案要求。在水量及水质的优化中，结合不同的工艺单元完成技术处理，使处理后的废水达到回用要求。考虑回用水质的差异性，废水回用方式主要有2 种，即一是按照最严格的水质净化要求，使废水能够参与工业生产流程；二是按照最大的排放要求对水质进行过滤，达到重复排放要求。另外，考虑废水优化原则，按照企业自身的经济现状选择最合理的回用方法。通过研究表明，对于印染生产用水量较大的杂用水或部分冷却用水，仅需要对印染废水进行2 ～3 次过滤处理，就可以达到工艺技术要求，回用到印染生产的杂用和冷却用水中。此外，也可以将部分未回用水以及已处理的废水（已参与工业二次生产）进行配合使用，用于完成工作场地清洁使用。

结语

综上所述，印染废水处理必须要满足经济效益与环境效益的双重目的。随着环保力度增加，印染企业必须重视清洁生产，完成环保原料的使用以及生产工艺的改进，减少污染物产生，降低印染废水处理的难度。而印染废水回用，以排放达标为前提，印染企业要在保障印染质量不受影响的前提下，使废水达到适度回用的标准，同时将不能回用的废水处理达到废水排放标准后再进行排放，降低印染废水对周围的不良影响。另外，在印染废水深度处理中，还可将传统工艺与新型技术相融合，使工艺技术满足废水高环保、高节能的优势，解决印染废水环境污染、缓解水资源不足等问题。