印染废水处理技术工艺+5个典型案例.docx

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印染废水处理技术工艺+5个典型案例

印染废水处理技术工艺+5个典型案例

印染废水是指棉、毛、麻、丝、化纤或混纺产品在预处理、染色、印花和整理等过程中所排出的废水。

印染行业是纺织工业用水量较大的行业，水作为媒介参与整个印染加工过程。

1.印染废水水质水量特点

由于印染过程中工艺繁复，且需投放种类繁多的染料、浆料、助剂等化学品，因此印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。

1印染废水污染物的种类和来源

废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。

染料构造中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，严重污染环境。

下面介绍一下印染废水污染物种类和来源。

染料及特点

印染工艺中主要是染色，而染色的过程就离不开五颜六色的染料，染料是印染废水污染物的主要来源之一，染料种类繁多，生物可降解程度也各不一样。

下表总结各种染料的特点。

助剂及种类

助剂是印染废水的另一主要来源，助剂主要包括表面活性剂、金属络合剂、复原剂、氧化剂、分散剂、树脂整理剂和染色载体等；

按用途分为以下类别：

润湿剂和渗透剂类；

乳化剂和分散剂类；

起泡剂和消泡剂类；

金属络合剂类；

匀染剂、染色载体和固色剂类；

复原剂、拔染剂、防染剂和剥色剂类；

粘合剂和增稠剂类；

柔软剂和防水剂类，上浆硬挺整理剂类，树脂整理剂荧光增白剂类；

防静电类，阻燃整理类；

羊毛防缩和防蛀类，防霉防臭整理剂类，防油易去污类。

印染废水中含有少量油剂，主要来自煮炼废水和整理工序废水，含量少，对水质影响不大。

2印染废水的来源和水量水质特点

印染废水不单单产生于染色过程中，印染过程分多个工序，每一道工序都要排出废水，预处理阶段（包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。

印染废水是以上各类废水的混合废水。

其中所含的污染物有原料的污物、油脂、添加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。

下表从印染工艺角度讨论废水水质的特点，列出每一道工序所产生出废水的水量水质特点及其主要污染物。

3不同印染产品的废水水质特点

上面是从印染工艺角度讨论废水水质的特点，也可以说从废水的来源看废水的组成。

下面，从产品的角度，也就是印染的对象（料子）分析废水水质有哪些特点。

印染产品由于原料纤维、产品种类和生产工艺等不同，使用的染料、助剂种类和品种不同，加工的工艺方法不同，漂洗次数不同，因此其排放废水的水质亦不同。

另外，由于不同化学纤维的含量在各类产品中所占的比重不同，其使用染料和助剂的种类也不断变化，因此所排放的废水中各污染物含水量也不一样。

按产品使用纤维原料的不同，纺织印染可分为：

棉纺印染、毛纺印染、丝绸印染和麻纺印染。

下表总结了产品类型与所排废水的水质特点。

2.印染废水排放标准

印染废水的排放标准为《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-1992）。

第一类：

能在环境或动植物体内积蓄，对人体安康产生长远影响的有害物质，最高允许排放浓度列与下表。

第二类：

其长远影响小于第一类的有害物质，最高允许排放浓度列表。

3.印染废水处理技术

印染废水的处理方法主要有：

物理处理法、化学处理法、物化处理法、生物处理法、碱减量处理法。

印染废水处理以生物法为主，还结合其他方法开展预处理。

1.物理法

1、膜分离

作为一种高效分离技术，膜分离是利用生物膜对物质选择性通透的原理，对废水中的污染物开展分离、浓缩、回收而到达废水处理目的。

膜分离技术不需投加化学试剂，在处理过程中也不产生新的化学物质，不产生二次污染；处理过程简单，操作方便，可在常压下开展，能耗低；可从废水中回收有用的盐类和部分染料，使之循环使用；处理后的废水可直接回用，减少了废水排放量。

膜分离技术应用于染料废水处理方面主要是超滤和反渗透。

据报道，用管式和中空纤维式聚砜超滤膜处理复原染料废水脱色率在95%～98%之间，CODCr去除率60%～90%，染料回收率大于95%。

而纳滤膜用于印染废水处理中，如采用加压过滤方式，通常在1.0Mpa以上的操作压力下运行，不仅能耗高而且膜污染严重，切对原水处理要求较高，改加压式过滤工艺为浸没式过滤工艺可以提高其效率并节能。

2、高能物理法

高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO˙自由基和H原子，与有机物质发生作用而使其分解。

高能物理法处理印染废水具有有机物的去除率高、设备占地小、操作简单、用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大、能量利用率不高等特点。

20**年3月，中广核达胜在*****建成首个电子束辐照处理印染废水的示范工程，是该方法投入实际应用的重大突破。

3、超声波技术

利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。

它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，降解条件温和、降解速度快、适用范围广，可以单独或与其它水处理技术联合使用。

该方法的原理是废水经调节池参加选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定的震荡频率的激烈震荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、COD、苯胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。

目前超声技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。

2.物化法

1、吸附法

吸附法特别适合低浓度印染废水的深度处理，具有投资小、方法简便、成本低的特点，适合中小型印染厂废水的处理。

吸附法是利用多孔性固体（如活性炭、吸附树脂等）与染料废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，利用吸附剂表面活性，将染料废水中的有机物和金属离子吸附并浓集于其表面，到达净化水的目的。

活性炭具有较强的吸附能力，对阳离子染料，直接染料，酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附功能，但活性炭价格昂贵，不易再生。

由壳聚糖与活性炭及纤维素混合制成的染料吸附剂对活性染料和酸性染料有优异的吸附能力，且在水中具有优良的分散性，可采用简单而廉价的接触过滤法处理。

另外，研究说明，以活性炭的筛余炭作基炭，用碳酸铵溶液浸泡，烘干后再用水蒸气活化，可提高活性炭的吸附容量和使用寿命。

大孔吸附树脂是内部呈交联网络构造的高分子珠状体，具有优良的孔构造和很高的比表面积。

吸附树脂可用于去除难以生物处理的芳香族磺酸盐，萘酚类物质。

它易再生，且物理化学稳定性好，树脂吸附法已成为处理染料废水的有效方法之一。

高岭土吸附剂能有效地吸附废水中的黄色直接染料。

此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果较好。

但产泥渣量大，且进一步处理难度大。

2、混凝法

混凝法主要有沉淀法和气浮法，因其具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点，至今仍是我国中小型印染企业普遍采用的废水处理方法。

混凝剂有无机混凝剂、有机混凝剂及生物混凝剂等。

混凝法常用的混凝剂是硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚丙烯酰胺（PAM）等，PAC吸附架桥性能最好，而PFS价格较低。

混凝法对疏水性染料效果好，但对亲水性染料效果差。

在废水中投加铝、铁盐等絮凝剂，使其形成高电荷的羟基化合物，他们对水中憎水性染料分子如硫化染料、复原染料、分散染料的混凝效果较好。

混凝过程中明显的吸附架桥作用不会改变染料分子的构造。

近年来，国内外采用高分子混凝剂日益增多，电荷密度小，分子量低，易发生生物降解而失去絮凝活性。

人工合成的有机高分子絮凝剂分子量大，分子链中所带的官能团多，絮凝性能好，用量少，pH范围广。

天然高分子絮凝剂主要有淀粉及淀粉衍生物、甲壳质衍生物和木质素衍生物3大类。

传统混凝法对疏水性染料脱色效率很高。

缺点是需随着水质变化改变投料条件，对亲水性染料的脱色效果差，COD去除率低。

此外，生成大量的泥渣且脱水困难也是限制该方法广泛应用的主要原因之一。

如何选择有效的混凝脱色工艺和高效的混凝剂，则是该技术的关键。

用NaOH作催化剂将玉米淀粉和醚化剂反应制得的阳离子淀粉CST，用量为7～15mg/L时，对酸性染料、活性染料的脱色率达90%以上。

用接枝聚合制得的木质素季胺盐絮凝剂处理酸性染料废水，絮凝剂中的季胺离子与废水中的磺酸基团生成不溶于水的物质，投量20mg/L，色度去除率达90%。

利用海虾、蟹壳为原料制得的壳聚糖用来处理印染废水，CODCr去除率达85%以上。

3.化学法

1、化学氧化法

化学氧化法是目前较为成熟的方法，是利用臭氧、Fenton试剂、氯、次氯酸钠等将染料的发色基团破坏而脱色。

臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，不产生污泥和二次污染，而且臭氧发生器简单紧凑、占地少，容易实现自动化控制。

但是处理成本高，对硫化、复原等不溶于水的染料效果较差。

不适合大流量废水的处理，而且CODCr去除率低。

通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水，而是将它与生物法、混凝法等其它方法相结合，彼此互补以求到达最正确的废水处理效果。

Fenton试剂氧化法，其脱色的实质是H2O2与Fe2+反应所产生的羟基自由基使染料有机物断链。

Fenton试剂除氧化作用外，还兼有混凝作用。

采用铁屑过氧化氢氧化法处理印染废水，在pH为1~2时铁氧化生成新态Fe2+，其水解产物可脱除硝基酚类，蒽醌类染料废水色度。

传统Fenton法反应条件温和，设备简单，适用范围广，研究说明，用此法处理2-萘磺酸钠生产废水，先用FeCl3混凝沉淀后，然后在pH1.5～2.5条件下以H2O22g/gCODCr，Fe2+4g/L水，氧化60min可去除CODCr99.6%、色度95.3%。

目前，随着人们对Fenton法研究的深入，近年来又把紫外光（UV）、草酸盐等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化能力大大增强。

2、光化学氧化法

光催化氧化应用废水治理领域，始于20世纪80年代后期，可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化四种，目前研究和应用较多的是光催化氧化法。

光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。

常用光敏化半导体（如TiO2、CdS、Fe2O3、WO3作催化剂），在紫外线高能辐射下，电子从价带跃迁进入导带，在价带产生空穴，从而引发氧化反应。

此法对染料废水的脱色效率高，缺点是投资和能耗高。

与传统的水处理技术中的以污染物的分离、浓缩以及相转移为主的物理方法相比，光化学氧化能有效地破坏许多构造稳定的生物难降解的有机污染物，而且具有反应条件温和（常温、常压）、氧化能力强、速度快、节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为CO2、H2O等简单无机物。

但光催化氧化方法对高浓度废水效果不太理想。

关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。

一些铁配体化合物具有光化学活性，可被利用来降解有机污染物。

其中，TiO2化学性质稳定、难溶无毒、成本低，是理想的光催化剂。

传统的粉末型TiO2光催化剂由于存在分离困难和不适合流动体系等缺点，难以在实际中应用。

近年来，TiO2光催化剂的搀杂化、改性化成为研究的热点。

光催化氧化法用新型的旋转式光催化反应器，在优化条件下采用悬浮态TiO2时，偶氮染料脱色率达98%。

分别采用固定床型光反应器和斜板式光反应器对有机染料直接耐翠蓝GL开展了光催化降解研究，经60min光照，其降解率分别为83%和81.4%。

3、湿式空气氧化法

湿式空气氧化法（WAO）是在高温（12