印染废水处理技术.docx
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印染废水处理技术
印染废水处理技术
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印染废水处理技术
摘要：
本文主要介绍印染废水的来源与危害、水量水质特征，印染废水的物理处理技术、化学处理技术和生物处理技术以及有关印染废水处理的工程实例。
关键字：
印染废水；物理技术；化学处理技术；生物处理技术
前言
纺织印染行业是用水和排污大户，2007年我国印染废水排放量已达23~30亿t，COD排放据工业领域第四。
与国外单位数量印染产品相比较，我国的耗水量比国外高约2倍，排污总量是国外产品的1.2~1.8倍[1]。
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，属难处理工业废水。
在环境日益恶化的今天，印染废水的综合治理已成为一个迫切需要解决的问题。
1印染废水来源与危害
1.1印染废水来源
根据棉及其混纺织物印染加工工艺可知印染工业废来源有退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水、印花废水和整理废水。
印染业主要污染源包括：
（1）在精炼及染色中所用的酸、碱会导致废水的PH偏向极端；
（2）由于精炼及染色工序均在高温下进行，因而产生高温的废水；（3）废水的高悬浮物主要来退浆及精炼工序所产生的毛碎、纤维及杂志；（4）在退浆中所产生的淀粉、胶蜡，使废水中的BOD值提高，常用的乙酸等酸化剂也会提高BOD值；（5）废水中COD主要来自聚乙烯（PVA）等化学浆料、各种染料及颜料。
印染废水的两大污染源是退浆及染色（印花）工序在整个印染工艺流程所产生的废水中占非常高的比重[2]。
印染工艺各工序排放废水中的主要化学品及污染特征见表1。
1.2印染废水的危害
印染废水中含有纤维原料本身的夹带物以及加工过程中使用的浆料、油剂、染料和化学助剂等，具有生化需氧量高，色度深、碱性大、难生物降解、多变化的特点。
废水中的染料组分，即使浓度很低，排入水体也会造成水体透光率和水体中气体溶解度的降低，会影响水中各种生物的生长，从而破坏水体纯度和水生生物链，最终将导致水体生态系统的破坏。
表1印染工艺各工序排放废水中的主要化学品及其污染特征
工序
带入废水中的化学成分
污染特征
退浆
淀粉分解酶、烧碱、亚硝酸钠、
过氧化氢、PVC或CMC浆料
废水量占印染废水量的15%，pH较高，BOD占印染废水总量的45%左右；COD较高
煮练
碳酸钠、烧碱、碳酸氢钠、多聚磷酸钠
pH高（10~13），废水量大，废水成深褐色，BOD、COD较低，污染程度较低
漂白
次氯酸钠、亚溴酸钠、过氧化氢、高锰酸钾保险粉、亚硫酸钠、硫酸、乙酸、甲酸、草酸等
漂白剂易分解，废水量大，BOD约为200mg/L，COD较低，污染程度较小
丝光
烧碱、硫酸、乙酸等
碱性较强，pH高达12~13，SS和BOD较低
染色
染料、烧碱、元明粉、保险粉、重铬酸钾、硫化钠、硫酸、吐酒石、苯酚、表面活性剂等
水质组成复杂，变化多，色度一般很深，高达400~600倍，碱性强（pH在10以上），COD较高，BOD低，可生化性较差
印花
染料、尿素、氢氧化钠、表面活性剂、保险粉等
废水中含有大量染料、助剂和浆料，BOD和COD较高，废水中BOD约占印染废水BOD总量的15%~29%，色度高，氨氮含量高
整理
树脂、甲醛、表面活性剂
废水量少，对整个印染废水水质影响较小
碱减量
对苯二甲酸、乙二醇等
pH高（>12），有机物浓度高，COD可高达90~100g/L,高分子有机物及部分染料很难降解，属高浓度难降解废水
洗毛
碳酸钠、硫酸钾、氯化钾、硫酸钠、不溶性物质和有机物、羊毛脂
废水呈棕色或浅棕色，表面浮有一层含有各种有机物、细小悬浮物及各种溶解性有机物的含脂浮渣
2印染废水污染物的分类及性质
印染废水中污染物物有悬浮物、BOD、COD、重金属毒物和色度。
印染废水污染物物种类及性质见表2。
表2印染废水污染物种类及性质
污染物种类
性质
悬浮物
纤维屑粒
BOD
有机物，如染料、浆料、表面活性剂和加工助剂等；
COD
染料、还原漂白剂、醛、还原净洗剂和整理剂等；
重金属
铜、铅、锌、铬、汞、氰离子等；
色度
染料、颜料在废水中呈现性质
3印染废水水质水量特征及排放标准
3.1印染废水水质特征
印染工业废水具有以下特征：
（1）色度大、有机物含量高。
印染废水总体上属于有机性废水，其中所含的颜料及污染物主要有天然有机物质（天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等）及人工合成有机物质构成。
（2）水质变化大。
在所排放的废水中，COD高时可达2000~3000mg/L。
且BOD/COD小于0.2，可生化性差。
（3）不同纤维织物在印染加工中所排放的pH不同，一般来说，碱度过高。
（4）水温水量变化大，由于加工品种、产量的变化，导致水温水量的不稳定。
3.2印染废水水量特征
印染废水排放量约为全厂用水量的60%~80%。
废水量跟随工厂的类型、生产工艺、机械设备、加工产品的品种不同，差异较大。
根据国内外的资料估算，每加工一匹棉织物，用水量约为1~1.2m3。
表3为国内部分印染厂水质水量[3]。
表3国内部分印染厂水质水量
名称
水量
（m3·d-1）
pH值
COD
（mg·L-1）
BOD5
（mg·L-1）
色度/倍
SS
（mg·L-1）
印染厂
（一）
1000
6~10
750~1800
135~368
200~500
62~110
印染厂厂
（二）
3000
4~10
700~1200
—
150~200
700~1200
印染厂（三）
3000
8~12
750~1000
250~280
300
200~300
印染厂（四）
4000~100000
10
1200~2000
≤450
≤500
≤600
排放标准
—
6~9
≤100
≤25
≤40
≤70
3.3印染废水排放标准
纺织染整工业水污染物一级排放标准见表4。
表4《纺织染整工业水污染物排放标准GB4287—1992》一级排放标准
项目
水量/（m3·d-1）
COD/
（mg·L-1）
BOD/
（mg·L-1）
SS/
（mg·L-1）
色度/倍
pH
排放标准
-
100
25
70
40
6~9
4国内外研究现状
4.1国外研究现状
国外对印染废水处理技术的研究始于上世纪50年代初，先后开发了絮凝、吸附、化学氧化、辐照、和生物法等处理技术。
目前，国外绝大部分印染废水均采用生物法作为处理流程的核心。
4.2国内研究现状
我国对印染工业废水处理的始于上世纪70年代，主要以生物法为主，大多数情况下采用好氧生物法。
近年来为了进一步提高废水的处理效果，人们对生物絮凝、生物吸附、生物固定化技术、高效菌的培养等进行了广泛研究，并逐步应用于实际工程中。
此外，近年来国内外致力于膜法和新型生物技术对印染废水处理的研究，并取得很大的突破。
5印染废水常用处理技术
常用的印染废水处理方法有3类：
物理法、化学法和生物法。
物理法主要有格栅与筛网、调节、沉淀、气浮、过滤、分离、膜技术等。
化学法有中和、混凝、电解、氧化、吸附、消毒等。
生物法有厌氧生物法、兼氧生物法、好氧生物法。
5.1印染废水的物理处方法
5.1.1格栅和筛网
格栅和筛网用于截留废水中较大块的呈悬浮物状态的污物。
对于印染废水，栅条间距一般采用10~20mm。
对于不能用格栅去除的1~200mm的纤维类杂物可考虑用筛网去除。
5.1.2调节
因为印染废水的水质水量变化幅度大，因此，印染废水处理工艺流程中都设置调节池，以均化水质水量。
5.1.3吸附法
目前，印染废水中主要采用活性炭吸附法，这种方法是将活性炭的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由颗粒状物组成的滤床，是废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面或被过滤除去。
对水溶性有机物去除非常有效，但不能去除水中的胶体和疏水性染料。
用作吸附剂的活性炭有粉状、轻质粒状、颗粒状等。
轻质粒状活性炭强度差，液体通过时易粉碎，粉状活性炭不易回收，一般采用粒状活性炭[4]。
国内也用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果好，但产泥渣量大，且进一步处理难度大。
研究表明，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。
5.1.4泡沫分离法
印染废水中含有大量洗涤剂，属表面活性物质，许多亲水性染料带有活性基团，也属于表面活性物质。
生物处理法通常对表面活性物质难以降解，它们的存在对氧转移、微生物对有机物的吸附降解都有严重的影响；对混凝剂有分散作用，因而将会增加混凝剂用量；引起大量泡沫，增加运转管理上的困难。
因此，印染废水处理前，最好预先去除废水中所含的表面活性物质。
泡沫分离有良好的去除效果，设备简单，管理方便，成本低。
5.1.5膜分离法
膜分离技术作为一种高效分离技术被广泛应用于废水处理与回用。
膜技术被应用在染料废水的处理中，超滤处理洗毛废水，用PVA回收退浆废水，以及含纤维油剂废水的处理和回用。
而纳滤膜分离技术以其独特的分离特性，在印染废水处理领域得到了深入的的研究与广泛应用[5]。
目前在印染废水处理领域中使用的纳滤膜均采用加压过滤方式，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，在一定程度上制约了纳滤膜技术的推广，因此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。
具有能耗低膜污染轻和预处理要求低等特点。
5.2印染废水的化学处理方法
5.2.1中和法
印染废水的pH往往很高，除通过调节池均化其本身的酸、碱度不均匀性外，一般还需要设置中和池，以使废水的pH满足后续处理工艺要求。
中和法的基本原理是使酸性废水中的H+外加的OH-，或使碱性废水中的OH-与外加的H+相互作用生成水和盐，从而调节废水的酸碱度。
在印染废水处理中，中和法一般用与调节废水的pH，并不能去除废水中的其他污染物质。
对含有硫化染料的碱性废水，投加中和会释放H2S有毒气体，因此中和法一般不单独使用，往往与其他处理法配合使用。
对于生物处理法，pH应调到9.5以下。
5.2.2混凝沉淀（气浮）法
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、还原染料、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结构。
混凝沉淀和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，PAC吸附架桥性能最好，而PFS价格较低。
混
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