印染行業廢水來源及水質(zhì)特征

印染廢水中水回用(yòng)是實現污染總量控制和節能(néng)減排的重要技(jì )術。深圳市水天藍環保科(kē)技(jì )有限公司總結了印染行業廢水來源及水質(zhì)特征;分(fēn)析了印染廢水中水回用(yòng)率過高對企業經濟、産品和污水處理(lǐ)系統的影響，

印染工業作(zuò)為(wèi)中國(guó)具有優勢的傳統支柱行業之一，自20世紀90年代以來獲得迅猛發展，其用(yòng)水量和排水量也大幅度增長(cháng)。國(guó)家統計局公布數據顯示，2010年紡織業廢水排放總量達245470萬噸，高居全國(guó)工業部門第三位。近年來，随着我國(guó)經濟的快速發展，淡水資源日益緊缺，印染廢水的深度處理(lǐ)和回用(yòng)已越來越引起人們的重視。

1、 國(guó)内印染廢水處理(lǐ)及回用(yòng)現狀：

我國(guó)對印染廢水回用(yòng)已有較多(duō)的研究，從目前研究及應用(yòng)的情況來看主要有以下特點：

(1)回用(yòng)技(jì )術大多(duō)處于試驗研究階段，多(duō)為(wèi)小(xiǎo)試和中試，實際工程應用(yòng)較少，且水的回用(yòng)率較低，一般不超過50%，主要回用(yòng)于對水質(zhì)要求不高的前道工序，缺乏有利于提高回用(yòng)水水質(zhì)及回用(yòng)率的高效技(jì )術的推廣應用(yòng)。

(2)回用(yòng)處理(lǐ)主要是對印染廢水在達标處理(lǐ)的基礎上進一步進行處理(lǐ)，達到回用(yòng)水水質(zhì)标準。處理(lǐ)工藝主要采用(yòng)混凝、吸附、過濾和氧化等技(jì )術，其中對去除鹽度和硬度的關鍵技(jì )術研究較少。

(3)由于現有技(jì )術水平的限制，印染廢水大量回用(yòng)對生産及廢水處理(lǐ)系統會帶來一系列問題，包括有機污染物(wù)和無機鹽的積累。 目前對廢水長(cháng)期回用(yòng)的水質(zhì)問題及對水處理(lǐ)系統的影響研究不多(duō)，特别是無機鹽的積累問題基本沒有涉及。

2 、印染廢水深度處理(lǐ)及回用(yòng)工藝介紹：

印染廢水常用(yòng)的處理(lǐ)方法主要有：物(wù)化法、化學(xué)法、生化法、膜技(jì )術和其他(tā)組合工藝等。僅靠單一的處理(lǐ)工藝很(hěn)難達到深度處理(lǐ)及回用(yòng)的目的，必須對現有的工藝進行集成，采用(yòng)多(duō)種工藝聯合處理(lǐ)的方法，才能(néng)真正實現回用(yòng)的目标。

2.1 物(wù)化法：

物(wù)化法主要以吸附法為(wèi)主，目前在印染廢水深度處理(lǐ)及回用(yòng)中常用(yòng)的吸附劑有活性炭、矽藻土、活性氧化鋁、粉煤灰、沸石、膨潤土等。 印染廢水深度處理(lǐ)及回用(yòng)研究和應用(yòng)較多(duō)的是活性炭。活性炭比表面積大、親水性強、吸附脫色效果好，特别适合于小(xiǎo)分(fēn)子水溶性染料的吸附脫色。活性炭對于二級生物(wù)處理(lǐ)後印染廢水中的殘餘污染物(wù)(如合成染料、表面活性劑等)具有很(hěn)好的吸附能(néng)力，但處理(lǐ)成本高，再生能(néng)耗大，常與其它工藝組合對紡織印染廢水進行深度處理(lǐ)。張健俐等 。

2.2采用(yòng)臭氧脫色和活性炭吸附組合系統對淄博市某紡織企業的印染廢水進行回用(yòng)處理(lǐ)，進水COD值為(wèi)8O～100mg/L、色度為(wèi)0.25～0.35時，出水COD為(wèi)6～10mg/L、色度為(wèi)0.01～0.03，處理(lǐ)後的水可(kě)用(yòng)于企業冷卻循環系統，經濟效益和環境效益明顯。 謝(xiè)丹萍等[3]采用(yòng)連續膜過濾系統(CMF)-活性炭吸附工藝對某印染廠污水處理(lǐ)站排水進行回用(yòng)處理(lǐ)，處理(lǐ)後出水Fe、Mn的去除率達到100%，色度為(wèi)4、濁度0.2 NTU、COD<10mg/L，達到印染企業生産用(yòng)水水質(zhì)要求。

2.3化學(xué)法：

印染廢水處理(lǐ)中常用(yòng)的氧化劑有Fenton試劑和臭氧。Fenton法具有簡單、快速、可(kě)産生絮凝等優點，但仍存在氧化劑利用(yòng)率低、氧化效率差、處理(lǐ)成本偏高等缺陷。目前，Fenton法常與電(diàn)化學(xué)氧化法結合對紡織印染廢水進行回用(yòng)深度處理(lǐ)。如姜興華等(1)将鐵炭微電(diàn)解一Fenton試劑聯合氧化技(jì )術用(yòng)于經A/O處理(lǐ)的印染廢水出水，在最佳反應條件下，COD去除率達到90%以上，色度去除率為(wèi)99%，達到了印染廢水回用(yòng)的要求。針對印染廢水色度大的特點，臭氧極強的氧化性可(kě)有效去除色度及廢水中的有機物(wù)，同時臭氧還具有殺菌除臭功能(néng)。在實際工程應用(yòng)中，通常很(hěn)少單獨采用(yòng)臭氧氧化法處理(lǐ)印染廢水，而是與其他(tā)方法聯合使用(yòng)，如臭氧-活性炭和臭氧-曝氣生物(wù)濾池。Lin等(2)在活性炭為(wèi)填料的流化床或固定床中通人臭氧，把臭氧氧化和活性炭吸附組合成一個單一的過程。研究發現，臭氧氧化能(néng)夠延長(cháng)活性炭的再生，減少其再生成本;活性炭不僅僅是一個吸附劑，同時是臭氧氧化的催化劑。 兩者可(kě)以彌補各自固有的不足。 具有很(hěn)好的協同作(zuò)用(yòng)。顧曉揚等(3)采用(yòng)臭氧-曝氣生物(wù)濾池工藝對某紡織洗水廠二級生化處理(lǐ)出水進行回用(yòng)處理(lǐ)，在進水COD約為(wèi)8Omg/L、色度為(wèi)16倍、 濁度約為(wèi)8NTU的條件下，當臭氧投加量為(wèi)3O～45mg/L、曝氣生物(wù)濾池水力停留時間為(wèi)3～4h、氣水比為(wèi)5∶1時，出水COD<30mg/L、色度為(wèi)2倍、濁度<1NTU，滿足生産工藝對回用(yòng)水水質(zhì)的要求。

2.4 生化法：

生化法主要是運用(yòng)微生物(wù)的代謝(xiè)作(zuò)用(yòng)來分(fēn)解污染物(wù)，不僅可(kě)以用(yòng)于印染廢水的達标排放處理(lǐ)，而且也可(kě)以作(zuò)為(wèi)深度處理(lǐ)及回用(yòng)技(jì )術。生化法主要有曝氣生物(wù)濾池、生物(wù)活性炭等，一般很(hěn)少采用(yòng)生化法作(zuò)為(wèi)深度處理(lǐ)回用(yòng)工藝，實際應用(yòng)中多(duō)采用(yòng)生化法與其他(tā)工藝聯合使用(yòng)。

曝氣生物(wù)濾池(Biological Aerated Filter，簡稱BAF)是一種集物(wù)理(lǐ)吸附、過濾和生物(wù)降解于一體(tǐ)的新(xīn)型生物(wù)膜處理(lǐ)技(jì )術，它适用(yòng)于低懸浮物(wù)和低COD廢水的處理(lǐ)[7-8]。 BAF應用(yòng)于印染廢水深度處理(lǐ)主要是因為(wèi)經過厭氧水解+接觸氧化工藝處理(lǐ)的廢水，其B/C值很(hěn)小(xiǎo)，可(kě)生化性很(hěn)差，難降解的殘餘有機物(wù)首先被濾料和濾料上生物(wù)膜所吸附，其停留時間相當于生物(wù)膜泥齡時間，因此有足夠的接觸時間，使這些有機物(wù)被微生物(wù)所降解。黃瑞敏[9]在混凝處理(lǐ)後采用(yòng)BAF處理(lǐ)，可(kě)使針織棉染色廢水的COD指标低于國(guó)家污水排放标準，接近生産回用(yòng)的要求。BAF出水再經過精(jīng)密過濾去除細小(xiǎo)懸浮物(wù)和離子交換去除水中的無機鹽後，出水的各項指标均可(kě)以達到回用(yòng)的要求。生物(wù)活性炭是生物(wù)處理(lǐ)和活性炭吸附相結合的組合工藝，微生物(wù)的氧化分(fēn)解和生物(wù)吸附與活性炭物(wù)理(lǐ)吸附協調作(zuò)用(yòng)，使處理(lǐ)效果大大增強。耿士鎖[10]采用(yòng)生物(wù)接觸氧化-生物(wù)炭流化床串聯裝(zhuāng)置對印染廢水深度處理(lǐ)，在進水水質(zhì)COD為(wèi)113～263mg/L、 色度20～200倍、 SS為(wèi)14～184mg/L前提下，去除率分(fēn)别達到70 %～89 %、73 %～90 %、78 %～79 %。處理(lǐ)後的出水水質(zhì)符合印染工藝洗滌用(yòng)水要求。

3、膜技(jì )術：

膜分(fēn)離技(jì )術是目前國(guó)内外印染廢水回用(yòng)領域中研發和工程化應用(yòng)的熱點之一。目前在印染廢水回用(yòng)上應用(yòng)較多(duō)的膜分(fēn)離技(jì )術有：反滲透(RO)、納濾(NF)、微濾(MF)和超濾(UF)。這些膜分(fēn)離過程都是以壓差為(wèi)驅動力，廢水流經膜面的時候，廢水中的污染物(wù)被截留，而水透過膜，實現了對廢水的深度處理(lǐ)。超濾可(kě)去除廢水中大部分(fēn)濁度和有機物(wù)，從而能(néng)減輕反滲透膜的污染，延長(cháng)膜的使用(yòng)壽命，減少膜系統的運行成本。反滲透不僅能(néng)有效去除有機物(wù)、降低COD，而且具有優秀的脫鹽效果。由于COD脫除、脫色、脫鹽能(néng)在一步完成，其出水品質(zhì)高，能(néng)直接回用(yòng)于印染環節，同時濃水可(kě)回流至常規工序處理(lǐ)，實現廢水零排放和清潔生産。 越來越多(duō)的研究表明，将不同的膜分(fēn)離技(jì )術進行組合(如微濾、超濾、納濾、反滲透等)，或膜分(fēn)離技(jì )術與其他(tā)技(jì )術(如膜生物(wù)反應器)相結合，是印染廢水深度處理(lǐ)的一個研究方向。膜生物(wù)反應器是印染廢水處理(lǐ)的新(xīn)技(jì )術之一，将膜分(fēn)離技(jì )術與生物(wù)反應器相結合，從而達到回用(yòng)水質(zhì)要求。夏炎等采用(yòng)MBR-NF組合工藝處理(lǐ)蘇州市東方污水廠初沉池污水，在進水水質(zhì)COD 372～1121 mg/L，氨氮16.17～26.85mg/L，總氮19.18～46.54mg/L的情況下，經HRT 30 h，回流比300%的MBR處理(lǐ)後，出水COD、氨氮和總氮的平均去除率分(fēn)别為(wèi)87%，95.8%和70.2%，再經納濾處理(lǐ)後，水質(zhì)可(kě)滿足印染工藝回用(yòng)要求。Schoeberl等對MBR二級出水采用(yòng)納濾後處理(lǐ)，處理(lǐ)出水能(néng)夠滿足各項回用(yòng)标準，但同時指出該方法目前仍面臨較高的應用(yòng)技(jì )術難度和經濟成本。付江濤等采用(yòng)雙膜法工藝處理(lǐ)某印染廠廢水并回用(yòng)，COD去除率達到99%，濁度和色度的去除率均接近100%，反滲透對鹽分(fēn)的去除率在98%以上，滿足回用(yòng)于印染生産的要求。Marcucci等采用(yòng)砂濾-超濾-反滲透和砂濾-超濾-納濾兩種深度處理(lǐ)工藝對印染廢水的二級出水進行回用(yòng)處理(lǐ)，反滲透對鹽分(fēn)的去除率達到95 %以上，可(kě)回用(yòng)于包括對水質(zhì)要求最高的淺色染色工藝在内的印染生産工序。Amar等采用(yòng)該技(jì )術處理(lǐ)印染廠出水，出水效果達到了生産回用(yòng)的要求。

3.1其他(tā)組合工藝：

由于膜技(jì )術對進水水質(zhì)要求較高，因此，一般需要經過适當預處理(lǐ)之後的廢水才能(néng)進行膜處理(lǐ)。何耀忠等[16]采用(yòng)“一體(tǐ)臭氧BAF+上流式BAF”組合工藝深度處理(lǐ)紡織印染廢水，可(kě)為(wèi)膜分(fēn)離系統提供穩定可(kě)靠的進水。一體(tǐ)臭氧BAF在臭氧投加量為(wèi)20～30mg/L時，具有最佳運行效能(néng)。結合後續曝氣生物(wù)濾池，出水COD<40mg/L、BOD<10mg/L、SS<10mg/L、色度<4倍。膜分(fēn)離系統中，反滲透産水完全滿足染整工藝用(yòng)水要求，膜濾濃縮液COD<100 mg/L、BOD<30mg/L、SS<50mg/L、色度<32倍，可(kě)達标排放。該聯合工藝不但保證膜濾濃縮液達标排放，解決了過往工程應用(yòng)中，膜濾濃縮液的後續處理(lǐ)難題，并可(kě)帶來顯著的經濟效益，為(wèi)紡織印染行業廢水深度處理(lǐ)及回用(yòng)設施的升級改造提供了一種新(xīn)的解決方案。齊魯青等采用(yòng)預處理(lǐ)系統(臭氧-曝氣生物(wù)濾池一體(tǐ)化裝(zhuāng)置+曝氣生物(wù)濾池)和膜系統(超濾+反滲透)的組合工藝深度處理(lǐ)印染紡織廢水。試驗表明，臭氧氧化和BAF生物(wù)截留吸附作(zuò)用(yòng)使預處理(lǐ)系統保證了膜進水水質(zhì)，經膜系統處理(lǐ)後，淡水回用(yòng)，濃水仍然可(kě)以達标排放。預處理(lǐ)系統較佳運行參數為(wèi)：氣水比為(wèi)5，有機負荷分(fēn)别約為(wèi)2.1、1.0 kg(COD)/m3，溶解氧質(zhì)量濃度為(wèi)3.8 mg/L，水溫35～40 ℃;臭氧直接通入曝氣生物(wù)濾池，形成臭氧-曝氣生物(wù)濾池一體(tǐ)化裝(zhuāng)置，臭氧投加量宜在20～30mg/L。當預處理(lǐ)系統進水COD質(zhì)量濃度平均值為(wèi)101.3mg/L，濁度為(wèi)8.0NTU，SS質(zhì)量濃度為(wèi)21.9mg/L，氨氮質(zhì)量濃度3.4mg/L，色度21倍，經過預處理(lǐ)系統穩定處理(lǐ)，出水COD質(zhì)量濃度平均值可(kě)降至7.4mg/L，濁度為(wèi)4.2 NTU，SS質(zhì)量濃度為(wèi)3.0mg/L，氨氮質(zhì)量濃度0.7mg/L，色度2倍。預處理(lǐ)系統高效去除污染物(wù)，有效地保證了膜系統進水水質(zhì)。測定濃水pH 7.3～8.3，色度32倍，COD質(zhì)量濃度45.7～97.9mg/L，可(kě)直接排放。膜系統穩定運行期間，RO産水pH在7.4～7.9，電(diàn)導率則在50～200μs/cm，平均脫鹽率可(kě)達98.2%;總硬度2～10mg/L，平均去除率為(wèi)89.2%;總堿度25～65 mg/L，平均去除率為(wèi)95.0 %。

4、總結：

印染廢水已經對我國(guó)水環境構成嚴重威脅，随着人們環保意識的增強，印染廢水深度處理(lǐ)和回用(yòng)越來越受到政府的關注。 針對印染廢水深度處理(lǐ)的單一技(jì )術較多(duō)且各具優缺點，但均難以達到排放及回用(yòng)标準，要根據印染廢水水質(zhì)的特點，合理(lǐ)選擇和優化組合處理(lǐ)工藝。 膜分(fēn)離技(jì )術是印染廢水深度處理(lǐ)的一個重要研究方向。