淺析印染廢水處理工藝現狀

劉 忠 張蘭翔

（1.河南源通環保工程有限公司，河南 開封 475000；2.開封縣環境保護局，河南 開封 475100）

據不完全統計，2010年中國的紡織印染行業廢水排放量在全國工業廢水的比重約為11.5%，排名第三位，總共24.5億噸，其中印染廢水占80%，排放量 19.6億噸左右，每天的排放量為 5×106～6×106噸，印染廢水是加工各種紡織材料為主的印染廠排出的廢水。它的特點是排放量大，成分復雜，水質波動范圍大。印染廢水主要的污染物包含有染料，添加劑、油劑、酸堿、纖維雜質和無機鹽等。同時國家頒布實施《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287-2012)，對印染廢水治理提出了更高的要求，而且隨著水資源管理越來越嚴格，提高水資源利用效率也是企業發展的重要任務。國家還出臺了《紡織染整工業回用水水質標準》(FZ/T-01107-2011)，指導紡織染整工業加強廢水的回收利用。

隨著我國環境保護力度加大，排放標準提高，必須要對印染廢水進行深度處理，一是實現提高排放標準后的穩定達標排放，二是滿足資源化利用的水質要求，三是最大限度削減有毒有機污染物、保障環境安全。這對緩解水資源危機、實現印染行業可持續發展具有重大的現實意義。

1 印染廢水的危害

含有較多能與水分子形成氫鍵的磺酸基、羧基、羥基基團的活性染料和中性染料能全溶于廢水中；不含或少含磺酸基、羧基等親水基團的染料分子以疏水性懸浮微粒形式存在或膠體存在，即使濃度低于1mg/L,在水體中也會有強的顏色感，它們能吸收太陽光線，從而降低水體的透明度，并且消耗水中大量溶解氧，影響水生生物的生長，破壞水體自凈能力，同時也會造成視覺上的污染；毒理學（死亡率、遺傳性、誘變、致癌性）研究表明，染料的急性毒性雖然較低，但慢性毒性強，如偶氮染料發生裂解形成毒性更強的芳香類物質，與DNA和RNA結合，引發誘變及致癌（如膀胱癌），其苯環上的氫被硝基、胺基等取代以后形成的芳族胺類化合物、芳族硝基化合物等多苯環的取代化合物，毒性都較強。總的來說，染料雖不像農藥那樣具有很強的急性毒性作用，但是，無論在偶氮染料、蒽醌染料，還是在三苯甲烷染料中都已發現具有致突變性和致癌作用的品種，對人類健康及水生生物的生存造成威脅。有些染料還含有重金屬，如砷、鋅、鉛等，這些重金屬離子不能夠被去除，自然環境中可以長期存在，并且會通過食物鏈等不斷傳遞比如1956年日本發生的 “水俁病”，給人類帶來巨大的災難和痛苦；印染廢水中有機質含量比較高，成分復雜，雖然這些成分可能相對人體無害，但對環境會有很大的威脅，比如過量的氮磷排入天然水體，會引起湖泊、河流等水體的富營養化，造成水質惡化，威脅生態環境，同時也加劇了日益嚴重的水危機，因此對印染廢水進行經濟有效的處理，走可持續發展道路是當今環保領域也是人類自身所面臨的重大問題。

2 印染廢水主要特點

印染廢水主要具有以下兩個特征：

（1）印染廢水的色度較高，有機物含量很大

由于在印染加工中大量使用了各種不同的染化料，這些染化料因為自身特性等原因不可能全部被利用，會有相當一部分被帶入廢水中，使得廢水的顏色深。印染廢水中的色度和有機物是印染廢水中最主要的污染物，也是工程治理的重點和難點。

（2）水質變化比較大，pH值變化比較大

有些印染企業排放的全部為印染生產廢水，而有些企業排放的廢水中則含有工廠內的部分生活污水，致使其廢水水質處于經常變化之中。另外，印染廢水的水質還與織物品種，選用的染料和助劑等多種因素相關，水質也隨之變化。不同工藝和染料對適用pH的要求不一樣，故印染加工中所排放廢水變化較大。

3 印染廢水處理的難點

色度和難降解有機物的去除這兩部分是印染廢水處理中的突出問題。1980年以前，我國的印染廢水很容易被生物降解，一般COD不會超過800mg/L，通常使用生物處理和物化法相結合的工藝來降解印染廢水，處理后的污水COD、色度等指標都可以達到排放的標準。但20世紀80年代以后，印染廢水的各項指標有了非常大的改變。即使過、混凝、吸附等物化工藝有很多的優點：如需要的設備少，易于操作和方法研究較多，然而它們僅僅是把污染物由液相移動去了其它的相內，不但沒有把難降解的有機物質全部去除，還要使用大量的化學藥品，而且會產生許多的廢物和導致再一次的污染；即使生物處理的方法可以大大去除印染廢水容易生物處理的那部分污染物，但是處理有毒和不易降解的污染物的效率是非常低的。綜上所述，使用一種工藝是不可能讓處理后的印染廢水符合目前排放標準的，現在國內大部分的印染廠都采用生物處理的方法來治理印染廢水，這是因為它的去除效果好而且低廉的成本，并聯合物理和化學方法共同使用來使印染廢水穩定達標。

4 印染廢水處理的現狀與展望

常用的印染廢水處理技術主要分為物理化學法與生物法兩類，物理化學法主要包括篩濾、沉淀、混凝、化學氧化等，常用的物理方法包括吸附，離子交換，混凝，膜分離技術等，常用的化學方法通過添加化學氧化劑如 O3、H2O2、ClO2等，將印染廢水中染料和有機大分子氧化分解從而達到去除色度和COD的目的。生物處理方法利用微生物的代謝作用，降解廢水中溶解、膠體狀態有機污染物，主要包括厭氧法和好氧法兩大類。印染企業生產品種和生產工藝多種多樣，廢水處理難度大，單一的處理方法很難達到排放標準要求，需采用物理化學、生物等多種方法組合工藝，生物法主要去除廢水中的COD、BOD、氨氮、總氮等，物化法主要用于脫色、去除廢水中的懸浮物、總磷及不可生物降解COD等。

目前國內的印染廢水處理手段以生化法為主，有的還將化學法與之串聯，國外也是基本如此。由于近年來化纖織物的發展和印染后整理技術的進步，使PVA漿料，新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，給處理增加了難度"原有的生物處理系統COD去除率大都由原來的70%下降到50%左右，甚至更低。色度的去除是印染廢水處理的一大難題，舊的生化法在脫色方面一直不能令人滿意。此外PVA等化學漿料造成的COD占印染廢水總COD的比例相當大，但由于它們很難被普通微生物所利用而使其去除率只有20%～30%，針對上述問題近年來國內外都開展了一些研究工作，主要是新的生物處理工藝和高效專性細菌以及新型化學藥劑的探索和應用研究。其中具有代表性的有：厭氧一好氧生物處理工藝、高效脫色菌和PVA降解菌的篩選與應用研究。

高效脫色混凝劑的研制等生物處理法目前仍是國內外主要的印染廢水處理方法，我國生物處理法中以表面活性污泥法和接觸氧化法占多數，此外，鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉盤法等也有應用，生物流化床尚處于試驗性應用階段，生物處理法的不足之處在于脫色效果不佳，并且隨著廢水排放標準的提高，要求出水的有機物的濃度越來越低，而在較低有機物濃度的環境中，微生物因缺乏營養物質難以生存，因此生物法必須與其它方法進行組合才能取得令人滿意的效果。

隨著紡織工業新產品和新技術的開發，印染廢水中水溶性染料、活性染料和化學漿料的數量和種類不斷增加，如大量的聚乙烯醇PVA等，染料的抗分解，抗生物降解性增強，從而導致印染廢水可生物降解性能下降，因此選育及應用優化脫色菌和PVA降解菌開始引起人們的關注選育和培養出各種優良脫色菌株或菌群是生物法一個重要的發展方向。

紡織印染工業的迅速發展，給我國水環境帶來了巨大的壓力。廢水中殘存的染料組分,即使濃度很低，排入水體也會造成水體透光率和水體中氣體溶解度的降低，會影響水中各種生物的生長，從而破壞水體純度和水生生物的食物鏈，最終將導致水體生態系統的破壞。因此，印染行業的廢水治理問題，己成為當今亟需解決的一大難題。

［1］林琳,劉高峰.2011/2012 中國印染行業發展報告[J].印染,2012,37：48-51.

［2］張利民,夏明芳,張磊,王春,劉偉.太湖流域有機毒物污染現狀與控制對策[J].環境科技,2008,21：16-20.