印染廢水深度處理工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

陶彬彬,何小峰,何江偉,陳寶興

（1.浙江閏土股份有限公司,浙江紹興312000,2.紹興市上虞區(qū)水務(wù)環(huán)境檢測有限公司,浙江紹興312000）

文章首先從印染廢水的特點分析出發(fā)，了解了印染廢水的來源，分析了在化學(xué)纖維織物不斷發(fā)展的環(huán)境下，印染廢水呈現(xiàn)出的性質(zhì)特點。其次，認識了印染廢水深度處理工藝技術(shù)主要有化學(xué)、生物、物理等三類方法，并且通過吸附法、臭氧氧化法、曝氣生物濾池法(BAF)三種方法來具體的對工藝現(xiàn)狀進行分析。最后，文章從開發(fā)分質(zhì)回用技術(shù)、有機融合生產(chǎn)過程和廢水處理、優(yōu)化組合工藝這三個方面來闡述了我國印染廢水深度處理工藝的發(fā)展方向。

1 印染廢水與印染廢水深度處理工藝分析

印染廢水指的是各類紡織印染企業(yè)在預(yù)處理、染色、印花、整理等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的廢水。根據(jù)不同的染色工藝，還可以將其分為印花廢水、染色廢水、整理廢水、漂煉廢水等等。

目前在印染企業(yè)中對于印染廢水有機污染物的處理工藝主要是以生物法為主，但是它無法對色度的去除產(chǎn)生良好效果。因此需要借助物理化學(xué)方法，先利用氣浮、沉淀、吸附等將廢水中的各類沉淀與懸浮狀態(tài)的物質(zhì)分離開來的物理法進行處理，再通過高級氧化法、生物法將難生化降解的有機物以及色度的含量減少到能夠排放以及回用的標(biāo)準(zhǔn)。

在印染過程中種類豐富、用量存在差別的織物、助染劑、染料，使得印染廢水出現(xiàn)了污染物含量高、色度高、水質(zhì)變化劇烈、污染物組成成分差異大的特點，其中印染廢水污染物種類與成分見表1。并且伴隨著化學(xué)助染劑與燃料的快速發(fā)展，在未來會有更多新型的有毒污染物出現(xiàn)在印染廢水中，在很大程度上增加了印染廢水深度處理工藝的難度。同時考慮到印染廢水中難降解的重金屬離子、鹵化物等物質(zhì)難以被處理工藝完全去除干凈，一旦大量的印染廢水被排入到大自然的水體中，這些物質(zhì)就會在土壤、水體中累積，不僅會逐漸破壞生態(tài)的和諧發(fā)展，同時也會影響生物的健康水平，例如鉻、汞等具有毒性的重金屬離子會通過牛羊、魚類、蔬菜等食物鏈聚集在生物的內(nèi)臟器官之中，導(dǎo)致其慢性中毒，甚至能夠威脅到生命[1]。

表1 印染廢水污染物種類與成分表

2 印染廢水深度處理工藝技術(shù)

2.1 物理吸附法

根據(jù)有關(guān)資料可知，物理吸附法是我國當(dāng)前在廢水深度處理中應(yīng)用較多的技術(shù)，它主要是借助吸附劑（主要成分為多孔性固體物質(zhì)）的吸附能力，來有效實現(xiàn)去除部分懸浮物質(zhì)、溶解性有機物以及膠體的目的。并且由于吸附劑作為物理吸附法的重要主體，根據(jù)染料成分的不同，不僅需要在高嶺土、活性炭、硅藻土、工業(yè)爐渣、硅聚合物等不同的吸附劑中進行選擇，還要嚴格控制好吸附過程中的pH 值、吸附時間、吸附溫度等[2]。

其中，活性炭憑借其自身超強的耐腐蝕、抗壓、抗水浸能力以及良好的穩(wěn)定性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于印染廢水物理吸附處理中，并且隨著科學(xué)技術(shù)人員的不斷研究，愈來愈多與活性炭有關(guān)的新型吸附劑被開發(fā)出來。例如，原先活性炭與混凝沉淀的吸附技術(shù)被改良為二氧化氯氧化技術(shù)與磁粉吸附相結(jié)合的工藝，在大大降低處理工藝經(jīng)濟成本的同時，有效減少了印染廢水中的污染物濃度與色度。但是，活性炭的再生效率成為了擴大它自身應(yīng)用范圍的限制問題，因為活性炭在吸附完印染廢水中懸浮污染物后，其重復(fù)利用率會大打折扣，在這一方面仍然需要科研人員進一步的研究探索。

2.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法可以憑借直接反應(yīng)和間接反應(yīng)兩種不同的方式來實現(xiàn)對印染廢水中有機物的氧化。對于前一種方式，臭氧需要在有電流、環(huán)加成的條件下，直接實現(xiàn)與污染物之間的反應(yīng)；而對于后一種方式，臭氧需要在光照、堿性條件下，先形成氫氧根離子，再通過氧化性更強的氫氧根離子來進行污染物的深度去除[3]。

由于臭氧氧化法可以對染料發(fā)色基團造成較強的破壞效果，因此針對印染廢水的脫色處理工藝，一般就會采用該方法，充分消除廢水高色度的特征。但是當(dāng)臭氧在降低印染廢水的芳香度與色度時，需要注意其對于不同的有機物存在較大的選擇性，并且無法具備快速的反應(yīng)速度，從而很難在根本上消除難生化有機物，此時就需要借助間接臭氧氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的氫氧根離子，達到強力處理有機污染物的目的。

2.3 曝氣生物濾池法(BAF)

曝氣生物濾池也簡稱為BAF，它是20 世紀(jì)80 年代在歐美國家所研究出來的新型生物污水處理技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，不僅生物濾池的廢水處理最大規(guī)模能夠達到幾十萬t，同時還可以實現(xiàn)脫氮除磷的功能，逐漸成為了一種生物降解、物理吸附、過濾、資源回用多功能集成的生物膜廢水處理技術(shù)。曝氣生物濾池的主要組成部分為生物反應(yīng)器與顆粒填料，其中表面積比例較高的顆粒填料為生物膜的形成提供了良好載體，從而使印染廢水中有機物元素的去除以及反硝化脫氮等二、三級處理工藝的效率大大提高。

并且借助顆粒填料的物理截留作用、生物濾池中的微生物與反應(yīng)生成的粘性物質(zhì)所具有的吸附作用，使得印染廢水的水SS（固體懸浮物濃度）保持在10mg/L 以下，例如以粉煤灰顆粒作為生物濾池的固定化絮凝劑，對印染廢水中固體懸浮物濃度、色度、化學(xué)需氧量的平均去除率高達96.8%、88.7%、86.09%。同時，因為生物膜的厚度薄、活性高，通過簡單的周期性沖洗就能夠?qū)崿F(xiàn)生物膜的重復(fù)利用，高效、快速的解決了曝氣生物濾池的更新問題；在有氧條件下微生物膜還能夠起到去除部分COD、實現(xiàn)氨氮硝化的作用。曝氣生物濾池法的另一個優(yōu)點體現(xiàn)在生物處理系統(tǒng)發(fā)生故障時，在短時間內(nèi)生物膜不會因為故障而失去作用，相反它的過濾與吸附功能仍然能夠保證廢水較高的處理率[4]。

3 印染廢水深度處理技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 開發(fā)分質(zhì)回用技術(shù)

根據(jù)研究表明，雖然我國的印染廢水在經(jīng)過深度處理之后，在排放標(biāo)準(zhǔn)、回用標(biāo)準(zhǔn)、出水質(zhì)量等方面滿足了要求，但是部分處理工藝成本高、資源回用效率低等問題在很大程度上阻礙了印染廢水深度處理技術(shù)的發(fā)展。因此，印染企業(yè)要結(jié)合實際情況，不斷優(yōu)化開發(fā)分質(zhì)回用技術(shù)，從而在不同的處理階段回用不同用途的水質(zhì)，不僅有利于降低廢水直接排放對生態(tài)環(huán)境所帶來的損傷，同時還能有效的分階段處理印染廢水，充分發(fā)揮出處理工藝的效益[5,6]。

3.2 優(yōu)化組合工藝

廢水處理技術(shù)的組合優(yōu)化能夠?qū)⒆陨淼膬?yōu)點更好的發(fā)揮出來，例如雙層濾料過濾、陽離子交換樹脂軟化、活性炭-超聲波等組合工藝技術(shù)，有效提升了廢水的處理效率。但是，不同的工藝在這組合的過程中也會出現(xiàn)問題，例如廢水中剩余的臭氧就會對樹脂結(jié)構(gòu)的交換形成干擾，不利于污染物去除目的的實現(xiàn)。因此，隨著廢水深度組合工藝的不斷發(fā)展，要科學(xué)研究各技術(shù)之間的協(xié)同與制約，從而采取針對性的方法進行優(yōu)化。

3.3 結(jié)合生產(chǎn)過程與廢水處理

由上文印染廢水的來源可知，上漿、印花、整理等不同的染色工藝會產(chǎn)生水質(zhì)相差較大的廢水，其中部分廢水的污染程度較輕，具有較好的可處理性。例如在織料上漿過程中，主要產(chǎn)生以淀粉為主的退漿廢水，利用物理法即可進行快速處理。因此，印染廢水處理工藝需要與生產(chǎn)過程相結(jié)合，根據(jù)實際產(chǎn)生廢水的特征，做好不同工序的準(zhǔn)備。

總之，對于危害大、組成成分復(fù)雜、種類多樣、處理十分復(fù)雜的印染廢水，印染紡織企業(yè)與工廠要建立好科學(xué)的環(huán)保理念，結(jié)合實際發(fā)展情況充分順應(yīng)環(huán)境的變化，從而通過先進的科學(xué)技術(shù)方法，來完善印染廢水深度處理技術(shù)，優(yōu)化出更加綠色潔凈、便捷高效的工藝手段。同時印染企業(yè)要積極承擔(dān)處理廢液的責(zé)任，根據(jù)不同種類印染廢水的性質(zhì)，嚴謹合理的分析其特點，并且結(jié)合生物、物理、化學(xué)等處理方法的研究與發(fā)展，不斷提高廢水處理效果以及回用率。