印染行業堿減量廢水治理現狀與對策研究

陳成廣 駱阿明 宋江平 黃洛佳

(1. 紹興文理學院元培學院，浙江 紹興 312000；2. 紹興眾聚環保科技有限公司，浙江 紹興 312000)

0 引言

紡織行業中常利用高溫和較濃的燒堿液來處理滌綸織物以提高其柔軟性和舒適性，稱之為堿減量工藝，然而這種工藝易產生污染嚴重的廢水，其特征污染物主要是對苯二甲酸的鈉鹽[1]。堿減量廢水往往存在高pH 值(＞12)和高CODcr 值(＞8000mg/L)的特點，其對廢水CODcr 總量的貢獻率在45%以上，并且含有的高濃度對苯二甲酸和聚酯低聚物給生物處理帶來了困難[2]。此外，堿減量廢水中還含有過量游離堿，乙二醇，減量過程加入的助劑及織物所夾帶的各類油污及雜質等。因此，探尋適宜的堿減量廢水治理措施勢在必行，且具有環境和經濟雙重效益。

1 堿減量廢水處理的現行技術

基于治理費用與實施成效考慮，堿減量廢水現行處理技術通常是采用物化和生化組合的處理工藝，即先對其進行物化預處理，加強酸使廢水pH 值至3～5時將其中的對苯二甲酸鈉反應為對苯二甲酸并濾除，這不僅降低了廢水CODcr 值，也提高了可生化性，濾液再與印染過程中其他工藝產生的廢水混合進行后續生化處理。整個處理工藝的關鍵在于選擇合理的物化預處理方法，因為附帶產生的粗對苯二甲酸是制造增塑劑、合成聚酯樹脂、合成纖維等的化工原料，對其進行資源化回收，不僅能實現堿減量廢水的生化處理，也是企業實現循環經濟的重要途徑。目前物化預處理方法主要為直接酸析法、混凝酸析法、膜濾酸析法等。

1.1 直接酸析法

直接酸析法操作流程簡單、條件易于控制，往堿減量廢水中直接加酸調節pH 值使其降至5以下，便開始有對苯二甲酸白色不溶物產生，但反應時間、攪拌速度、酸投加量等均會影響析出速率[3]，而且形成的對苯二甲酸粒徑較小，難以沉淀，工業上常用板框壓濾方式加以分離，如圖1所示。

直接酸析法用酸中和了堿減量廢水中大量存在的堿，其缺點也是明顯的，沒有科學的對堿進行回收再利用，造成較大的堿水資源浪費。此外，得到的對苯二甲酸一般純度較低，產品附加值不高，并且酸析時投加大量廉價或添錢的工業廢硫酸，甚至使用廢鹽酸和硝酸，一些易燃易爆的化合物隨之帶入了印染廠內，這既造成了新的污染及后續廢水處理難度的增加，又存在著安全生產事故的隱患。

圖1 對苯二甲酸不溶物

1.2 混凝酸析法

混凝酸析法預先通過投加特定的化學藥劑，如鋁鹽、鎂鹽等無機鹽類或聚丙烯酰胺等高分子物質，利用吸附電中和、網捕及架橋等作用，聚集堿減量廢水中微粒雜質，結團形成較大絮體顆粒后可采用重力沉淀、溶氣氣浮或離心等方式脫除，清夜再進行酸析法處理，如圖2所示。

圖2 絮體重力沉淀與溶氣氣浮的脫除方式

混凝對堿減量廢水具有脫色和去除懸浮物的作用，并且一定程度上調節廢水pH 值，這既能提高后續酸析法處理獲得的對苯二甲酸的純度，也可進一步降低廢水CODcr 值。經本文作者研究發現，混凝酸析法處理后對苯二甲酸純度最高可達95%，廢水CODcr 值下降75%以上，減輕了末端生化處理的負荷，最終實現廢水穩定達標排放。因此，混凝酸析法可作為堿減量廢水物化預處理的一種有效技術，但需綜合考慮混凝藥劑的實施效果及投加成本，如使用硫酸鋁混凝后形成的氫氧化鋁會部分溶解并懸浮于強堿溶液中，沉降困難。

1.3 膜濾酸析法

膜濾技術主要基于不同物質的分子尺寸差異，使用相應孔徑的膜實現選擇性的截留，其具有能耗低、無二次污染、廢水可回用等優點。根據操作壓力及膜平均孔徑的不同，可用于堿減量廢水處理的膜濾方式通常包括微濾、超濾、納濾和反滲透等，其中納濾截留對苯二甲酸鈉的能力要明顯優于超濾，但兩者均不能有效截留乙二醇[4]。因此，膜濾酸析法是先利用不同孔徑膜的組合工藝將堿減量廢水中聚酯低聚物和懸浮雜質等除去，截留形成對苯二甲酸鈉濃縮液，再進行酸析法處理。

膜濾酸析法能有效降低堿減量廢水CODcr 值，并實現粗對苯二甲酸的進一步提純，但在實際應用中也存在諸多問題，如隨預處理時間延長，廢水中污染物易堵塞孔道，致使膜通量變小，造成過濾效果變差，這也增加了膜清洗的難度及成本。此外，膜材質影響其使用壽命，目前在堿減量廢水處理中較多采用耐酸堿、耐高溫的無機陶瓷膜，但其價格貴并存在膜污染問題，故可考慮將膜處理與其他化學處理技術相結合以解決技術經濟難題。

2 堿減量廢水處理中存在問題

2.1 企業的節能減排措施不全面

堿減量廢水占印染廢水總排放量的比例一般不超過10%，企業普遍對這類廢水處理重視力度不足，在廠區整體廢水處理工程規劃設計時未單獨鋪設管路對其進行收集，有的與退漿水相混合，這增加了治理的難度，也不利于從中進行對苯二甲酸的回收利用，同時，在染整的前處理中燒堿和水的使用量較大，而在堿減量廢水處理時又無實施堿水回用，資源浪費嚴重，不利于節能減排。此外，部分印染企業對廢水處理采用粗放的管理方式，完全委托給第三方進行運營，且未準確掌握其運行條件，存在著紡織產品更換及染料、助劑等投配與廢水處理能力相脫節的現象，容易導致出水水質超標。

2.2 物化預處理方式選擇不合理

印染產品因纖維種類不同，所用染料和助劑類別亦會不同，產生的堿減量廢水中污染成分隨之發生變化，然而各種物化預處理方法都有其適用條件，一些印染企業未合理選擇預處理方法，導致治理效果較差。此外，部分企業能接受的廢水回用成本僅為0.5元/m3，但當前膜分離處理技術成本高于這一水平[5]，因而粗暴地采用直接酸析法，現場操作環境簡陋且未使用正品酸，甚至有企業未進行物化預處理而直接生化的，曝氣池活性污泥對聚酯低聚物和對苯二甲酸的馴化、適應較難，進而影響其生物降解能力。

2.3 政府監管與制度引導不完善

目前我國尚無有關堿減量廢水中回收利用對苯二甲酸技術的國家標準，僅為工業和信息部于2012年7月實施的《FZ/T 01108—2011 回收利用的對苯二甲酸技術要求》紡織染整行業標準，但各地至今仍未統一參照執行，政府對堿減量廢水處理技術的推廣力度也不夠。紡織印染企業主要集中在江浙區域，但地區間在堿減量廢水處理過程的監管及其副產品處置方式的制度引導等方面差異較大，如浙江紹興在粗對苯二甲酸的資源回收利用屬性界定上仍存在爭議，暫允許按可回收再利用資源進行處置但缺乏對其回收質量的有效監控；江蘇吳江則要求按一般污泥固廢進行處置管理，這與以粗對苯二甲酸為化工原料的生產企業的環評資質要求不匹配，無法實現資源化再利用，因此當地企業通常將其直接摻混進印染污泥中鍋爐焚燒或外運處置。

3 相應的解決對策

3.1 提高企業的資源回收意識

節能減排、循環利用是企業實現可持續發展的有效途徑，政府可以通過財政補助或稅收優惠等手段鼓勵企業開展相關技術研究，提高廢水資源回收意識，使企業自覺進行排污管路改造與優化，分流收集堿減量廢水，并開發堿水回用工藝，利用治污獲得一定經濟效益。通常，堿減量廢水中含堿量至少為1.2%，按目前液堿價格約1200元/噸來計算，如果堿水能直接回收利用，則可節約40元/噸的成本。另外，產生的粗對苯二甲酸價值也能抵消成本投入，而且還有較好的利潤，酸析壓濾后的出水還可考慮再用，為企業補給部分用水提高其生產量。

3.2 規范廢水預處理工藝應用

實現堿減量廢水的資源回收利用，需要選擇適宜的預處理工藝。直接酸析法適用于廢水中對苯二甲酸鈉含量高而其他污染成分少的情況，否則應采用混凝或膜濾的前置工藝以預先去除雜質并提高酸析后對苯二甲酸的純度。酸析時建議使用正品酸并采取管道計量加酸或智能加藥方式以保障生產安全和環境衛生，現場操作人員應具備較高的綜合素質且熟練掌握工藝運行條件；混凝處理時應選擇投加成本低、反應時間短、絮凝沉降性能好的藥劑；針對膜處理工藝設備價格較高問題，可考慮采用設備租賃運營以減輕治理經濟壓力。

3.3 強化政府的技術政策支持

鼓勵環保產業組織深入開展堿減量廢水治理現狀及其相關技術的調研，篩選并推薦先進工藝技術，積極收集粗對苯二甲酸回收利用的下游產業鏈信息。地方政府應落實現行技術標準并制定相應政策，鼓勵企業采取合理措施對堿減量廢水進行資源回收，引導其規范開展粗對苯二甲酸的市場銷售，并對回收質量實施全面監控，加大違法處置的處罰力度。同時，扶植以廢水資源回收再利用為主的下游產業，規范環評審批手續，積極搭建交易平臺，把循環經濟作為企業解決污染的突破口和贏利點。

4 結語

紡織染整工業是江浙地區的傳統支柱產業，尤其紹興及周邊區域分布著近200家印染企業，其中有30%左右在滌綸面料前處理時采用了強堿刻蝕部分滌綸纖維的工藝，產生的堿減量廢水污染問題日益受到各級政府和人們的高度關注，如果不解決好這類廢水，印染廠的廢水很難達標排放，甚至有被整頓或淘汰的風險。當前堿減量廢水治理仍存在諸多問題，加強處理技術研究，開展資源回收利用，完善監督管理機制，這對印染企業可持續發展及地區生態環境質量提升具有較好的推動作用。