印染、印花廢水特點及處理工藝的分析

何海霞

（江蘇響水經濟開發區管理委員會，江蘇 鹽城 224600）

1 印染廢水特點概述

印染工業生產過程包括預處理（退漿、煮煉、漂白、絲光）、染色、印花、整理等環節，每個環節都會產生相應的廢水，印染廢水就是這些過程廢水的混合產物（不包括漂白環節廢水）。印染環節中所使用的助劑、染料、漿料往往使得廢水色度高、可生化性差、含有油脂狀物，部分新型化工材料可能導致印染廢水中含有有毒的苯類化合物、重金屬鹽類物質等，新型清洗劑的使用是導致印染廢水氮磷元素含量提升的原因，這些因素疊加起來使得印染廢水的成分復雜、處理難度大、成分變化幅度大。

退漿廢水屬于印染廢水中水量較小的部分。退漿廢水中包含各種漿料、漿料分解物、纖維屑、各種助劑等成分，水體整體呈強堿性，pH值可達到12。不同布料退漿過程產生的上漿成分不同，可生化程度不同。棉布等布料退漿后的上漿成分以淀粉為主，這類上漿的COD、BOD5值較高，可生化性較好；滌棉等織物退漿后的上漿成分以聚乙烯醇為主，這類上漿的COD值較高，BOD5值較低，可生化性較差。兩類不同的退漿廢水需要不同的處理工藝。

煮煉廢水屬于印染廢水中水量較大的部分。煮煉廢水中包含各種纖維素、蠟質、油脂、表面活性劑等成分，水體整體呈強堿性。煮煉廢水是印染廢水中水溫較高的一部分，水體色度較高，肉眼觀看呈現褐色。

絲光廢水屬于印染廢水中水量非常小的部分。絲光廢水通常含有較高濃度的氫氧化鈉，經過多次濃縮回收氫氧化鈉后水體仍然呈強堿性。絲光廢水中COD、BOD5值較高，且懸浮物含量較高。

染色廢水屬于印染廢水中水量較大的部分。染色廢水中包含漿料、染料、助劑、表面活性劑等成分，整體呈強堿性。染色廢水的水質與企業生產過程中所使用的染料有很大關系，染色廢水含漿料、染料、助劑、表面活性劑等，COD值較高，BOD5值較低，可生化性較差。

印花廢水同樣屬于印染廢水中水量較大的部分。印花廢水中不僅包含印花環節排出的廢水，還包括印花后清洗環節的廢水。印花廢水中含有漿料、染料、助劑、皂液等成分，整體呈強堿性[1]。印花廢水COD、BOD5值較高，可生化性較好。

印染企業的廢水排放量巨大，目前我國每年紡織類廢水的排放量超過9億噸，其中80%以上是印染廢水[2]。想要滿足如此大體量廢水的處理，需要大容量的處理池和高效的處理工藝。傳統的城市污水處理體系中是采用所有廢水混合后再處理的方式，想要完成印染廢水的處理難度很大，印染廢水處理需要在每個環節末端根據廢水特點進行預處理，然后統一收集到調節池中等待處理，這樣才能盡可能提高出水水質，使其滿足印染廢水排放標準。與廢水處理領域相比，印染廢水想要處理到回用水平需要更低成本、高去除率的處理工藝，目前還沒有很好的解決辦法。[3]

2 印染廢水處理工藝分析

2.1 印染廢水物理處理工藝

吸附法是最常用的印染廢水物理類處理工藝。物理吸附法通常利用多孔物質吸附、截留、過濾廢水中的污染物，常用的吸附劑包括活性炭、高嶺土、活性硅藻土、煤渣等，這些多孔物質的粉末、顆粒都可以形成過濾吸附的基床。目前，國內外最常用的吸附劑還是活性炭，這是一種對染料有很好處理性能的多孔物質。活性炭是一種對溶解性有機物、COD、BOD5處理效果優秀的吸附劑，應用水溶性染料的印染廢水中應用吸附劑作為三級處理能夠有效控制出水水質，且對COD、BOD5的去除率分別為63%和92%。但活性炭的吸附能力也是有限的，如果廢水中BOD5的值在200 mg/L以上，會加速對活性炭的消耗，提高印染廢水的處理成本，因此不建議應用活性炭進行物理吸附。除活性炭外，高嶺土也是一種可用的物理吸附劑，經長鏈有機陽離子處理后的高嶺土具備吸附黃色直接染料的能力，但由于使用面較窄而使用范圍不廣；活性硅藻土、煤渣也是可用的物理吸附劑，且屬于成本較低、能夠有效降低廢水色度的吸附劑，但問題是后續會產生大量的固體廢棄物，對環境友好程度有限。目前，國內外研究人員正在開發陰陽離子吸附劑，分別針對陰離子染料或陽離子染料進行去除，且這樣的吸附劑能夠在強堿性水體中發揮更好的作用，能夠幫助廢水處理環節省去酸堿性調節的步驟。

2.2 印染廢水化學處理工藝

在印染廢水處理過程中，常用的化學類處理工藝主要指混凝法、氧化法。混凝法多指混凝沉淀法和混凝氣浮法，氧化法多指臭氧氧化法和光氧化法。

2.2.1 混凝處理工藝

在印染廢水的處理過程中，無論是混凝沉淀還是混凝氣浮，所采用的混凝劑成分大多以鋁鹽、鐵鹽兩類為主，其中吸附性能較好的是以堿式氯化鋁（PAC）為代表的鋁鹽，而成本更低的是以硫酸亞鐵為代表的鐵鹽。混凝處理工藝常用于處理親水性較差染料產出的印染廢水，針對這類廢水，混凝劑的脫色質量和效率比較優秀，遇到親水性染料時混凝劑的脫色效果較差。混凝處理工藝擁有操作簡單方便、投資成本低、占地面積小的優勢，也存在運行成本高、混凝固廢產量大、適用性相對較低的劣勢。

2.2.2 氧化處理工藝

在印染廢水的氧化處理領域中，目前比較常用且常見的還是臭氧氧化法。臭氧作為氧化劑時，除對涂料、還原染料、硫化染料以外的溶于水染料效果比較好，脫色效率最高可達80%。利用臭氧進行氧化過程中，若采用間歇投加的方式，能夠有效降低對臭氧的用量，降低幅度接近17%；若采用隔板設計進一步減小反應空間，能夠進一步提高臭氧的氧化效果，降低對臭氧的用量。臭氧氧化法存在成本較高的問題，臭氧需要現用現制，制取臭氧的設備和材料成本較高，且需要持續耗電，大面積應用時的能耗較大。因此選擇使用涂料、還原染料、硫化染料的印染企業，不建議使用臭氧氧化進行廢水處理。

光氧化法是一種利用紫外線+氧化劑來實現廢水凈化的處理工藝，主要凈化原理是氧化分解廢水中的有機物，因此在可生化性較差的廢水中處理效率比較高，可作為常規生物處理法的替換工藝或后續深度處理工藝。但光氧化法的投資成本、運行成本、電耗都比較高，且這項技術還屬于一種新技術，成熟度有限，尚未進行大面積應用。

2.3 印染廢水的生物處理工藝

生物類處理工藝主要是通過為微生物創造好氧、厭氧環境，引導硝化細菌、反硝化細菌等微生物對廢水中有機物進行分解，從而實現對廢水的凈化。常見的生物處理工藝包括接觸氧化法、生物轉盤等形式。

目前，我國已經應用的生物類處理工藝為厭氧好氧生物炭接觸氧化工藝，印染廢水通過調節池調節后依次進入厭氧池、好氧池和生物炭池。印染廢水在調節池停留時間為8～10 h，在厭氧池停留時間為3～5 h，在好氧池停留時間為6～8 h，在生物炭池停留時間為1～2 h。

厭氧池是厭氧好氧生物炭接觸氧化工藝中十分重要的一環，對印染廢水的溫度、酸堿度、有機負荷等有較高的要求，因此，需要在調節池中對高溫廢水進行冷卻，對呈強堿性的廢水進行加酸調節，使其滿足厭氧微生物的生長所需，具體pH值需要根據所選擇的菌種需求確定。在厭氧池中，微生物主要負責對印染廢水進行脫色、去表面活性劑、去COD，當廢水在池中停留5～6 h時色度去除率接近70%，表活去除率幾近80%，但COD的去除率僅為40%，后續的停留時間是為了爭取盡量去除COD。

好氧池中主要進行生物接觸氧化，池中安裝軟性填料，微生物附著在填料上形成生物膜結構，不斷攔截印染廢水并在好氧環境中對廢水中的有機物進行利用和分解。隨著填料表面的生物膜老化脫落，會形成一定量的污泥被回流到厭氧池中，被厭氧微生物消化，一方面補充厭氧段的污泥量，一方面實現污泥減量，實現整個生物處理工藝的污泥平衡。好氧段主要處理的是印染廢水中的有機大分子染料、助劑等物質，對COD的去除可超出90%，BOD5的去除可達到92%。

生物炭池主要進行生物活性炭吸附處理，一方面利用活性炭吸附廢水中的污染物，另一方面利用活性炭表面和孔洞中的微生物對吸附的污染物進行進一步分解，實現對印染廢水的深度凈化。在具體應用過程中發現，當印染廢水的COD低于600 mg/L時，厭氧段容易出現污泥虧損，需要定期補充，當COD在800～1 000 mg/L范圍時，污泥基本達到平衡，不僅能夠保證出水符合國家級標準，還能夠實現污泥零排放。

3 結論

在我國，印染廢水年排放量超過7億噸，排放量大、成分復雜，其中包含大量的助劑、染料、漿料成分，色度高、毒害程度高，成分變化幅度大，加大了印染廢水的處理難度。根據印染廢水的不同特點，需使用不同的處理工藝，文章中介紹的處理工藝，各有優劣，具體應用還需要根據實際情況選擇。