印染廢水深度處理及回用技術探討

陳虹霖

（杭州環保科技咨詢有限公司 浙江杭州 310000）

引言

印染廢水成分復雜，處理難度較高，如化纖類織物以及混棉類織物，這些織物使用漿料以及新型助劑完成固色保色，很難進行自然降解，因此使用完畢后會化為有機物融入印染廢水中，增加印染廢水處理的難度。而相關數據表明，我國現有的廢水處理系統有效處理率已下降至45%左右，其系統處理的可回收利用的廢水量遠遠不能補足我國農業灌溉用水需求量，使我國農業發展受到了嚴重影響。因此，我國可以采用物化處理及生化處理雙重結合的方式對印染廢水進行深度處理，使印染廢水達到排放標準及重復利用標準，并通過綜合治理，設置廢水回用方案，強化開發膜集成技術，有效處理印染廢水及回收再利用，不僅可解決印染廢水污染問題還能緩解水資源短缺的現狀。

1 印染企業廢水特點分析

1.1 數量較為龐大

我國已知的印染廢水排放量，其織物以及排放廢水的比例為1:150～1:200。其中，部分發達城市，如北、上、廣、深比例上升至1:200 ～1:400。按照國際排名，我國紡織工業廢水排放量為全球第6 位。

1.2 成分較為復雜

印染廢水的成分不僅包含了一定數量的染料，還含有未反應助劑以及反應后生成物以及相應織物上的部分脫落物。這些物質通過化驗檢測得知，有一定毒性，如重金屬含量超標，嚴重影響人體健康（致癌、致畸）。

1.3 變化性較高

印染廢水中的成分組合、性質等較容易改變，具有差異性。如，印染廢水中的污染物質易受時尚變化、季節變化、供應商迭代等因素影響發生改變。為了滿足這些需求，印染企業就需要使用不同的染料處理不同種類的織物，導致印染廢水中的成分具有一定的差異性。

1.4 治理困難

印染廢水治理難度較高，屬于所有工業廢水中最難治理的一種。我國目前技術經濟雖然趨于成熟，且印染企業采用的廢物處理方法符合排放要求。但要想達到真正有效地排放還比較難，糾其原因是印染廢水有機物質易分解成較小物質，而這些分解產生的物質又很難控制，因此難以進行集中掌控，易對環境產生一定程度的負面干擾。

1.5 經濟負荷較重

現有的印染廢水處理工藝占地面積較大，且投資成本較高。按照要求，印染廢水治理后需要達到二級排放標準，而治理費用與城市自來水價格有一定的關聯，若要達到廢水回用的需求，其投放成本較高，因此實際運作困難。印染廢水的水質由于采用的纖維種類和加工工藝的不同，其污染物組分差異很大。一般印染廢水pH 為6～10，CODcr為400～1000 mg/L，BOD5為100～400 mg/L，SS 為100～200 mg/L，色度為100～400 倍，但當印染工藝及采用的纖維種類和加工工藝變化后，廢水水質將有較大變化。如，當廢水中含有滌綸仿真絲印染工序中產生的堿減量廢水時，廢水的CODcr將增大到2000～3000 mg/L 以上，BOD5增大到800mg/L 以上，pH 達11.5～12，并且廢水水質隨滌綸仿真絲印染堿減量廢水的加入量增大而惡化。當加入的堿減量廢水中CODcr的量超過廢水中CODcr的量20%時，生化處理將很難適應。

我國目前印染企業排水退漿廢水水量較小，但污染濃度較高，廢水中包含了分解物、纖維碎屑，因此廢水酸堿度呈現堿性，pH 為12，數值較高；煮煉廢水水量較大，污染物濃度較高，包含了纖維素、果酸、蠟質等，這些物質溶入水中會導致水呈現強堿性，水溫較高；漂白廢水的水量較大，但造成的污染程度較輕。因此，印染行業是耗水大戶，是我國重點整治的污染行業之一。在后續，我國要了解印染廢水現狀，制定相關政策，規避制約因素，深度處理好印染廢水并使其能達到回收利用要求，為水資源短缺問題提供一條行之有效的解決路徑。

2 印染廢水回用標準

印染廢水回用通常有2 種使用方法，一是不參與企業生產，僅用于維持企業日常清潔，如沖洗廁所、沖洗地面等，實現廢水循環再利用；二是進入生產工序，用于完成染色后的初次漂洗。由于印染企業對于水質要求有一定的差異，漂洗、染色等過程的水質要求如表1 所示，因此根據不同回用方法，水質要求可從SS、COD、色度、pH、Fe、Mn、透明度等方面進行分析。

表1 印染企業廢水不同回用方式部分水質要求

3 印染廢水深度處理及回用技術分析

印染廢水若未經處理排放，必然會對周圍生態環境產生影響[1]；若未達到回用標準，貿然回用也會對印染企業的生產工序產生干擾。主要為有機物污染積累與無機鹽積累，有機物積累會導致廢水處理系統無法運行，而無機鹽積累會使污水排出系統堵塞。因此，降低廢水污染，滿足環保需求，結合廢水處理的標準要求，解決印染廢水處理目前存在的一系列問題非常重要。由于印染廢水深度處理費用比常規處理費用更高，對于發展規模較小的印染企業不適宜，同時隨著市場發展，印染企業為了保障產品質量，使用新型化學纖維、染料、印染技術等，雖然滿足了消費者的使用需求，但這些新型染料包含了大量的難降解有機物，導致印染廢水的可生化性進一步降低[2]，必須采用合理的技術對印染廢水進行深度處理，達到回用要求后才能進行循環使用。

3.1 物理處理聯用技術

物理處理聯用技術，主要包含過濾技術及膜分離技術。物理技術多采用吸附、過濾、反滲透、離子交換等方式，對廢水進行初步處理。如，過濾技術可以通過沉降、攔截、吸附等功能，使用的材料包含但不限于硅藻土、活性炭、二氧化硅、纖維玻璃球等[3]。紡織廠采用的過濾技術一般將漂洗用水進行初次以及二次過濾，在初次過濾中，通過一段時間沉淀后，其污水中的40%物質將會被沉淀。60%～70%的物質繼續溶于水中，進行二次沉淀。通過沉淀處理后，可以用于生產車間地面沖洗等日常用水。膜分離技術是利用高分子薄膜將其作為介質，對廢水中的重金屬進行截流，是一種有效的分離技術。膜分離技術按濾膜孔徑的大小，分為了微濾、超濾、納濾、反滲透等，可根據廢水的實際污染情況選擇對應的廢水深度分離技術。膜分離技術可以強化廢水自身的實用性，操作維護較為便捷，有利于實現自動化控制，但投資成本較高、膜使用壽命較短。同時，在使用前，還需要使用機械或化學方法去除雜質，影響膜分離技術在實際工程中的應用[4]。

3.2 生物處理聯用技術

生物處理聯用技術，突出“生物”以及“聯用”功能。使用生物以及吸附過濾聯用技術，通過生物碳活性方法，能夠達到理想的處理標準。如，活性炭與生物相結合，可以利用活性炭空隙較多的特點富集微生物，對水中的有機物進行分解，并利用有機物維持微生物的生命活動，具備重復使用的優勢；微生物能夠使活性炭的吸附功能得到提高，延長活性炭的使用周期[5]。通過數據研究發現，使用生物炭活性法能夠增加水中有機物去除效率，并保障廢水出水水質，且水中的有害物質可以被微生物轉化為硝酸鹽，減少氯化投放量；去除水中可生化有機物以及無機物，保障廢水處理標準有穩定性。另外，對制絲廢水處理技術進行分析，制絲廢水使用生物接觸氧化池、生物碳塔、回收、吸附、過濾，其廢水可達到二次利用的效果。該廢水不僅可以用于沖刷印染企業工作場地，還可投入生產流程進行初次漂洗[6]。

3.3 氧化處理聯用技術

氧化處理聯用技術分為光化學氧化法以及臭氧氧化法、電化學氧化法等。

3.3.1 光化學氧化法

光化學氧化法可以在化學氧化以及光輻射的共同作用下，滿足廢水處理的純凈要求。以紫外線為輻射源，以氧化劑作為激發氧化酶劑，使二者能夠產生自由基，去除水中的微生物以及有機物。該處理方法可以提供足夠的反應時間以及適宜條件，使有機物完全礦化，在處理印染廢水時，脫色率可高達95%以上，部分廢水脫色率甚至達99%，且不會對后續水洗產生質量影響[7]。目前該處理方法尚處于摸索應用階段，但由于運行成本較高，很難大規模的應用至印染廢水處理過程。

3.3.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法能夠產生消毒殺菌作用，使大分子有機物分解為小分子有機物，且臭氧可通過氧化無機物、有機物、脫色等完成凈化，去除水中的鐵、錳、無機物以及多種有機物，降低COD、BOD。該處理方法殺菌的作用機制是利用臭氧滲入生物的細胞壁，影響生物細胞壁之間的物質交換，從而使硫化物基因活性降低，使微生物的有機體遭到破壞，失去活性。數據研究表明，臭氧氧化法在處理高鹽水時，能夠使循環使用，處理后的水質脫色效果較好，可滿足工業重復使用要求。

3.3.3 電化學氧化法

電化學氧化法能夠在印染廢水深度處理中得以應用，發揮出獨特的電化學氧化優勢，完成電氣電解、殺菌等。電化學法最初用于廢水二級處理，能夠保障廢水自身的可生化性。后因注意到電化學氧化法有獨特的應用優勢以及發展潛力，其占地面積較少，操作靈活便捷，因此在廢水深度處理中進行了大規模應用。據相關數據顯示，應用電化學氧化法處理廢水，我國每年可節約用水60萬t，節約用水和處理廢水費用節約141萬元，有極佳的經濟效益。

3.4 組合工藝處理技術

使用組合工藝處理技術，對水質有高兼容性。采用“臭氧-BAF-一體化裝置+膜系統”組合工藝，能夠起到優良的攔截吸附效果，同時凈化膜系統進水水質滿足印染企業的廢水回用要求，降低廢水存在的污染因素。

4 印染廢水深度處理回用發展方向

4.1 重視推廣綜合治理

大力強化印染廢水綜合治理，發揮環保優勢，在進行印染企業廢水處理時，要本著“清潔、生產、利用”理念，從源頭入手，實現以廢治廢、綜合治廢目的。印染廢水進行綜合治理，削減污染物的排放量，鍋爐廢水與煙氣道粉煤灰接觸，實現除塵效果；處理后的廢水用于染色、印花初次漂洗，其色彩牢固度與使用自來水漂洗相比無基本差異。

4.2 推行開發膜集成技術

膜分離技術是未來印染廢水處理的重要方向，也是最具效率的途徑。通過研究表明，不同膜分離技術相結合，能夠產生優良的凈化效果。目前，膜集成技術包含但不限于膜生物反應器、MF/UF/RO 集成系統、抗污染反滲透復合膜等，這些都可以起到脫色、脫脂、除鹽等標準，使廢水得到深度處理，變為軟水實現回用。在處理日常生產廢水時，使用聚合鋁作為混凝劑，可以防止廢水中的固體以及膠體顆粒出現二次污染。同時，無需添加任何化學物質，也可以滿足陶瓷膜化學清洗周期，達到循環利用的特點。開發出最有效的工藝組合形式，降低污染問題，保護周圍環境。此外，膜分離技術與電化學法、催化氧化技術等結合，也是未來印染廢水處理的主流研究方向。

4.3 優化廢水回用方案

對印染廢水回用方案進行優化，滿足廢水回用方案要求。在水量及水質的優化中，結合不同的工藝單元完成技術處理，使處理后的廢水達到回用要求。考慮回用水質的差異性，廢水回用方式主要有2 種，即一是按照最嚴格的水質凈化要求，使廢水能夠參與工業生產流程；二是按照最大的排放要求對水質進行過濾，達到重復排放要求。另外，考慮廢水優化原則，按照企業自身的經濟現狀選擇最合理的回用方法。通過研究表明，對于印染生產用水量較大的雜用水或部分冷卻用水，僅需要對印染廢水進行2 ～3 次過濾處理，就可以達到工藝技術要求，回用到印染生產的雜用和冷卻用水中。此外，也可以將部分未回用水以及已處理的廢水（已參與工業二次生產）進行配合使用，用于完成工作場地清潔使用。

結語

綜上所述，印染廢水處理必須要滿足經濟效益與環境效益的雙重目的。隨著環保力度增加，印染企業必須重視清潔生產，完成環保原料的使用以及生產工藝的改進，減少污染物產生，降低印染廢水處理的難度。而印染廢水回用，以排放達標為前提，印染企業要在保障印染質量不受影響的前提下，使廢水達到適度回用的標準，同時將不能回用的廢水處理達到廢水排放標準后再進行排放，降低印染廢水對周圍的不良影響。另外，在印染廢水深度處理中，還可將傳統工藝與新型技術相融合，使工藝技術滿足廢水高環保、高節能的優勢，解決印染廢水環境污染、緩解水資源不足等問題。