印染行業(yè)廢水來(lái)源及水質(zhì)特征

印染廢水中水回用是實(shí)現污染總量控制和節能減排的重要技術(shù)。深圳市水天藍環(huán)?？萍加邢薰究偨Y了印染行業(yè)廢水來(lái)源及水質(zhì)特征;分析了印染廢水中水回用率過(guò)高對企業(yè)經(jīng)濟、產(chǎn)品和污水處理系統的影響，

印染工業(yè)作為中國具有優(yōu)勢的傳統支柱行業(yè)之一，自20世紀90年代以來(lái)獲得迅猛發(fā)展，其用水量和排水量也大幅度增長(cháng)。國家統計局公布數據顯示，2010年紡織業(yè)廢水排放總量達245470萬(wàn)噸，高居全國工業(yè)部門(mén)第三位。近年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，淡水資源日益緊缺，印染廢水的深度處理和回用已越來(lái)越引起人們的重視。

1、 國內印染廢水處理及回用現狀：

我國對印染廢水回用已有較多的研究，從目前研究及應用的情況來(lái)看主要有以下特點(diǎn)：

(1)回用技術(shù)大多處于試驗研究階段，多為小試和中試，實(shí)際工程應用較少，且水的回用率較低，一般不超過(guò)50%，主要回用于對水質(zhì)要求不高的前道工序，缺乏有利于提高回用水水質(zhì)及回用率的高效技術(shù)的推廣應用。

(2)回用處理主要是對印染廢水在達標處理的基礎上進(jìn)一步進(jìn)行處理，達到回用水水質(zhì)標準。處理工藝主要采用混凝、吸附、過(guò)濾和氧化等技術(shù)，其中對去除鹽度和硬度的關(guān)鍵技術(shù)研究較少。

(3)由于現有技術(shù)水平的限制，印染廢水大量回用對生產(chǎn)及廢水處理系統會(huì )帶來(lái)一系列問(wèn)題，包括有機污染物和無(wú)機鹽的積累。 目前對廢水長(cháng)期回用的水質(zhì)問(wèn)題及對水處理系統的影響研究不多，特別是無(wú)機鹽的積累問(wèn)題基本沒(méi)有涉及。

2 、印染廢水深度處理及回用工藝介紹：

印染廢水常用的處理方法主要有：物化法、化學(xué)法、生化法、膜技術(shù)和其他組合工藝等。僅靠單一的處理工藝很難達到深度處理及回用的目的，必須對現有的工藝進(jìn)行集成，采用多種工藝聯(lián)合處理的方法，才能真正實(shí)現回用的目標。

2.1 物化法：

物化法主要以吸附法為主，目前在印染廢水深度處理及回用中常用的吸附劑有活性炭、硅藻土、活性氧化鋁、粉煤灰、沸石、膨潤土等。 印染廢水深度處理及回用研究和應用較多的是活性炭?；钚蕴勘缺砻娣e大、親水性強、吸附脫色效果好，特別適合于小分子水溶性染料的吸附脫色?；钚蕴繉τ诙壣锾幚砗笥∪緩U水中的殘余污染物(如合成染料、表面活性劑等)具有很好的吸附能力，但處理成本高，再生能耗大，常與其它工藝組合對紡織印染廢水進(jìn)行深度處理。張健俐等 。

2.2采用臭氧脫色和活性炭吸附組合系統對淄博市某紡織企業(yè)的印染廢水進(jìn)行回用處理，進(jìn)水COD值為8O～100mg/L、色度為0.25～0.35時(shí)，出水COD為6～10mg/L、色度為0.01～0.03，處理后的水可用于企業(yè)冷卻循環(huán)系統，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益明顯。 謝丹萍等[3]采用連續膜過(guò)濾系統(CMF)-活性炭吸附工藝對某印染廠(chǎng)污水處理站排水進(jìn)行回用處理，處理后出水Fe、Mn的去除率達到100%，色度為4、濁度0.2 NTU、COD<10mg/L，達到印染企業(yè)生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。

2.3化學(xué)法：

印染廢水處理中常用的氧化劑有Fenton試劑和臭氧。Fenton法具有簡(jiǎn)單、快速、可產(chǎn)生絮凝等優(yōu)點(diǎn)，但仍存在氧化劑利用率低、氧化效率差、處理成本偏高等缺陷。目前，Fenton法常與電化學(xué)氧化法結合對紡織印染廢水進(jìn)行回用深度處理。如姜興華等(1)將鐵炭微電解一Fenton試劑聯(lián)合氧化技術(shù)用于經(jīng)A/O處理的印染廢水出水，在最佳反應條件下，COD去除率達到90%以上，色度去除率為99%，達到了印染廢水回用的要求。針對印染廢水色度大的特點(diǎn)，臭氧極強的氧化性可有效去除色度及廢水中的有機物，同時(shí)臭氧還具有殺菌除臭功能。在實(shí)際工程應用中，通常很少單獨采用臭氧氧化法處理印染廢水，而是與其他方法聯(lián)合使用，如臭氧-活性炭和臭氧-曝氣生物濾池。Lin等(2)在活性炭為填料的流化床或固定床中通人臭氧，把臭氧氧化和活性炭吸附組合成一個(gè)單一的過(guò)程。研究發(fā)現，臭氧氧化能夠延長(cháng)活性炭的再生，減少其再生成本;活性炭不僅僅是一個(gè)吸附劑，同時(shí)是臭氧氧化的催化劑。 兩者可以彌補各自固有的不足。 具有很好的協(xié)同作用。顧曉揚等(3)采用臭氧-曝氣生物濾池工藝對某紡織洗水廠(chǎng)二級生化處理出水進(jìn)行回用處理，在進(jìn)水COD約為8Omg/L、色度為16倍、 濁度約為8NTU的條件下，當臭氧投加量為3O～45mg/L、曝氣生物濾池水力停留時(shí)間為3～4h、氣水比為5∶1時(shí)，出水COD<30mg/L、色度為2倍、濁度<1NTU，滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝對回用水水質(zhì)的要求。

2.4 生化法：

生化法主要是運用微生物的代謝作用來(lái)分解污染物，不僅可以用于印染廢水的達標排放處理，而且也可以作為深度處理及回用技術(shù)。生化法主要有曝氣生物濾池、生物活性炭等，一般很少采用生化法作為深度處理回用工藝，實(shí)際應用中多采用生化法與其他工藝聯(lián)合使用。

曝氣生物濾池(Biological Aerated Filter，簡(jiǎn)稱(chēng)BAF)是一種集物理吸附、過(guò)濾和生物降解于一體的新型生物膜處理技術(shù)，它適用于低懸浮物和低COD廢水的處理[7-8]。 BAF應用于印染廢水深度處理主要是因為經(jīng)過(guò)厭氧水解+接觸氧化工藝處理的廢水，其B/C值很小，可生化性很差，難降解的殘余有機物首先被濾料和濾料上生物膜所吸附，其停留時(shí)間相當于生物膜泥齡時(shí)間，因此有足夠的接觸時(shí)間，使這些有機物被微生物所降解。黃瑞敏[9]在混凝處理后采用BAF處理，可使針織棉染色廢水的COD指標低于國家污水排放標準，接近生產(chǎn)回用的要求。BAF出水再經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾去除細小懸浮物和離子交換去除水中的無(wú)機鹽后，出水的各項指標均可以達到回用的要求。生物活性炭是生物處理和活性炭吸附相結合的組合工藝，微生物的氧化分解和生物吸附與活性炭物理吸附協(xié)調作用，使處理效果大大增強。耿士鎖[10]采用生物接觸氧化-生物炭流化床串聯(lián)裝置對印染廢水深度處理，在進(jìn)水水質(zhì)COD為113～263mg/L、 色度20～200倍、 SS為14～184mg/L前提下，去除率分別達到70 %～89 %、73 %～90 %、78 %～79 %。處理后的出水水質(zhì)符合印染工藝洗滌用水要求。

3、膜技術(shù)：

膜分離技術(shù)是目前國內外印染廢水回用領(lǐng)域中研發(fā)和工程化應用的熱點(diǎn)之一。目前在印染廢水回用上應用較多的膜分離技術(shù)有：反滲透(RO)、納濾(NF)、微濾(MF)和超濾(UF)。這些膜分離過(guò)程都是以壓差為驅動(dòng)力，廢水流經(jīng)膜面的時(shí)候，廢水中的污染物被截留，而水透過(guò)膜，實(shí)現了對廢水的深度處理。超濾可去除廢水中大部分濁度和有機物，從而能減輕反滲透膜的污染，延長(cháng)膜的使用壽命，減少膜系統的運行成本。反滲透不僅能有效去除有機物、降低COD，而且具有優(yōu)秀的脫鹽效果。由于COD脫除、脫色、脫鹽能在一步完成，其出水品質(zhì)高，能直接回用于印染環(huán)節，同時(shí)濃水可回流至常規工序處理，實(shí)現廢水零排放和清潔生產(chǎn)。 越來(lái)越多的研究表明，將不同的膜分離技術(shù)進(jìn)行組合(如微濾、超濾、納濾、反滲透等)，或膜分離技術(shù)與其他技術(shù)(如膜生物反應器)相結合，是印染廢水深度處理的一個(gè)研究方向。膜生物反應器是印染廢水處理的新技術(shù)之一，將膜分離技術(shù)與生物反應器相結合，從而達到回用水質(zhì)要求。夏炎等采用MBR-NF組合工藝處理蘇州市東方污水廠(chǎng)初沉池污水，在進(jìn)水水質(zhì)COD 372～1121 mg/L，氨氮16.17～26.85mg/L，總氮19.18～46.54mg/L的情況下，經(jīng)HRT 30 h，回流比300%的MBR處理后，出水COD、氨氮和總氮的平均去除率分別為87%，95.8%和70.2%，再經(jīng)納濾處理后，水質(zhì)可滿(mǎn)足印染工藝回用要求。Schoeberl等對MBR二級出水采用納濾后處理，處理出水能夠滿(mǎn)足各項回用標準，但同時(shí)指出該方法目前仍面臨較高的應用技術(shù)難度和經(jīng)濟成本。付江濤等采用雙膜法工藝處理某印染廠(chǎng)廢水并回用，COD去除率達到99%，濁度和色度的去除率均接近100%，反滲透對鹽分的去除率在98%以上，滿(mǎn)足回用于印染生產(chǎn)的要求。Marcucci等采用砂濾-超濾-反滲透和砂濾-超濾-納濾兩種深度處理工藝對印染廢水的二級出水進(jìn)行回用處理，反滲透對鹽分的去除率達到95 %以上，可回用于包括對水質(zhì)要求最高的淺色染色工藝在內的印染生產(chǎn)工序。Amar等采用該技術(shù)處理印染廠(chǎng)出水，出水效果達到了生產(chǎn)回用的要求。

3.1其他組合工藝：

由于膜技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)要求較高，因此，一般需要經(jīng)過(guò)適當預處理之后的廢水才能進(jìn)行膜處理。何耀忠等[16]采用“一體臭氧BAF+上流式BAF”組合工藝深度處理紡織印染廢水，可為膜分離系統提供穩定可靠的進(jìn)水。一體臭氧BAF在臭氧投加量為20～30mg/L時(shí)，具有最佳運行效能。結合后續曝氣生物濾池，出水COD<40mg/L、BOD<10mg/L、SS<10mg/L、色度<4倍。膜分離系統中，反滲透產(chǎn)水完全滿(mǎn)足染整工藝用水要求，膜濾濃縮液COD<100 mg/L、BOD<30mg/L、SS<50mg/L、色度<32倍，可達標排放。該聯(lián)合工藝不但保證膜濾濃縮液達標排放，解決了過(guò)往工程應用中，膜濾濃縮液的后續處理難題，并可帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，為紡織印染行業(yè)廢水深度處理及回用設施的升級改造提供了一種新的解決方案。齊魯青等采用預處理系統(臭氧-曝氣生物濾池一體化裝置+曝氣生物濾池)和膜系統(超濾+反滲透)的組合工藝深度處理印染紡織廢水。試驗表明，臭氧氧化和BAF生物截留吸附作用使預處理系統保證了膜進(jìn)水水質(zhì)，經(jīng)膜系統處理后，淡水回用，濃水仍然可以達標排放。預處理系統較佳運行參數為：氣水比為5，有機負荷分別約為2.1、1.0 kg(COD)/m3，溶解氧質(zhì)量濃度為3.8 mg/L，水溫35～40 ℃;臭氧直接通入曝氣生物濾池，形成臭氧-曝氣生物濾池一體化裝置，臭氧投加量宜在20～30mg/L。當預處理系統進(jìn)水COD質(zhì)量濃度平均值為101.3mg/L，濁度為8.0NTU，SS質(zhì)量濃度為21.9mg/L，氨氮質(zhì)量濃度3.4mg/L，色度21倍，經(jīng)過(guò)預處理系統穩定處理，出水COD質(zhì)量濃度平均值可降至7.4mg/L，濁度為4.2 NTU，SS質(zhì)量濃度為3.0mg/L，氨氮質(zhì)量濃度0.7mg/L，色度2倍。預處理系統高效去除污染物，有效地保證了膜系統進(jìn)水水質(zhì)。測定濃水pH 7.3～8.3，色度32倍，COD質(zhì)量濃度45.7～97.9mg/L，可直接排放。膜系統穩定運行期間，RO產(chǎn)水pH在7.4～7.9，電導率則在50～200μs/cm，平均脫鹽率可達98.2%;總硬度2～10mg/L，平均去除率為89.2%;總堿度25～65 mg/L，平均去除率為95.0 %。

4、總結：

印染廢水已經(jīng)對我國水環(huán)境構成嚴重威脅，隨著(zhù)人們環(huán)保意識的增強，印染廢水深度處理和回用越來(lái)越受到政府的關(guān)注。 針對印染廢水深度處理的單一技術(shù)較多且各具優(yōu)缺點(diǎn)，但均難以達到排放及回用標準，要根據印染廢水水質(zhì)的特點(diǎn)，合理選擇和優(yōu)化組合處理工藝。 膜分離技術(shù)是印染廢水深度處理的一個(gè)重要研究方向。