印染废水

    1、概述

　　印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。[1]印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90%成为废水。纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。

　　用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。

　　印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。

　　2、分类

　　①退浆废水，水量较小，污染物浓度高，[1]主要含有浆料及其分解物、纤维屑、酸、淀粉碱和酶类污染物，浊度大。废水呈碱性，pH值为12左右。用淀粉浆料时BOD、COD均高，可生化性较好;用合成浆料时COD很高，BOD小于5mg/L，水可生化性较差;

　　②煮炼废水，水量大，污染物浓度高，主要含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等。废水碱性很强，水温高，呈褐色，COD与BOD很高，达每升数千毫克。化学纤维煮炼废水的污染较轻;

　　③漂白废水，水量大，污染较轻，主要含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等;

　　④丝光废水，含碱量高，NaOH含量在3%-5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高;

　　⑤染色废水，水质多变，有时含有使用各种染料时的有毒物质(硫化碱、吐酒石、苯胺、硫酸铜、酚等)，碱性，PH有时达10以上(采用硫化、还原染料时)，含有有机染料、表面活性剂等。色度很高，而SS少，COD较BOD高，可生化性较差;

　　⑥印花废水，含浆料，BOD、COD高;

　　⑦整理工序废水，主要含有纤维屑、树脂、甲醛、油剂和浆料，水量少;

　　⑧碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般>12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。

　　3、排放标准

　　第一类：能在环境或动植物体内积蓄，对人体健康产生长远影响的有害物质，最高允许排放浓度列表5-4。

　　第二类：其长远影响小于第一类的有害物质，最高允许排放浓度列表5-5。

　　表5-4

　　4、处理方法

　　根据纺织印染行业自身的特点,印染废水的处理,应尽量采用重复回用和综合利用措施,与纺织印染生产工艺改革相结合,尽量减少水\碱以及其它印染助剂的用量,对废水中的染料,桨料进行回收.例如,对于合成纤维及含合成纤维75%以上的织物采用干法印花工艺,可以消除生产过程中的印花废水;在使用酸性媒染染料过程中,如果用硝酸钠或双氧水代替重铬酸钾全长为氧化剂,就可以消除废水中的铬的污染.许多印染企业普遍将丝光工艺排放的碱液用于煮炼工序作为煮炼液,煮炼工序排放的废碱液用于退桨工序,多次重复使用可以大大减少整个过程中排放的总碱量.对于含有硫化染料的污水,可以首先在反应锅内加酸,使废水中的硫化氢释放,然后经过沉淀过滤后回收再用.对含有还原染料和分散染料污水,可采用超滤技术将非水溶性染料颗粒回收使用.通过以上这些生产技术的革新,可以有效减少纺织印染行业的污染物排放量.同时也为生产企业节约了许多原料,增加企业的经济效益。

　　棉纺织工业废水的主要处理对象是碱度,不易生物降解或生产降解速度极为缓慢的有机质,染料色素以及有毒物质.在美国,印染污水多数采用二级处理,即物化预处理与生化处理品相结合的工艺路线,个别企业使用了三级处理系统,即在生化处理以后增加活性炭吸附处理.日本的纺织印染企业采用的处理工艺与美国相仿,但应用臭氧化处理的情况多一些.在我国,处理印染废水也主要采用物化处理与二级特殊化处理工艺结合,其中物化处理以混凝沉淀和混凝气浮为主,而在已经投入运行的生化处理设施中,大部分采用了活性污泥法,SBR工艺的应用也在逐步增加.下面我们主要介绍混凝预处理工艺和后续生化处理工艺。

　　1.混凝预处理

　　混凝法是向废水中投加化学药剂,使印染污水中大部分非水溶性的染料颗粒和胶体有机物互相凝聚成大的颗粒,然后再通过自然沉淀,气浮等方式衩去除.由于混凝过程中絮凝开成的矾花有较强的吸附能力,因经也有一部分水溶性有机物可以被吸附去除.印染废水通过混凝处理后有80%以上的悬浮性有机污染物被去除,同时色度的去除率也可达到50-95%。

　　对印染污水的混凝处理,关键在于选择合适的絮凝剂,常规适用于印染废水处理的絮凝剂主要有硫酸铝,硫酸铁,氯化铁,这些絮凝剂在处理一些非水溶性染料废水是效果明显,例如分散染料,还原染料,硫化染料,COD和色度的去除率真都非常高。

　　5、处理工艺

　　该废水处理的工艺废水--调节池--水解酸化--生物接触氧化--中沉池--

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　　pac

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　　-混凝反应池----气浮池--出水。

　　该处理工艺中要用到的污水处理药剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，用次氯酸钙作为脱色剂 。该工艺重点是好氧生物接触氧化，其主要功效是降解有机物。在聚丙烯酰胺的选择上混凝处理一般选择阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺，污泥脱水选择阳离子聚丙烯酰胺。阳离子选择离子度相对较低的阳离子型号，分子量基本在1000万以上效果较佳。

　　6、我国现状

　　纺织工业发展主要阻碍之一是环保节能(低碳)问题,环保的主要问题是废水,而约80%纺织废水来自于印染行业。统计数据显示,2008年纺织工业废水排放量23亿吨,居各工业行业第3位,占全国工业废水排放量的10.60%。纺织工业排放废水中化学需氧量(CODCr)排放量31.4万吨,居各工业行业第4位,占全国工业废水CODCr的7.76%。该数据是对规模以上企业的统计数据,实际数据可能要大很多。实际上印染行业是以中小企业为主的竞争性行业,中小企业比重占99.6%,非公有制企业占95%,大量小企业数据并未统计在内。若以纤维加工量的70%需进行印染加工计,则年排放废水约在30亿吨左右。

　　印染厂废水处理的问题分析

　　印染厂废水处理成功的实例较多,但是成效不佳的也不少,其原因大致有以下几种情况:(1)印染厂未分析自身废水特质(水质、水量),照搬他厂经验,结果往往不理想。(2)将城市污水处理的设计规范,用于印染废水处理,仅仅改变一些参数,造成很大的损失。特别是在早期,大型印染厂废水集中处理,都由大型设计院负责,而其对印染废水性质不够深入了解,造成很大损失。(3)新技术、新工艺、新药剂未经中试,直接用于工程,造成很多失败。新技术多应经过小试、中试,才能用于工程,一般试规模是工程水量的3%~5%,即最多放大20倍左右。实验室研究成果直接用于工程,难有成功案例。工程应该采用最成熟、最稳妥的技术。(4)生产工艺相近的废水,可采用相似的处理工艺,但也要根据水质、水量适当调整技术参数,保证处理水平。(5)实际运行技术和管理技术不当,未根据废水变化作适当调整,也是运行不稳定的原因。

　　仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战;传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。

　　7、废水回用

　　简介

　　印染行业是耗水大户，废水排放量和污染物总量分别位居全国工业部门的第二位和第四位，是我国重点污染行业之一。印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点。同时，随着我国经济的飞速发展，水资源紧缺已成为制约我国印染行业进一步发展的限制因素。为了实现印染行业的可持续发展，印染废水的资源化回用成为实现这一目标的关键。

　　以服装染色、洗涤、整烫为主的生产型企业，在生产过程中排出大量废水，废水中含有一定的有机物和色度，需要对废水进行深度处理后才能回用。国家要求全行业污水回用率“十一五”期间达到60%，但污水处理后回用率还达不到7%，同时，由于我国是一个严重缺乏水资源的国家，有限的水资源也决定了印染行业必须走循环经济发展之路，因此，大力开展中废水再利用是立足长远的明智选择。

　　设计原则

　　1、执行有关环保规定，确保各项出水指标符合国家和地方有关水质标准的要求;

　　2、选择比较成熟的处理工艺，系统运行简单可靠、安全、操作方便，尽量减少运行成本及投资费用;

　　3、选择处理工艺流程短、可行性、耐冲击、处理效果稳定;

　　4、操作管理方便、便于维护;

　　5、建设地点及用地应充分考虑用户的现有条件，根据厂方要求，指定地点用地，并应考虑管网的合理布置;

　　6、水处理站应无二次污染，以减少对周围生活环境的影响。

　　回用工艺

　　印染废水回用工艺中，以石灰作为PH调节剂，以硫酸亚铁作为混凝剂，故出水铁含量较高，不能直接用于回用，但本项目是以物化+生化工艺为前段污水处理工艺的，特别是经过接触氧化池强化曝气，水中的二价铁均转化为三价铁，在出水中形成了氢氧化铁微絮体，这也是污水处理站出水浑浊、有色度的主要原因。

　　只要在出水中添加一定量的碱式氯化铝和PAM，就可将氢氧化铁微絮体结合成较大的絮体，通过高效过滤，即可除去污水中铁，故本项目采用AFF不对称纤维过滤器，AFF是一种集加药、微絮凝、沉淀和过滤为一体的高效过滤设备，其特点是滤速快(滤速是砂滤的10倍以上)、过滤精度高(过滤精度为5um，是一般砂滤的4倍)、反冲容易、管理方便，在本项目中，AFF主要是作为除铁和中水中悬浮物的设备。

　　经过AFF过滤的中水，COD指标仍为100mg/l左右，而且主要为可溶性COD(SCOD)，直接影响中水回用价值，同时有机物对反渗透膜使用寿命影响甚大，必须通过适当的处理工艺，使其降至30mg/l以下。

　　故采用膜生物流化床(MBFB)工艺，利用经过特殊处理的陶瓷膜，将膜分离系统与高负荷生物流化床工艺相结合，以获取稳定的处理水质。该工艺已在美国、日本、英国、德国、南非、澳大利亚等国家和地区的污水和废水处理领域得到推广和应用。

　　经过MBFB工艺处理的出水，除电导率指标外，其水质可达到纺织印染行业车间回用水的行业要求的标准，可直接用于生产过程的水洗、皂洗和冲洗等车间，大约可达到60%的回用率。同时MBFB工艺也可作为反渗透工艺的前处理工段，MBFB可直接进入反渗透膜进行脱盐，而不必经过复杂的保安过滤和超滤工段。

　　采用先进的中水回用处理工艺，在原有污水达标排放的基础上，进一步降低水中铁、COD浓度，一方面可直接作为回用水，用于水洗、皂洗和前段冲洗等对水质要求不高的工段;另一方面处理后的中水，可直接通过反渗透或离子交换脱盐，免除了反渗透工艺中多级保安过滤和超滤工艺，减少了前处理费用，延长RO膜使用寿命。