印染废水处理现状及发展趋势

印染废水处理现状及发展趋势

印染废水处理现状及发展趋势摘要：随着染料工业的快速发展和各种染料的大量使用，进入环境的染料与日俱增。本文论述了染料废水处理方法的研究现状和发展态势，介绍了利用物理化学生物等各类方法处理印染废水的过程，为处理方法最优化提供了参考。并且，对处理技术的发展方向进行了展望，通过废水回用，进行产业结构调整，改进生产工艺，积极开展清洁生产，树立资源观，争取从源头解决印染废水的污染问题。关键词：印染废水处理方法发展Abstrct:Withtherapiddevelopmentofthedyestuffindustryandtheuseofvariousdyes,dyegrowingintotheenvironment.Thispaperdiscussestheresearchstatusanddevelopmenttrendofthedyewastewatertreatmentmethod,thispaperintroducesthemethodofusingthephysicalchemistryofbiologicalandotherkindsofprintinganddyeingwastewatertreatmentprocess,providesreferenceforprocessoptimization.Anddirectiontothedevelopmentofprocessingtechnologywasdiscussed,throughthewastewaterreuse,industrialstructureadjustment,improveproductiontechnology,activelycarryoutcleanproduction,setsuptheresourceview,tosolvethepollutionproblemoftheprintinganddyeingwastewaterfromthesource.Keywords:Printtodyewastewater；waysofhandling;development1.引言印染废水是以加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大，每印染加工一吨纺织品耗水100—200吨，其中80—90%为废水。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、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。传统的印染废水处理方法有物理、化学、生物法，以下就对其处理现状及未来发展做出概述。2.我国印染废水现状、特点2.1印染废水现状n纺织印染工业是我国传统的支柱产业之一，已有一个多世纪的发展历史。20世纪90年代以来，随我国经济快速发展，用水量和排水量也急剧增长。纺织工业发展主要阻碍之一就是低碳问题，环保的主要问题是废水，而约80%纺织废水来自印染行业。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%。若以纤维加工量的70%需进行印染加工计，则年排放废水在30亿吨左右。故由此而造成的生态破坏及经济损失是不可估量的，因而要实现印染行业的可持续发展，必须首先解决印染行业的污染问题。印染厂废水处理成功的实例很多，但成效不佳的也不少，其原因大致以下几种情况：（1）印染厂未分析自身特点，照搬他厂经验。（2）把城市污水处理的设计规，用于印染废水处理，仅改变一些参数，造成很大损失。（3）新技术新工艺未经中试直接用于工程，造成很多失败。（4）生产工艺相近的废水，可采取相似的处理工艺，但仍需根据水质水量适当调整参数。（5）实际运行技术和管理技术不当。而传统的生物处理工艺已受到严重挑战，传统化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率仅为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。2.2印染废水特点在印染工业中，废水的组成和污染程度随着加工纤维种类、数量、加工工艺和加工方式的不同，水质和水量有很大的变化，污染物组分的差异也很大。①退浆废水，水量较小，污染物浓度高，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，碱性，PH有时达10以上，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。总的说来,印染废水具有色度大、有机物含量高，水质变化大，pH值变化大，水温水量变化大等特点。n印染行业的废水治理主要集中在生产不同纤维产品的印染企业中。我国印染企业主要采用以水为媒介的湿法加工工艺,生产中使用较大量的清洁水,排放出较大量的含有一定色度及不同污染物的有害废水。这种废水如不进行治理,则会对受纳水体产生较大的有机性污染,使生态系统产生较大的破坏,印染废水的治理势在必行。3.印染废水传统处理方法3.1物理法3.1.1吸附法吸附法是指利用吸附剂的多孔性，使废水中的一种或多种物质被吸附在物体表面而去除的方法。吸附法的优点是吸附剂来源广泛、种类较多、价格便宜，能够满足不同种类染料的需求，吸附效率较高，常与其他方法联合使用作为前处理。传统的吸附剂主要是活性炭，活性炭只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能，但是不能去除水中的交替疏水性染料，并且再生费用高，使活性炭的应用受到限制。近几年，研究重点主要在开发新的吸附剂及对传统的吸附剂进行改良方面。3.1.2膜技术自然界中经常存在一种物质体系即在一种流体相或两种流体相之间有一层凝聚相物质把流体相分隔成两部分，这一薄层物质就是所谓的膜。作为凝聚相的膜可以是固态或是液态的，而被膜分开的流体物质可以是液态或是气态的。膜技术是21世纪出现的新兴技术，由于其具有诸多优点而备受关注。膜技术可按过滤精度从低到高分为微滤、超滤、纳滤和反渗透，微滤和超滤一般作为纳滤和反渗透的预处理工艺。膜技术主要是通过对废水中污染物的分离而达到废水处理的目的，此方法的工艺过程简单，处理过程无二次污染，并且出水水质优良，可以回收再利用。膜技术虽具有诸多优点，但是也存在很多问题，其中膜污染和成本是制约膜技术在印染废水处理方面广泛应用的主要因素。3.2化学法3.2.1氧化法化学氧化是目前较为成熟的方法。氧化剂一般采用Fenton试剂（Fe2+，H2O2）、臭氧、氯气、次氯酸钠。按氧化剂不同，化学氧化分为臭氧氧化和Fenton氧化。臭氧氧化不产生污泥和二次污染，但处理成本高，CODcr去除率低，通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水，而是将它与其它方法相结合，彼此互补达到最佳的废水处理效果。臭氧氧化法虽然具有以上不足，但随着技术的全面发展这些缺点将日益被弥补。目前国外在臭氧氧化及联用技术的研究与应用中有两种趋势:一种是基于臭氧的高级氧化过程，与其它方法联用将臭氧催化转化为氧化性更强的羟基自由基，如:O3/UV氧化组合、O3/超声波组合、O3/重金属离子的方法，都能使O3转化为OH等强氧化性物质，与有机物反应[20]，降低臭氧的消耗及处理成本，提高臭氧的利用率。3.2.2混凝法n主要有混凝沉淀法和混凝气浮法,所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主,其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好,而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来,国外采用高分子混凝剂者日益增加,且有取代无机混凝剂之势,但在国因价格原因,使用高分子混凝剂的还不多见。据报道,弱阴离子性高分子混凝剂使用围最广,若与硫酸铝合用,则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单,操作管理方便,设备投资少,占地面积小,对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高,泥渣量多且脱水困难,对亲水性染料处理效果差。3.2.3电解法电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果,脱色率为50%～70%,但对颜色深、CODCr高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明,各类染料在电解处理时其CODCr去除率的大小顺序为:硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。目前这种方在推广应用。3.3生物法生物法具有操作简单、运行费用低、无二次污染、环境友好等特点，在印染废水的处理中越来越受到重视，其中最常见的生物法工艺包括曝气生物滤池（BAF）和生物活性炭（BAC）。3．1BAFBAF是一种采用颗粒滤料固定生物膜的好氧或缺氧生物反应器，工作原理有截留过滤、吸附和生物代谢。与普通活性污泥法相比，BAF工艺用于处理低浓度、难降解有机废水，具有占地面积小、抗冲击负荷强、氧传输效率高、避免污泥膨胀、出水水质稳定等优点。3．2BACBAC工艺利用活性炭的巨大比表面积、发达孔隙结构以及优良的吸附性能等特点，以活性炭作为载体构建生物膜，从而形成活性炭吸附和微生物氧化分解有机物的协同作用。此工艺提高了废水中有机物的去除率，增强了系统抗毒物和负荷变化的能力，改善了污泥脱水及消化的性能，延长了活性炭的使用寿命，是一种以生物处理为主，同时具有物化处理特点的生物处理新技术。4.印染废水处理技术发展前景综观我国印染行业废水治理技术的现状，尽管经过多年努力，已取得一些实用技术，解决了不少问题，但仍没有实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局不合理等因素的存在，加重了废水治理的难度。因此，解决印染废水处理问题的根本出路需从以下几方面去努力。4.1工艺的合理组合n单纯的物化法和生物法从经济性、技术性、实用性方面都各存在一定的缺陷.物化法应用围狭窄,运行费用较高,生物法存在色度和COD脱除效率不高且反应时间长的缺点.故开发以厌氧-好氧联用为轴心、与物化法结合的混合多级处理工艺,才能更好地控制印染废水的危害.但如此多的处理方法及工艺,如何合理地组合它们至关重要。组合工艺的目的在于充分发挥各组合单元的优势。“废水处理站出水→生物陶粒→臭氧脱色→双层滤料过滤→阳离子交换树脂软化→出水”就是一个较典型的组合工艺，但武全等研究发现臭氧出水中的剩余臭氧可能会破坏交换树脂结构，使其失去交换能力，因此在工程中需要增加清水池，待臭氧分解完毕后再进入交换树脂单元。所以在实际应用中，研究不同组合工艺中不同单元间相互制约、乃至相互破坏的方面，以避免这些不利因素的影响是印染废水深度处理的一个研究方向。4.2技术发展技术发展需从3个方面努力:(1)对于已经得到应用的技术,如混凝沉淀法、吸附法等,应通过对其实际应用情况的分析总结,发现这些技术存在的问题,对其进行改进,从而提高使用效果,扩大使用围;(2)对于尚处于研究阶段的新型技术,如高级氧化法、辐射法、微波法等,应尽快将它们应用于实践,加强实用性的研究,并且努力降低处理成本,使其得以应用推广;(3)继续开发各种光、声、电、磁、无毒药剂氧化、生物氧化等新型高效、低毒、低能耗、不造成二次污染的绿色废水处理技术,并加强各种手段联用的研究.4.3清洁生产的推行对印染废水进行处理是一种被动的环境保护手段,不能彻底地解决环境与生产之间的矛盾,要想从根本上解决印染生产的环境污染问题,必须从源头抓起,实行清洁生产.清洁生产目的主要是:(1)减少废水排放量及污染物产量。这n对于印染废水的处理至关重要.通过使用无水印花等节水工艺、纤维素酶法和淀粉酶法等减少污染物排放工艺,并且用高效活性染料替代普通活性染料等途径可以达到这一目的.另外,超滤法等染料回收工艺的应用,不但可以减少污染物产量,还可最大限度的使用染料,降低生产成本;(2)降低废水处理难度。印染废水具有有机污染物浓度高、色度深、水质变化大、成分复杂等特点,尤其是近些年新型抗光解、抗热及抗生物氧化染料的大量使用,加大了处理难度,为此,在逐步减少甚至禁用对人体有害难降解染料的同时,还要加强环保型染料、环保型助剂的开发应用;(3)回用后处理水。从水的可持续利用角度考虑,工业排水经过深度处理再回用于工业生产无疑是完成了水生态循环的物理、化学、生物自然修复和恢复的最佳途径,既节约水资源和原料,又能有效地减轻印染废水对环境的污染.废水回用方案的优化包括水质优化和水量优化.水质优化,即以不同工艺单元的有效组合或不同处理技术集成,扬长避短,使水质达到回用的要求.由于回用水质要求差异较大,废水回用方式有两种:一是回用水全部按照最严格的水质要求处理;二是先按照水量要求最大的水质要求处理,个别有更高要求的小水量水再进行适当的补充处理.水量优化,即企业应根据自身情况选择一种较为经济的回用方式.4.4废水回用印染行业是耗水大户，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。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。4.结论n传统的印染工业不可避免地要产生对环境有害的废水,为此人们从开发环保型染料、环保型助剂到研究闭路印染以及无水印染等方面进行了大量的研究工作,但传统的印染形式将在一定时期不可替代。因此加强印染废水各种处理方法的研究是十分必要的。各种印染废水的处理方法都具有自身的优缺点,再加上各个印染厂工艺的差异和印染废水水质的复杂性,单一的一种处理方法很难达到理想的处理效果。在保证产品质量不受影响的情况下，印染企业应加强新型易处理染料的研发，从源头上减少污染；并通过优化组合工艺、开发分质回用技术以及耦合生产过程和废水处理来提高废水处理效果和回用率，进而节约水资源和减少废水排放量，减轻对环境的污染。参考文献[1]东升,冯孝善,益民,等.我国印染废水处理技术的现状和发展趋势[J].环境污染与防治,1996,18(1):26-28.[2]国家环境保护总局科技标准司主编.印染废水防治技术指南.:中国环境科学，2002[3]大和,蔡照胜.两性壳聚糖复合絮凝剂对印染废水的絮凝性能研究[J].工业水处理,2008,28(9):47-50.[4]秦关洁,蒋湘顺,鹏,等,SPTL-CS系列复合无机高分子絮凝剂对石油和印染废水处理的研究.工业水处理,1997;17(5):20～21[5]华,彭辉,齐慧义.淀粉改性阳离子絮凝机理浅探及应用.工业水处理,2000;20(2):5～8[6]书铭，黄长盾.纺织印染工业废水治理技术.：化学工业，2002[7]洪俊明,洪华生,熊小京.生物法处理印染废水研究进展[J].2005.[8]霍宇凝,王静华.阳离子型PAM/PAC复合絮凝剂对活性染料废水的脱色作用[J].精细化工,2005,22(7):540-542.n