印染廢水

    1、概述

　　印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水。[1]印染廢水水量較大，每印染加工1噸紡織品耗水100～200噸，其中80～90%成為廢水。紡織印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水之一，廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無機(jī)鹽等。

　　用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學(xué)法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法，而廢水處理中的預(yù)處理主要是為了改善廢水水質(zhì)，去除懸浮物及可直接沉降的雜質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)及水量、降低廢水溫度等，提高廢水處理的整體效果，確保整個處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此預(yù)處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。

　　印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國印染廢水每天排放量為3×106～4×106m3。印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水。

　　2、分類

　?、偻藵{廢水，水量較小，污染物濃度高，[1]主要含有漿料及其分解物、纖維屑、酸、淀粉堿和酶類污染物，濁度大。廢水呈堿性，pH值為12左右。用淀粉漿料時BOD、COD均高，可生化性較好;用合成漿料時COD很高，BOD小于5mg/L，水可生化性較差;

　　②煮煉廢水，水量大，污染物濃度高，主要含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等。廢水堿性很強(qiáng)，水溫高，呈褐色，COD與BOD很高，達(dá)每升數(shù)千毫克?；瘜W(xué)纖維煮煉廢水的污染較輕;

　?、燮讖U水，水量大，污染較輕，主要含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等;

　?、芙z光廢水，含堿量高，NaOH含量在3%-5%，多數(shù)印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收NaOH，所以絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過工藝多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性，BOD、COD、SS均較高;

　?、萑旧珡U水，水質(zhì)多變，有時含有使用各種染料時的有毒物質(zhì)(硫化堿、吐酒石、苯胺、硫酸銅、酚等)，堿性，PH有時達(dá)10以上(采用硫化、還原染料時)，含有有機(jī)染料、表面活性劑等。色度很高，而SS少，COD較BOD高，可生化性較差;

　?、抻』◤U水，含漿料，BOD、COD高;

　?、哒砉ば驈U水，主要含有纖維屑、樹脂、甲醛、油劑和漿料，水量少;

　?、鄩A減量廢水：是滌綸仿真絲堿減量工序產(chǎn)生的，主要含滌綸水解物對苯二甲酸、乙二醇等，其中對苯二甲酸含量高達(dá)75%。堿減量廢水不僅pH值高(一般>12)，而且有機(jī)物濃度高，堿減量工序排放的廢水中CODCr可高達(dá)9萬mg/L，高分子有機(jī)物及部分染料很難被生物降解，此種廢水屬高濃度難降解有機(jī)廢水。

　　3、排放標(biāo)準(zhǔn)

　　第一類：能在環(huán)境或動植物體內(nèi)積蓄，對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響的有害物質(zhì)，最高允許排放濃度列表5-4。

　　第二類：其長遠(yuǎn)影響小于第一類的有害物質(zhì)，最高允許排放濃度列表5-5。

　　表5-4

　　4、處理方法

　　根據(jù)紡織印染行業(yè)自身的特點(diǎn),印染廢水的處理,應(yīng)盡量采用重復(fù)回用和綜合利用措施,與紡織印染生產(chǎn)工藝改革相結(jié)合,盡量減少水\堿以及其它印染助劑的用量,對廢水中的染料,槳料進(jìn)行回收.例如,對于合成纖維及含合成纖維75%以上的織物采用干法印花工藝,可以消除生產(chǎn)過程中的印花廢水;在使用酸性媒染染料過程中,如果用硝酸鈉或雙氧水代替重鉻酸鉀全長為氧化劑,就可以消除廢水中的鉻的污染.許多印染企業(yè)普遍將絲光工藝排放的堿液用于煮煉工序作為煮煉液,煮煉工序排放的廢堿液用于退槳工序,多次重復(fù)使用可以大大減少整個過程中排放的總堿量.對于含有硫化染料的污水,可以首先在反應(yīng)鍋內(nèi)加酸,使廢水中的硫化氫釋放,然后經(jīng)過沉淀過濾后回收再用.對含有還原染料和分散染料污水,可采用超濾技術(shù)將非水溶性染料顆?；厥帐褂?通過以上這些生產(chǎn)技術(shù)的革新,可以有效減少紡織印染行業(yè)的污染物排放量.同時也為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約了許多原料,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　棉紡織工業(yè)廢水的主要處理對象是堿度,不易生物降解或生產(chǎn)降解速度極為緩慢的有機(jī)質(zhì),染料色素以及有毒物質(zhì).在美國,印染污水多數(shù)采用二級處理,即物化預(yù)處理與生化處理品相結(jié)合的工藝路線,個別企業(yè)使用了三級處理系統(tǒng),即在生化處理以后增加活性炭吸附處理.日本的紡織印染企業(yè)采用的處理工藝與美國相仿,但應(yīng)用臭氧化處理的情況多一些.在我國,處理印染廢水也主要采用物化處理與二級特殊化處理工藝結(jié)合,其中物化處理以混凝沉淀和混凝氣浮為主,而在已經(jīng)投入運(yùn)行的生化處理設(shè)施中,大部分采用了活性污泥法,SBR工藝的應(yīng)用也在逐步增加.下面我們主要介紹混凝預(yù)處理工藝和后續(xù)生化處理工藝。

　　1.混凝預(yù)處理

　　混凝法是向廢水中投加化學(xué)藥劑,使印染污水中大部分非水溶性的染料顆粒和膠體有機(jī)物互相凝聚成大的顆粒,然后再通過自然沉淀,氣浮等方式衩去除.由于混凝過程中絮凝開成的礬花有較強(qiáng)的吸附能力,因經(jīng)也有一部分水溶性有機(jī)物可以被吸附去除.印染廢水通過混凝處理后有80%以上的懸浮性有機(jī)污染物被去除,同時色度的去除率也可達(dá)到50-95%。

　　對印染污水的混凝處理,關(guān)鍵在于選擇合適的絮凝劑,常規(guī)適用于印染廢水處理的絮凝劑主要有硫酸鋁,硫酸鐵,氯化鐵,這些絮凝劑在處理一些非水溶性染料廢水是效果明顯,例如分散染料,還原染料,硫化染料,COD和色度的去除率真都非常高。

　　5、處理工藝

　　該廢水處理的工藝廢水--調(diào)節(jié)池--水解酸化--生物接觸氧化--中沉池--

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　　pac

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　　-混凝反應(yīng)池----氣浮池--出水。

　　該處理工藝中要用到的污水處理藥劑為聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁，用次氯酸鈣作為脫色劑 。該工藝重點(diǎn)是好氧生物接觸氧化，其主要功效是降解有機(jī)物。在聚丙烯酰胺的選擇上混凝處理一般選擇陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺，污泥脫水選擇陽離子聚丙烯酰胺。陽離子選擇離子度相對較低的陽離子型號，分子量基本在1000萬以上效果較佳。

　　6、我國現(xiàn)狀

　　紡織工業(yè)發(fā)展主要阻礙之一是環(huán)保節(jié)能(低碳)問題,環(huán)保的主要問題是廢水,而約80%紡織廢水來自于印染行業(yè)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2008年紡織工業(yè)廢水排放量23億噸,居各工業(yè)行業(yè)第3位,占全國工業(yè)廢水排放量的10.60%。紡織工業(yè)排放廢水中化學(xué)需氧量(CODCr)排放量31.4萬噸,居各工業(yè)行業(yè)第4位,占全國工業(yè)廢水CODCr的7.76%。該數(shù)據(jù)是對規(guī)模以上企業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),實(shí)際數(shù)據(jù)可能要大很多。實(shí)際上印染行業(yè)是以中小企業(yè)為主的競爭性行業(yè),中小企業(yè)比重占99.6%,非公有制企業(yè)占95%,大量小企業(yè)數(shù)據(jù)并未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。若以纖維加工量的70%需進(jìn)行印染加工計(jì),則年排放廢水約在30億噸左右。

　　印染廠廢水處理的問題分析

　　印染廠廢水處理成功的實(shí)例較多,但是成效不佳的也不少,其原因大致有以下幾種情況:(1)印染廠未分析自身廢水特質(zhì)(水質(zhì)、水量),照搬他廠經(jīng)驗(yàn),結(jié)果往往不理想。(2)將城市污水處理的設(shè)計(jì)規(guī)范,用于印染廢水處理,僅僅改變一些參數(shù),造成很大的損失。特別是在早期,大型印染廠廢水集中處理,都由大型設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé),而其對印染廢水性質(zhì)不夠深入了解,造成很大損失。(3)新技術(shù)、新工藝、新藥劑未經(jīng)中試,直接用于工程,造成很多失敗。新技術(shù)多應(yīng)經(jīng)過小試、中試,才能用于工程,一般試規(guī)模是工程水量的3%~5%,即最多放大20倍左右。實(shí)驗(yàn)室研究成果直接用于工程,難有成功案例。工程應(yīng)該采用最成熟、最穩(wěn)妥的技術(shù)。(4)生產(chǎn)工藝相近的廢水,可采用相似的處理工藝,但也要根據(jù)水質(zhì)、水量適當(dāng)調(diào)整技術(shù)參數(shù),保證處理水平。(5)實(shí)際運(yùn)行技術(shù)和管理技術(shù)不當(dāng),未根據(jù)廢水變化作適當(dāng)調(diào)整,也是運(yùn)行不穩(wěn)定的原因。

　　仿真絲的興起和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質(zhì))、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，其COD濃度也由原來的數(shù)百mg/L上升到2000～3000mg/L，從而使原有的生物處理系統(tǒng)COD去除率從70%下降到50%左右，甚至更低。傳統(tǒng)的生物處理工藝已受到嚴(yán)重挑戰(zhàn);傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀和氣浮法對這類印染廢水的COD去除率也僅為30%左右。因此開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的印染廢水處理技術(shù)日益成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān)注的課題。

　　7、廢水回用

　　簡介

　　印染行業(yè)是耗水大戶，廢水排放量和污染物總量分別位居全國工業(yè)部門的第二位和第四位，是我國重點(diǎn)污染行業(yè)之一。印染廢水一直以排放量大、處理難度高而成為廢水治理工藝研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源緊缺已成為制約我國印染行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的限制因素。為了實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，印染廢水的資源化回用成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

　　以服裝染色、洗滌、整燙為主的生產(chǎn)型企業(yè)，在生產(chǎn)過程中排出大量廢水，廢水中含有一定的有機(jī)物和色度，需要對廢水進(jìn)行深度處理后才能回用。國家要求全行業(yè)污水回用率“十一五”期間達(dá)到60%，但污水處理后回用率還達(dá)不到7%，同時，由于我國是一個嚴(yán)重缺乏水資源的國家，有限的水資源也決定了印染行業(yè)必須走循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路，因此，大力開展中廢水再利用是立足長遠(yuǎn)的明智選擇。

　　設(shè)計(jì)原則

　　1、執(zhí)行有關(guān)環(huán)保規(guī)定，確保各項(xiàng)出水指標(biāo)符合國家和地方有關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求;

　　2、選擇比較成熟的處理工藝，系統(tǒng)運(yùn)行簡單可靠、安全、操作方便，盡量減少運(yùn)行成本及投資費(fèi)用;

　　3、選擇處理工藝流程短、可行性、耐沖擊、處理效果穩(wěn)定;

　　4、操作管理方便、便于維護(hù);

　　5、建設(shè)地點(diǎn)及用地應(yīng)充分考慮用戶的現(xiàn)有條件，根據(jù)廠方要求，指定地點(diǎn)用地，并應(yīng)考慮管網(wǎng)的合理布置;

　　6、水處理站應(yīng)無二次污染，以減少對周圍生活環(huán)境的影響。

　　回用工藝

　　印染廢水回用工藝中，以石灰作為PH調(diào)節(jié)劑，以硫酸亞鐵作為混凝劑，故出水鐵含量較高，不能直接用于回用，但本項(xiàng)目是以物化+生化工藝為前段污水處理工藝的，特別是經(jīng)過接觸氧化池強(qiáng)化曝氣，水中的二價(jià)鐵均轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵，在出水中形成了氫氧化鐵微絮體，這也是污水處理站出水渾濁、有色度的主要原因。

　　只要在出水中添加一定量的堿式氯化鋁和PAM，就可將氫氧化鐵微絮體結(jié)合成較大的絮體，通過高效過濾，即可除去污水中鐵，故本項(xiàng)目采用AFF不對稱纖維過濾器，AFF是一種集加藥、微絮凝、沉淀和過濾為一體的高效過濾設(shè)備，其特點(diǎn)是濾速快(濾速是砂濾的10倍以上)、過濾精度高(過濾精度為5um，是一般砂濾的4倍)、反沖容易、管理方便，在本項(xiàng)目中，AFF主要是作為除鐵和中水中懸浮物的設(shè)備。

　　經(jīng)過AFF過濾的中水，COD指標(biāo)仍為100mg/l左右，而且主要為可溶性COD(SCOD)，直接影響中水回用價(jià)值，同時有機(jī)物對反滲透膜使用壽命影響甚大，必須通過適當(dāng)?shù)奶幚砉に?，使其降?0mg/l以下。

　　故采用膜生物流化床(MBFB)工藝，利用經(jīng)過特殊處理的陶瓷膜，將膜分離系統(tǒng)與高負(fù)荷生物流化床工藝相結(jié)合，以獲取穩(wěn)定的處理水質(zhì)。該工藝已在美國、日本、英國、德國、南非、澳大利亞等國家和地區(qū)的污水和廢水處理領(lǐng)域得到推廣和應(yīng)用。

　　經(jīng)過MBFB工藝處理的出水，除電導(dǎo)率指標(biāo)外，其水質(zhì)可達(dá)到紡織印染行業(yè)車間回用水的行業(yè)要求的標(biāo)準(zhǔn)，可直接用于生產(chǎn)過程的水洗、皂洗和沖洗等車間，大約可達(dá)到60%的回用率。同時MBFB工藝也可作為反滲透工藝的前處理工段，MBFB可直接進(jìn)入反滲透膜進(jìn)行脫鹽，而不必經(jīng)過復(fù)雜的保安過濾和超濾工段。

　　采用先進(jìn)的中水回用處理工藝，在原有污水達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低水中鐵、COD濃度，一方面可直接作為回用水，用于水洗、皂洗和前段沖洗等對水質(zhì)要求不高的工段;另一方面處理后的中水，可直接通過反滲透或離子交換脫鹽，免除了反滲透工藝中多級保安過濾和超濾工藝，減少了前處理費(fèi)用，延長RO膜使用壽命。