印染行業廢水深度處理及回用技術

印染工業是(shì)我國工業廢水排放(fàng)的主要用戶。據不完全統計，我國印染廢水排放(fàng)量約爲3*106~4*106 m3/d，占工業廢水排放(fàng)總量的35%，但(dàn)回用率小于10%[1]。印染廢水的深度處理和污水回用率的提高，對緩解水資源危機，維護印染工業的可持續發展具有重要的現(xiàn)實意義和經濟意義。

中國是(shì)一個水資源匮乏的國家。人均水資源比重僅爲世界人均水資源比重的1/4，分布不均，利用率低。随着社會經濟的發展，對水的需求不斷增加，水資源短缺與社會經濟發展的矛盾日益突出。

印染工業是(shì)我國工業廢水排放(fàng)的主要用戶。據不完全統計，我國印染廢水排放(fàng)量約爲3*106~4*106 m3/d，占工業廢水排放(fàng)總量的35%，但(dàn)回用率小于10%[1]。印染廢水的深度處理和污水回用率的提高，對緩解水資源危機，維護印染工業的可持續發展具有重要的現(xiàn)實意義和經濟意義。

1。我國印染廢水處理及回用現(xiàn)狀

我國對印染廢水的再利用已有許多研究。從目前的研究和應用來看，主要有以下幾個特點：

(1)大多數再利用技術都處于實驗研究階段，主要用于小型試驗和試驗性試驗。實際工程應用較少，水回用率較低，一般不超過50%，主要用于低水質要求。以前的工藝缺乏有效技術的推廣和應用，有利于提高再生水的質量和回收率。

(2)回用處理主要是(shì)在标準處理的基礎上，進一步處理印染廢水，達到回用水水質标準。混凝、吸附、過濾和氧化是(shì)處理過程中的主要手段，但(dàn)對去(qù)除鹽分和硬度的關鍵技術卻鮮有研究。

(三)由于現(xiàn)有技術的限制，印染廢水的大規模再利用将給生産廢水處理系統帶來一系列問題，包括有機污染物和無機鹽的積累。目前，有關廢水水質及其對水處理系統的影響，特别是(shì)無機鹽的積累的研究還很少。

2印染廢水深度處理和再利用技術和工藝

印染廢水深度處理主要處理常規二級處理系統的出水。去(qù)除的污染物主要是(shì)色度、COD和鹽度(電導率)，使出水水質達到生産工藝要求。印染工藝和産品質量要求不同，再生水水質要求也不同。因此，我國沒有統一的印染廢水回用水質标準。根據行業經驗，水質指标必須控制在用水指标之内。因此，紡織印染行業對再生水水質的要求遠高于城市生活雜(zá)用水。

2.1深度處理單元技術

2.1.1吸附處理技術

廢水被吸附在多孔物質表面或通過由吸附劑組成的過濾床過濾出來。活性炭是(shì)印染廢水深度處理中最常用的吸附劑。它有許多微孔，比表面積可達500-600 m2/g，具有很強的吸附脫色性能。特别适用于相(xiàng)對分子量小于400的水溶性染料的脫色和吸附。但(dàn)活性炭對疏水性染料的吸附效果較差，再生過程複雜(zá)、成本高，限制了吸附法在印染廢水深度處理中的應用。高嶺土、矽藻土、活性粘土、粉煤灰等天然礦物也具有很高的吸附性能，可用于印染廢水的深度處理。此外，李蒙英等人研究了青黴對印染廢水的吸附處理。結果表明，青黴對黑、紅印染、洗浴廢水的處理效果較好，去(qù)除率分别達到98.0%和74.5%，爲吸附法的發展提供了新的選擇。吸附法雖然效果快，但(dàn)使用後很難對吸附劑進行再生。如果不進行再生，很容易産生二次污染。因此，開發新型高效可再生吸附劑是(shì)目前吸附方法研究和發展的方向。

2.1.2 膜分離(lí)技術

膜具有不同物質的通透性差異。膜分離(lí)技術利用膜的這一特性在一定的傳質量下分離(lí)混合物。印染廢水深度處理的膜分離(lí)技術主要有微濾(mf)、超濾(uf)、納濾(nf)和反滲透(ro)。mf和uf常被用作nf和ro的預處理;uf可以分離(lí)大分子有機物、膠體、懸浮固體;nf可以同時實現(xiàn)脫鹽和濃縮;ro可以去(qù)除可溶性金屬鹽、有機物、膠粒，等，并攔截所有離(lí)子。阮慧敏等人利用uf+ro技術對浙江省一家印染廠廢水進行生化處理後的廢水進行了處理。膜系統填充了cod100~350mg/l，色度爲180倍。電導率爲800~1,350μs/cm。膜系統經過處理後，水鳕魚<垃圾>10 mg/l，色度爲1至2倍，電導率爲lt;垃圾>30μs/cm。Xujie Lu等人[4]采用生物濾膜分離(lí)法。當攝取鳕魚150~450毫克/升時，流出鳕魚會降至50毫克/升以下，去(qù)除率高達91<unk;GT;。色度、濁度和鐵錳濃度的去(qù)除效果很好。

膜分離(lí)技術的優點是(shì)：它不僅可以去(qù)除水中殘留的有機物，降低色度，還可以去(qù)除無機鹽，防止無機鹽在體系中積聚。它是(shì)印染廢水深度處理的一項很有前景的技術。然而，膜處理過程的成本很高，并且膜組件容易被污染以縮短其使用壽命。僅通過控制和減少膜污染來延長膜壽命從而降低成本，膜分離(lí)技術将更廣泛地用于印染廢水的深度處理。

2.1.3先進氧化深度處理技術

(一)化學氧化技術。在印染廢水的深度處理中，o3和芬頓試劑是(shì)較常用的氧化劑。O3具有很強的脫色效果，雖然對COD的去(qù)除效果很小，但(dàn)它可以改變廢水的B / C，從而提高廢水的生物降解性。采用臭氧氧化法處理盧甯川等印染廢水。〔5〕。結果表明，COD去(qù)除率爲72%，色度降低94%。"郭召海"等人研究了o3對色度去(qù)除和b/c的影響，發現(xiàn)當臭氧輸入約15毫克/升時，色度去(qù)除率可達70<unk;GT;，b/c也增加了一倍多。O3氧化的主要優點是(shì)設備簡單緊湊，占地面積小，易于實現(xiàn)自動控制。主要缺點是(shì)處理成本高，不适合處理大流量廢水。

Fenton試劑是(shì)由H_2_2和Fe2+組成的氧化劑。酸性條件下産生的OH具有較強的氧化作用，特别适用于處理成分複雜(zá)的染料廢水。姜興華等用芬頓試劑對印染廢水進行深度處理。結果表明：ph 2~3，h2o2劑量爲3.2毫升/升，鐵碳量比爲1:1，反應時間爲90分鍾，排出的鳕魚去(qù)除90多枚，色度降低99枚;鹽度降低64度，水質指标達到要求。史紅香等[8]也研究了Fenton試劑處理的印染廢水，得到了類似的結果。Fenton氧化法具有很強的去(qù)除COD和色度的能力，但(dàn)鐵離(lí)子的存在會影響水的顔色，反應的pH值較低，可能影響其它處理過程。

(二)光催化氧化技術。利用強氧化劑産生強氧化能力·oh處理紫外輻射下的廢水，具有能耗低、無二次污染、完全氧化的優點。最常用的是(shì)uv/fenton、uv/o3、uv/h2o2等。光催化也以光敏劑半導體爲催化劑得到了更廣泛的研究，其中以tio2光催化劑的應用最爲廣泛，也是(shì)最佳的處理結果。在光的輻射下，tio2在其價帶上産生一個電子孔(h+)對，吸附在tio2表面的有機物通過強氧化、h+活化和氧化降解。馮麗娜等用tio2/活性炭負載系統處理印染廠的水的二次處理。攝入鳕魚約爲300毫克/升，在最佳反應條件下，流出鳕魚減少到50毫克/升。色度降低了2倍。研究結果表明，活性炭的吸附性能有利于解決硫2的損失、分離(lí)和回收，提高光催化劑的處理效果。然而，廢水的透光性和光學效率限制了光催化技術在廢水處理工業中的應用。

(3)電化學氧化技術。在外部電場作用下，通過一定的化學反應，電化學過程或物理過程在特定反應器中産生一定量的自由基，利用強氧化性能降解廢水中的污染物。自由基。電化學技術的特點是(shì)易于控制，無污染或污染少，靈活性高。

M.Kennedy[10]指出電化學法對印染廢水脫色效果很好。當電化學反應器主流中Fe2+的質量濃度爲200-500mg/L時，色度、COD和BOD的去(qù)除率分别爲90%-98%、50%和70%。然而，這種可溶性電極氧化方法的電極消耗過大，因此發展新型電極已成爲研究的熱點之一。賈金平等[11]采用活性炭纖維和鐵的複合電極降解各種模拟印染廢水，取得了良好的效果。雷陽明等。[12]以PbO 2/Ti爲陽極處理模拟印染廢水。色度和COD去(qù)除率分别爲99.5%和78.6%。

2.1.4高效的生物處理技術

印染廢水的二級出水污染物不可生物降解，難以生物降解。生物學方法的重點是(shì)開發一種新的生物反應器，加強生物技術，進一步消除COD和色度。

(1)曝氣生物濾池(BAF)。印染廢水經二級生化處理後，COD、BOD較低。在曝氣生物濾池填料上生長的假單胞菌、芽孢杆菌等營養不良微生物比表面積大，對廢水中有機物的親和力強。對BAF處理印染廢水的二級出水進行了研究。水解酸化+好氧工藝後，加入BAF深度處理工藝。進水COD小于200mg/L時，水力負荷爲1.0-2.0m3/(m2.h)，空水比爲(2-3)：1，出水COD去(qù)除率大于50%，達到一級排放(fàng)标準。曝氣生物濾池生物濃度高，有機負荷大，處理效果穩定，出水水質好。濾料中濾料的粒徑越小，處理效果越好，但(dàn)粒徑越小，工作周期越短，濾料的易清洗性越差，相(xiàng)應的反洗水量也會增加。因此，充分發揮曝氣生物濾池的作用的關鍵是(shì)選擇合适的過濾介質尺寸。

(二)流動床生物膜反應器(mbbr)。mbbr是(shì)一種新型的生物膜反應器。在反應器的填料上添加了微生物。填料懸浮在反應器中，與混合物一起流動。因此，反應器中的氣體、水和填料可以完全接觸，有機污染物的氧利用率和傳質效率，生物膜活性高，老化的生物膜容易從填料表面脫落。mbbr還有不需要反向沖洗、沖擊負荷大、水質穩定等優點。[14]

目前，關于MBBR工藝處理印染廢水的研究很少。 霍桃梅[15]發現(xiàn)MBBR用于處理印染廢水時對COD和氨氮具有良好的去(qù)除效果。進水COD從約200 mg / L降至50 mg / L以下，氨氮從10 mg / L降至2 mg / L以下，但(dàn)色度去(qù)除率僅爲25%。

印染廢水中有機污染物種類繁多，生物填料上的多菌系統具有很強的降解能力，因此MBBR作爲一種先進的處理工藝，對有機物濃度較低的二級生化處理廢水具有很大的優勢。今後，MBBR在印染廢水深度處理中的研究和應用可作爲一個發展方向。

(三)膜生物反應器(mbr)。采用膜生物反應器膜分離(lí)和生物降解相(xiàng)結合的方法，去(qù)除廢水中殘留的大部分鳕魚、色度和全部污染物。然後通過進一步處理，通過nf(ro)工藝去(qù)除大部分鹽度，使流出的水質普遍滿足再利用的要求。"戴舒"等用于處理印刷和染色廢水，外用mbr(由有氧反應器和超濾膜組成)進行再利用。結果表明，該系統的去(qù)除率達到99%。導電性去(qù)除率97&lock;GT;.P. Schoeberl等人[17]首先使用mbr和nf處理印染廢水，廢水的水質達到了水再利用的目标，但(dàn)考慮到技術上的困難和高昂的經濟成本，uf被用來取代nf。好的結果。mbr的優點是(shì)工藝流程短，面積小，流出水質穩定，缺點與膜分離(lí)技術相(xiàng)似，主要是(shì)由于膜污染造成膜壽命短，高河電力消耗成本高。

2.2印染廢水深度處理和再利用一體化工藝

2.2.1傳統工藝組合工藝

由于印染廢水水質複雜(zá)，廢水的再利用不可能通過單一技術實現(xiàn)。因此，有必要将各種方法有機地結合起來，并采用綜合處理的組合過程。Xiaojun Wang等[18]采用臭氧聯合生物法處理印染廢水。臭氧氧化後，廢水B / C從0.18增加到0.36，COD和色度去(qù)除率也增加。黃瑞敏等。[19]研究了混凝脫色-曝氣生物濾池-離(lí)子交換組合工藝處理針織棉染色廢水。出水色度去(qù)除10倍以下，COD小于20 mg/L，SS小于2 mg/L，濁度小于3 NTU。郭召海等人研究了o3氧化與生物過濾結合過程對印染廢水的影響，發現(xiàn)O3生物過濾結合技術對化學氧化、吸附和生物降解的協同作用有很好的作用。具有操作成本低、無濃度溶液、殘留污泥少等優點。單一技術用于高級治療。難以同時解決脫色，COD還原和除鹽等問題。結合各種單一技術可以獲得更好的治療效果，并确保充分利用每種技術的優勢，改善污染物。去(qù)除率。

2.2.2膜技術與傳統技術的融合

印染廢水的組成複雜(zá)。例如，如果利用膜技術處理印染廢水，必須選擇适當的預處理技術，防止廢水中的膠體、有機物、懸浮物對膜造成污染。A. Bes-Piá等人[20]利用o3和nf的組合工藝處理生化處理後的印染廢水，o3用于氧化導緻膜污染的有機物。水釋放(fàng)的各種指标均能滿足再利用标準。M.在對生産車間的直接廢水進行物理預處理後，Marcucci等人利用絮凝沉澱、o3氧化和uf進行了後續的深度處理。整個過程的色度去(qù)除率爲93%，鳕魚去(qù)除率爲66%。膜污染問題限制了膜技術在印染廢水處理中的應用，以及使用o3氧化等預處理方法控制膜污染，從而提高膜的壽命，降低處理成本，是(shì)今後深入處理印染廢水的主要趨勢。

2.2.3集成膜處理和再利用過程

國外許多研究表明，将不同的膜分離(lí)技術相(xiàng)結合，形成一體化的膜工藝，是(shì)印染廢水深度處理的重要方向。M.Marcucci等人[21]印染廢水經砂濾和超濾處理後，再經納濾或反滲透處理。實驗表明，采用納濾或反滲透作爲深度處理方案是(shì)可行的。反滲透廢水可在任何印染工藝中重複使用。納濾在脫鹽脫礦方面不如反滲透，但(dàn)運行成本低于反滲透。

開發了"臭氧催化氧化+cmf+ro"工藝，并完成了1,500-m3/D的印染廢水膜再利用示範項目。o3催化氧化系統主要用于去(qù)除水中難降解的可生物降解有機污染物的鳕魚和色度，其去(qù)除率分别爲30~40和90。臭氧催化水氧化成連續超濾(cmf)系統，流出水質穩定，鳕魚穩定在40毫克/升左右，濁度爲0.4 ntu，污染指數(sdi)爲3。經反滲透處理後，污水Cod<unk>10 mg/l,導電性<gt;10.5μs/cm,ss和色度均爲0，均符合推薦的高水質标準。通過質量分離(lí)和質量分離(lí)再利用，廢水再循環率達到或超過總處理水量的75%。

這些研究表明，未來先進的污水處理技術的發展方向，即充分利用各種工藝技術的集成，提高污水處理的程度，達到污水循環利用的最終目标。

3 結語和展望

印染廢水對我國水環境構成嚴重威脅。随着人們環保意識的增強，印染廢水的深度處理和回用越來越受到政府的重視。印染廢水的深度處理有多種單一技術，各有優缺點，但(dàn)難以達到排放(fàng)再利用标準。根據印染廢水水質的特點，合理選擇和優化綜合處理工藝是(shì)必要的。膜分離(lí)技術是(shì)印染廢水深度處理的重要研究方向。未來的研究可以基于單位技術的改進，包括生化和物理處理的改進，耐火(huǒ)有機物處理的改進，膜成分污染的控制。形成了一套排水水質标準，高複用率，高效、經濟的印染廢水複用一體化技術。