余　雁

[摘要]文章概述工業(yè)印染廢水的來源及廢水的產生和排放情況，對印染廢水處理工藝進行比較和分析，并結合工程實例提出良好的建議。

[關鍵詞]印染廢水；物化法；生化法；強化生物吸附

[作者簡介]余雁，廣東新大禹環(huán)境工程有限公司工藝工程師，研究方向：生活污水、工業(yè)廢水處理，廣東廣州．82313796

[中圖分類號]X791[文獻標識碼]A[文章編號]1007-7723(2009)05—0034—0004

一、印染生產概況

(一)概念

印染工藝指在生產過程中對各類紡織材料償千維、紗線、織物)進行物理和化學處理的總稱，包括對紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過程，統(tǒng)稱為印染工藝。

根據產品使用原料的不同可以劃分為：棉紡織印染、麻紡織印染、毛紡織染整、絲綢印染和其他印染。

(二)化學品的使用

1染料

染色過程中能使纖維獲得色澤的物質稱為染料。染料一般能直接溶于水或通過化學處理而溶于水，對纖維有一種結合能力(親和力)，并在織物上有一定的色牢度。染料對纖維的染色，包括面很廣，而且各種染料對各種纖維的染色情況也各不相同。根據其性質和應用可以分為：直接染料、不溶性偶氮染料、活性染料、還原染料、可溶性還原染料、硫化染料、分散染料、酸性染料、金屬絡合染料、陽離子染料、媒介染料、酞菁染料、氧化染料、縮聚染料等。

2助劑

染整助劑是能縮短加工周期、提高產品質量、改善產品性能，在染整過程中投加的藥劑，主要包括表面活性劑、金屬絡合劑、還原劑、樹脂整理劑和染色載體等。其種類繁多，按其應用可列舉以下幾類：潤濕劑和滲透劑類，乳化劑和分散劑類，起泡劑和消泡劑類，金屬絡合劑類，勻染劑、染色載體和固色劑類，還原劑、拔染劑、防染劑和剝色劑類，粘合劑和增稠劑類，柔軟劑和防水劑類，上漿硬挺整理劑類，樹脂整理劑和熒光增白劑類，防靜電類，阻燃整理類，羊毛防縮和防蛀類，防霉防臭整理劑類，防油易去污類。

二、印染廢水來源、水質及水量

(一)來源

印染加工的四個工序都要排出廢水，預處理階段泡括退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水；染色工序排出染色廢水；印花工序排出印花廢水和皂液廢水；整理工序則排出整理廢水。通常所說的印染廢水是以上各類廢水的混合廢水，或除漂白廢水以外的綜合廢水。

(二)水質及水量

印染廢水的水質隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異，污染物組分差異很大。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點。一般印染廢水pH值為6～10，CODCr為400～1000mg／L，BOD5為100～400mg／L，SS為100—200mg／L，色度為100～400倍。但當印染工藝、采用的纖維種類和加工工藝變化后，廢水水質將有較大變化。近年來由于化學纖維織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染后整理技術的進步，使PVA漿料、人造絲堿解物(主要是鄰苯二甲酸類物質)、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其CODCr濃度也由原來的數百mgm上升到2000—3000mg／L以上，BOD5增大到800mg／L以上，pH值達11.5～12，從而使原有的生物處理系統(tǒng)CODCr去除率從70％下降到50％左右，甚至更低。印染各工序的排水情況一般是：

1退漿廢水：水量較小，但污染物濃度高，其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、淀粉堿和各種助劑。廢水呈堿性，pH值為12左右。上漿以淀粉為主的(如棉布)退漿廢水，其COD、BOD值都很高，可生化性較好；上漿以聚乙烯醇(PVA)為主的(女口滌棉經紗)退漿廢水，COD高而BOD低，廢水可生化性較差。

2煮煉廢水：水量大，污染物濃度高，其中含有纖維素、果酸、蠟質、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等，廢水呈強堿性，水溫高，呈褐色。

3漂白廢水：水量大，但污染較輕，其中含有殘余的漂白劑，少量醋酸、革酸、硫代硫酸鈉等。

4絲光廢水：含堿量高，NaOH含量在3％～5％，多數印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收NaOH，所以絲光廢水一般很少排出，經過工藝多次重復使用最終排出的廢水仍呈強堿性，BOD、COD、ss均較高。

5染色廢水：水量較大，水質隨所用染料的不同而不同，其中含漿料、染料、助劑、表面活性劑等，一般呈強堿性，色度很高，COD較BOD高得多，可生化性較差。

6印花廢水：水量較大，除印花過程的廢水外，還包括印花后的皂洗、水洗廢水，污染物濃度較高，其中含有漿料、染料、助劑等，BOD、COD均較高。

7整理廢水：水量較小，其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。

8堿減量廢水：是滌綸仿真絲堿減量工序產生的，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75％。堿減量廢水不僅pH值高(一般>12)，而且有機物濃度高，堿減量工序排放的廢水中COD2Cr可高達9萬mg／L，高分子有機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廢水。

三、印染廢水的常用處理單元

印染廢水處理常用的方法主要分為兩大類：物化法和生化法。

(一)物化處理技術簡介

物化法是在污水中加入絮凝劑、助凝劑，在特定的構筑物內進行沉淀或氣浮，去除污水中的污染物的一種化學物理處理方法。但該類方法由于加藥費用高、去除污染物不徹底、污泥量大并且難以進一步處理，會產生一定的“二次污染”，一般不單獨使用，僅作為生化處理的輔助工藝。常用的物化處理單元主要有：絮凝沉淀、氣浮、吸附、過濾。

1粲凝沉淀

絮凝沉淀通過加入絮凝劑、助凝劑，使膠體在一定的外力擾動下相互碰撞、聚集，形成較大絮狀顆粒，從而使污染物被吸附去除。常用的處理設施有：豎流沉淀池、斜管沉淀池、輻流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染廢水處理中常用，一般可去除40％～50％的CODcr、60％～80％的色度。

2氣浮

氣浮是以微小氣泡作為載體，粘附水中的雜質顆粒，使其密度小于水，然后顆粒被氣泡攜帶浮升至水面與水分離去除的方法。主要設施有：傳統(tǒng)溶氣氣浮、CAF渦凹氣浮、超淺層氣浮等。氣浮在印染廢水處理中常用，一般可去除40％～50％的CODcr、60％～80％的色度。

3吸附

吸附是利用固體表面的分子或原子因受力不均勻而具有多余的能量，當污染物碰撞到固體表面時，受到吸引而停留在固體表面的過程。常用的有：活性炭、硅藻土、樹脂吸附劑等。

4過濾

過濾是去除化學沉淀和生物過程未能去除的微細顆粒和膠體物質。主要有：各類濾池、各種膜材過濾器等。過濾在印染廢水處理中不常用，除非回用水的深度處理或針對某些難降解化合物的處

理。

(二)生化處理技術介紹

生化法是利用微生物的作用，使污水中有機物降解、被吸附而去除的一種處理方法。由于其具有降解污染物徹底、運行費用相對低、基本不產生“二次污染”等特點，被廣泛應用于印染污水處理中。生化處理技術主要分為厭氧和好氧。厭氧包括：水解酸化、UASB等；好氧主要包括：生物膜法、活性污泥法等。

1厭氧技術

厭氧技術是在無氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧菌降解有機污染物，最終產物是二氧化碳和甲烷。厭氧生物反應通常被劃分成兩個階段過程：第一階段是水解酸化階段，第二階段是甲烷發(fā)酵階段。在印染廢水處理中常將厭氧控制在水解酸化階段，來降解廢水中部分污染物，同時提高廢水的可生化性。即印染廢水中常用的水解酸化工藝，一般CODcr去除率為20％～40％，色度去除率可達40％～70％。

2好氧技術

好氧技術是由好氧微生物降解污水中有機污染物，最終產物為水和二氧化碳。在印染廢水中常用的主要有：活性污泥法、接觸氧化法，一般CODcr去除率為55％～88％。

四、生物吸附、強化生物吸附法

(一)生物吸附

一般把活性污泥作用分為三步：第一步，在活性污泥與廢水接觸的初期，通過附聚、吸附、吸收作用使水中有機物含量迅速降低；第二步，是活性污泥對有機物的氧化分解，用來使細菌生長，維持微生物的新陳代謝；第三步，沉淀分離。其中第一步是物理、化學、生物作用共同產生的結果，這一過程的綜合作用——附聚、吸附、吸收作用稱為生物吸附。生物吸附的特點：

1生物吸附段中存活大量的細菌，而且還不斷地進行繁殖、適應、淘汰、優(yōu)選等過程，從而能夠培育出適應性和活性都很強的微生物群體。本工藝不設初沉池，使原廢水中的微生物全部進入系統(tǒng)，使吸附再生段成為一個開放式的生物動力學系統(tǒng)。

2生物吸附段負荷較高，有利于增殖速度快的微生物增長繁殖，而且在這里成活的只能是抗沖擊能力強的原核細菌，其他微生物都不能存活。

3廢水經生物吸附段處理后，其可生化性大大提高，有利于后續(xù)處理單元的工作。

4生物吸附段污泥產率較高，吸附能力強，重金屬、難降解物質等，都可以通過污泥的吸附作用而得到去除。

5生物吸附段對有機物的去除，主要是靠污泥絮體的吸附作用，生物降解只占三分之一左右。由于物理化學作用占主導作用，因此，吸附段對毒物、pH值、負荷以及溫度的變化都有較強的適應性。

(二)強化生物吸附法預處理

混凝沉淀與生物吸附兩種預處理方法均有效果，但因混凝沉淀的投藥量較大、工作量較大、操作復雜，而生物吸附的投藥量較少、處理效果較好，故根據印染廢水CODer濃度較高、pH偏高的特點，我們提出強化生物吸附法即生物吸附結合混凝沉淀作為預處理手段。利用污泥絮體的強吸附作用，吸附廢水中的污染物質和難降解物質；同時補充一定量的混凝藥劑進行混凝反應，反應后的混合液進入吸附沉淀池進行沉淀分離。這樣，一方面可以減少混凝藥劑的投加量，降低運行費用；另一方面，可以減少處理工藝中污泥總量的產生量，減少處理費用。

五、工程實例

(一)工程概況

某紡織企業(yè)從事棉紗、坯布及牛仔布的生產、銷售及分銷，生產區(qū)每日24小時輪班工作。該企業(yè)第三生產區(qū)的生產廢水主要來源于棉紡車間。生產過程中使用各種染料和化學助劑。其排放的廢水COD變化范圍大，最高為1350mg／l。造成COD變化的原因在于生產過程中，使用染料的種類以及量的變化所致。根據相應環(huán)保法規(guī)要求，為了盡量減少工業(yè)廢水的污染，保證廢水達標排放，該企業(yè)對生產廢水進行處理，工程總處理規(guī)模10000m3／d。

(二)設計水量、水質

設計水量：10000m3／d

設計進水水質及排放標準。

(三)設計工藝流程：該廢水采用“強化生物吸附+水解酸化+活性污泥+接觸氧化+二沉+混凝沉淀+過濾”處理工藝

來自車間的廢水進入曝氣調節(jié)池，然后利用污泥絮體的強吸附作用，吸附廢水中的污染物質和難降解物質；同時補充一定量的混凝藥劑進行混凝反應，反應后的混合液進入吸附沉淀池進行沉淀分離。

吸附沉淀池出水自流進入水解酸化池，對廢水進行水解酸化，提高廢水的可生化性，將不溶性有機物轉化為可溶性有機物，大分子物質分解成小分子物質，降解部分有機物，并提高后續(xù)處理的處理效果。水解酸化池出水進入活性污泥池、接觸氧化池，進行生物降解，用鼓風機進行曝氣。

出水進入二沉池，進行沉淀分離，沉淀后的出水進入混凝沉淀池對難降解的有機物進一步去除，最后流入濾池，使出水達到排放標準。

(四)主要構筑物設計參數

1曝氣調節(jié)池

水力停留時間14.4h；有效容積6000m3。

2吸附反應池

水力停留時間0.7h；有效容積280m3。

3吸附沉淀池

表面負荷0.96m3／m2·h；水力停留時間3.7 h。

4水解酸化池

水力停留時間6.1h；有效容積2560m3。

5活性污泥池

水力停留時間8.5 h；有效容積3550m3。

6接觸氧化池

水力停留時間8.3h；有效容積3475m3。

7二沉池

采用輻流式沉淀池。表面負荷0.72m3／m2·h；停留時間4h。

8混凝沉淀池

表面負荷1.3m3／m2·h；水力停留時間2.5 h。

9過濾池

過濾速度6m／h；停留時間0.7h；有效容積273m3。

10清水池

總停留時間0.3h；有效容積115m3。

(五)投資與運行成本

1投資。該工程總投資為1360萬元，噸水投資1360元。

2運行成本。直接運行成本(不含折舊和檢修)為301.31萬元／年(平均)，折合0.84元／噸水。

(六)工程調試及運行情況

調試初期在吸附反應池、吸附沉淀池、混凝沉淀池的混凝劑、絮凝劑的投加量較大，并在水解酸化池、活性污泥池、接觸氧化池接種了大量微生物并投加營養(yǎng)物培養(yǎng)微生物，然后逐步減少混凝劑、絮凝劑和營養(yǎng)物投加量。調試完成后，經檢測，出水達到設計要求。該工程目前運行良好，穩(wěn)定達標。

當地環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測結果見表2。

六、結語

物化法和生化法中的多種處理單元均可應用于印染廢水處理。

“強化生物吸附+厭氧水解酸化+好氧生化處理”為主體的工藝是一種成熟可靠、經濟適用的印染廢水處理技術。