紡織印染廢水

印染污水的特性 ^[1] 

紡織印染行業是工業污水排放大户，污水中主要含有紡織纖維上的污物、油脂、鹽類以及加工過程中附加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸鹼等。

廢水特點是有機物濃度高、成分複雜、色度深且多變，pH變化大，水量水質變化大，屬難處理工業廢水。隨着化學纖織物的發展，仿真絲的興起和印染後整理要求的提高，使PVA漿料、人造絲鹼解物、新型染料、助劑等難降解有機物大量進入紡織印染廢水，對傳統的廢水處理工藝構成嚴重挑戰，COD濃度也從原來的數百毫克每升上升到3000～5000mg/l。

漿染廢水色度高、COD高，特別是根據國外市場開發出來的絲光藍、絲光黑、特深藍、特深黑等印染工藝，該類印染大量使用硫化染料、印染助劑硫化鈉等，因此廢水中含有大量的硫化物，該類廢水必須加藥預處理，然後再進行系列化處理，才能穩定達標排放。漂染廢水中含有染料、漿料、表面活性劑等助劑，該類廢水水量大，濃度和色度均較低，如果單純採用物化處理，則出水也在100～200mg/l之間，色度也能以滿足排放要求，但污染量大大增加，污泥處理的費用較高，容易造成二次污染，在環保要求較嚴的情況下應充分考慮生化處理系統，常規的強化生物處理工藝可以滿足處理要求。

主要有混疑沉澱法和混疑氣浮法，所採用的混疑劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以鹼式氯化鋁（PAC）的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵的價格為最低。國外採用高分子混疑劑者日益增加，且有取代無機混疑劑之勢，但在國內因價格原因，使用高分子混疑劑者還不多見。據報道，弱陰離子性高分子混疑劑使用範圍最廣，若與硫酸鋁合用，則可發揮更好的效果。混疑法的主要優點是工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資省、佔地面積少、對疏水性染料脱色效率很高;缺點是運行費用較高、泥渣量多且脱水困難、對親水性染料處理效果差。

臭氧氧化法在國外應用較多，Zima S.V.等人總結出了印染廢水臭氧脱色的數學模式。研究表明，臭氧用量為0.886gO3/g 染料時，淡褐色染料廢水脱色率達80%;研究還發現，連續運轉所需臭氧量高於間歇運行所需臭氧量，而反應器內安裝隔板，可減臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脱色，宜設計成間歇運行的反應器，並可考慮在其中安裝隔板。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脱色效果，但對硫化、還原、 塗料等不溶於水的染料脱色效果較差。從國內外運行經驗和結果看，該法脱色效果好，但耗電多，大規模推廣應用有一定困難。 光氧化法處理印染廢水脱色效率較高，但設備投資和電耗還有待進一步降低。

電解對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果，脱色率為50%～70%，但對顏色深、CODcr高的廢水處理效果較差。對染料的電化學性能研究表明，各類染料在電解處理時其CODcr去除率的大小順序為：硫化染料、還原染料＞酸性染料、活性染料＞中性染料、直接染料＞陽離子染料，這種方法正在推廣應用。

印染廢水的常規處理方法一般分為生化+物化和物化+生化兩大類處理工藝?但由於缺少水解酸化單元?實際運行中存在好氧生化單元反應不夠徹底?導致後續物化處理費用偏高的問題。在傳統的好氧生物處理裝置前增加水解酸化處理的“水解+好氧” 串連工藝?可以使印染廢水中難以降解的有機物進行水解?生成為較易生物降解的物質?改善廢水的可生物降解性?從而提高傳統流程的COD去除率。國內許多新建的印染廢水處理裝置(包括生活污水和印染廢水集中處理)均採用由這一工藝開發的“水解一好氧” 生物處理工藝?已取得了明顯的環境效益和經濟效益。

印染工藝的四個工序都有廢水排放，硫酸亞鐵預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)排出的退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水；染色工序排出的染色廢水；印花工序排出的印花廢水、皂液廢水；整理工序排出的整理廢水。印染廢水是上述各類廢水的混合廢水，或者除漂白廢水以外的綜合廢水。

染料是一種難降解的合成有機物，其分子結構中主要含有難以生物降解的吸引電子基團——偶氮基等。如果能夠脱除分子結構上的吸引電子取代基，使電子雙鏈等斷開，則後續的生物降解會很容易，且染料分子也失去了髮色基團。水解酸化降解染料有機物和脱色的機理在於，利用水解酸化微生物的酶促作用打斷偶氮基的電子雙鏈。這種生物降解過程需要多種酶的共同參與。水解過程中，水解污泥中生長的假單胞菌屬、氣單胞菌屬、紅螺菌屬的細菌具有較好的脱色能力。混合菌羣的脱色能力高於各單株菌，混合菌羣依靠協同作用，使染料的降解更完全、脱色更徹底。 採用水解酸化處理，可以緩衝、降低原污水的pH值，增加污水中可溶性COD的比重，從而提高後續好氧處理的COD去除率，同時還可以緩衝、調節可能發生的衝擊負荷影響，預防和克服後續活性污泥法處理過程中可能出現的污泥膨脹或絲狀菌過量生長，增強處理系統運行穩定性和可靠性。

印染廢水可生化性較差，僅僅依靠生化處理一般難以達到排放要求。為確保最終出水穩定達標排放，同時為了防止生化系統意外情況的發生，在生化系統之後增加一段物化工藝。通過投加混凝劑或脱色劑，去除廢水中殘留的色度，另外還可將膠體物質轉化為懸浮物，並連同廢水中殘餘的較小和較輕的懸浮物一道從水中分離除去?此外還可去除部分菌體的代謝產物，保證最佳的處理效果。加藥混凝之後的分離有沉澱和氣浮兩種，其中加壓溶氣氣浮法對染色廢水的處理有較好的脱色效果。此外，因氣浮分離能力約為沉澱分離能力的4-5倍，可大大減小分離區的面積，節省大量投資，且分離效果穩定，不受外界環境的影響，故選擇加壓溶氣氣浮法做為物化處理的措施。

隨着紡織印染工業的發展,印染廢水對環境的影響日益加驟,印染工業廢水的治理研發成果也不斷地得到轉化應用。

各類紡織印染廢水的特徵

(1)棉紡織印染廢水棉紡織物印染廢水(包括前處理工序、染色或印花及後整理工序)均為有機性廢水,主要成分為人工合成有機物及部分天然有機物,並含有一定量難生物降解物質。

(2)毛紡織印染廢水毛紡織產品染色過程中主要使用酸性染料,染料上染率較高,染色廢水的色度相對較低。毛紡織產品染色廢水可生物降解性較好,很適宜採用生物化學進行處理。

(3)絲紡織印染廢水真絲綢印染廢水為中性有機性廢水,可生物降解性好,廢水中有機物含量相對低些。

(4)麻紡織印染廢水麻紡纖維為纖維素纖維,其加工過程中產生脱膠廢水和印染廢水。麻紡產品生產過程中脱膠廢水為高濃度的有機性廢水,較易生物降解。麻紡織產品加工過程中排放的印染廢水與棉紡織印染廢水相近,只是色度略低。總之,各類印染廢水總體上屬於有機性廢水,其中所含的顏色及污染物主要有天然有機物質(天然纖維所含的蠟質、膠質、半纖維素、油脂等)及人工合成有機物質(染料、助劑、漿料等);由於不同纖維原料的織物在染色和印花過程中,染色溶液和印花溶液為電解質溶液,為更好地印染到不同的織物上,需要在不同pH值條件下進行,因此在印花和染色過程中排放廢水的pH值各不相同。不同纖維織物在印花和染色過程中使用的染料不同及其上染率不同,排放廢水的顏色也不相同。