高慶國

（河南省對外科技交流中心，河南 鄭州 450003）

典型印染行業(yè)廢水污染特征及處理工藝應(yīng)用

高慶國

（河南省對外科技交流中心，河南 鄭州 450003）

印染廢水因產(chǎn)品方案和原料不同，所采用的前處理、染色工藝、所用染料和助劑也不同，其廢水污染物種類和濃度相差很大?；诖?，以高檔面料印染廢水為例，重點(diǎn)研究高檔面料印染廢水產(chǎn)生特征、國內(nèi)常用的印染廢水處理工藝，并進(jìn)行典型企業(yè)印染廢水處理工藝設(shè)計(jì)。

印染行業(yè)；廢水；特征；處理工藝

印染行業(yè)是水污染的主要行業(yè)之一，“十三五”期間，隨著國家“水十條”的頒布實(shí)施，以“環(huán)境質(zhì)量改善為核心”的各項(xiàng)水污染防治制度相繼出臺，印染行業(yè)廢水亟需實(shí)行全行業(yè)廢水深度治理，提高工業(yè)廢水回用率，減少廢水污染物排放量。由于印染行業(yè)采用的原料不同，不同纖維（棉、毛、絲、麻、滌綸、腈綸、氨綸和錦綸等）所采用的前處理和染色工藝不同，所用的染料和助劑也不同，故其污染物種類和濃度相差很大［1］，一直以來印染廢水是工業(yè)行業(yè)水治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 高檔面料印染廢水特征

印染行業(yè)工藝過程一般分為預(yù)處理、染色、印花、后整理等工序，因工序、使用的原輔材料、循環(huán)時(shí)間及對水質(zhì)的要求等不同，各工序廢水排放量和污染物排放情況具有較大的差異。印染廢水中的污染物質(zhì)主要來自纖維材料、紡織用漿料以及印染加工所用的染料、化學(xué)藥劑、表面活性劑、印染助劑和各類整理劑，也包括印染廢水處理過程中加入的處理劑（如絮凝劑）。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、堿性大，水質(zhì)變化大，含有毒有害成分及色度高等特點(diǎn)，屬難處理的工業(yè)廢水之一。

高檔面料加工中產(chǎn)生的工程廢水主要有退煮漂廢水、染色廢水、絲光廢水、后整理廢水、設(shè)備沖洗水和蒸汽冷凝水等，參照東華大學(xué)對全國紡織印染行業(yè)的源強(qiáng)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各工段廢水中的主要污染物產(chǎn)生濃度詳見表1。此類廢水中的污染物主要來自：①天然纖維本身雜質(zhì)；②織造過程中坯布上面的漿料；③染色過程中剩余的染料及相應(yīng)的助劑。其特點(diǎn)可以歸納為：①廢水中有機(jī)物含量較高，通常經(jīng)調(diào)節(jié)后COD為800～2 000mg/L，COD的組成有殘余染料、助劑、漿料等；②廢水的可生化性差，BOD/COD值很低，一般在0.3左右，屬于較難生物降解的廢水，BOD一般小于500mg/L；③棉印染前處理時(shí)，不管退漿、煮煉還是絲光都是在90℃左右高溫下處理，總?cè)菊麖U水pH在10～11，堿性較高；④染整工藝中染料平均上染率在90%，而剩余的10%基本均殘留在染整廢水中，這造成染整廢水色度較高。根據(jù)不同染料和工藝，一般處理前色度在200～500倍。

為提高印染廢水的清潔生產(chǎn)水平，從源頭減少污染物的排放量，加大水循環(huán)率，對于以上各工段產(chǎn)生的廢水，企業(yè)在實(shí)際水污染控制管理中，需按照“污污分流、清污分流”的原則進(jìn)行治理及回用。其中，絲光工段后段水洗水經(jīng)簡單過濾后可回用于退煮漂工段；絲光堿回收濃堿液可回用至絲光工段，堿回收過程中產(chǎn)生的冷凝水回用至退煮漂工段；蒸汽烘干產(chǎn)生的冷凝水集中收集回用至絲光配堿和印染配色；復(fù)漂廢水全部回用至退煮漂工段。污染物濃度較高的退煮漂，絲光前段洗滌水，染色、印花、后整理等廢水，以及設(shè)備沖洗水和生活污水經(jīng)混合后送至廠內(nèi)污水處理站進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排入外環(huán)境。

表1 高檔面料加工中各生產(chǎn)工段廢水產(chǎn)生情況一覽表

2 國內(nèi)常用的印染廢水處理技術(shù)

針對棉印染廢水的以上特點(diǎn)，20世紀(jì)70年代前后，我國首先在東部沿海紡織工業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)開展印染廢水處理的研究和工程實(shí)施。由于當(dāng)時(shí)棉紡印染產(chǎn)品主要以棉花纖維為主，廢水可生物降解性較好，一般BOD5/COD為0.30～0.35，經(jīng)活性污泥法處理后可獲得滿意的效果，其COD去除率一般為65%～75%，BOD5去除率為90%～95%，色度去除率為50%～60%。隨后，印染廢水處理開發(fā)出生物膜法的生物接觸氧化法、塔式生物濾池等技術(shù)，生物接觸氧化法獲得較快的發(fā)展和應(yīng)用。但是，隨著棉印染產(chǎn)品中化學(xué)纖維數(shù)量的不斷增加，使廢水的可生物降解性能逐漸變差，使得原有的生物處理系統(tǒng)去除能力有所降低，隨后又采用生化法串聯(lián)化學(xué)處理的方法來達(dá)到排放要求?；瘜W(xué)處理中以化學(xué)投藥法為主，主要采用混凝沉淀和混凝氣浮，實(shí)際中混凝沉淀法運(yùn)行管理較為簡單，采用生化與物化聯(lián)合治理工藝，可以充分發(fā)揮生物法去除大部分有機(jī)污染物，而剩余有機(jī)污染物和色度則由化學(xué)法承擔(dān)，這樣可以減少藥劑投加量，使處理成本降低。

結(jié)合《印染廢水污染防治技術(shù)指南》（國家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司編著），目前國內(nèi)棉紡染整廢水處理典型流程見圖1。

圖1 國內(nèi)棉紡染整廢水處理典型工藝圖1 國內(nèi)棉紡染整廢水處理典型工藝

3 典型企業(yè)印染廢水處理工藝設(shè)計(jì)

3.1 廢水處理工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)國內(nèi)典型企業(yè)的調(diào)研及文獻(xiàn)分析，印染行業(yè)廢水處理工藝目前較為成熟，生化出水濃度普遍可以達(dá)到120mg/L以下，在增加絮凝劑、脫色劑使用量的基礎(chǔ)上可以達(dá)到70～80mg/L。當(dāng)其進(jìn)水COD 1 000mg/L、出水COD 120mg/L時(shí)，噸水處理成本約為1.3元。隨著其出水濃度的降低，噸水處理成本也逐漸增加，在污水處理站出水COD每下降20mg/L，污水處理成本增加0.2元/t。以某典型高檔面料加工印染企業(yè)為例，對其廢水處理工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目位于工業(yè)園區(qū)內(nèi)，其需處理印染綜合廢水總量為3 500m3/d，擬采用“混凝沉淀+水解酸化+生物接觸氧化”的處理技術(shù)，以達(dá)到園區(qū)集中污水處理廠接管水質(zhì)要求。污水處理工藝流程見圖2。

圖2 某典型印染企業(yè)污水處理工藝流程示意圖

3.2 廢水處理工藝的特點(diǎn)

3.2.1 混凝沉淀?；炷恋硎怯∪緩U水處理的重要方法，可有效除去水中疏水性染料物質(zhì)及部分親水性染料物質(zhì)，大大減輕后續(xù)生物處理的壓力。一般PAC等混凝劑對以膠體或懸浮狀存在于廢水中的染料有良好的混凝效果。這一類染料主要包括疏水性、不溶性染料，如分散染料、活性染料、還原性染料及水溶性染料中分子量較大的一部分直接染料等，生化前混凝沉淀對COD、BOD5、色度的去除效率分別可達(dá)到30%～60%、15%～40%、40%～50%［2］。

3.2.2 水解酸化池。水解酸化池可明顯提高BOD5/ COD比值，增強(qiáng)廢水可生化性。參與水解酸化的微生物主要是水解菌和產(chǎn)酸菌，它們均為兼氧菌，由于產(chǎn)甲烷菌的生長速度和水解菌、產(chǎn)酸菌的生長速度不同，控制系統(tǒng)的最佳水力停留時(shí)間，利用水流動(dòng)的淘洗作用，就能抑制產(chǎn)甲烷菌的生長，充分利用兼氧菌將廢水中的染料、漿料等大分子、雜環(huán)類有機(jī)物分解為低分子有機(jī)物，破壞染料分子的有色基團(tuán)，水解酸化池對COD、BOD5、色度的去除效率分別可達(dá)到15%～35%、10%～30%、30%～80%［2］。

3.2.3 生物接觸氧化。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)機(jī)曝氣供給，生物膜生長至一定厚度后，填料壁的微生物會因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長，此時(shí)脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點(diǎn)：①由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；②由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；③剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便。生物接觸氧化對COD、BOD5、色度的去除效率分別可達(dá)到55%～70%、85%～95%、35%～50%［2］。

3.3 處理效果及經(jīng)濟(jì)可行性

工程印染綜合廢水經(jīng)該工藝處理后，廢水水質(zhì)可達(dá)到COD＜150mg/L，BOD＜30mg/L，SS＜95mg/L，NH3-N＜5.0mg/L，色度＜50倍，可以達(dá)到園區(qū)集中污水處理廠接管水質(zhì)要求。該污水處理站運(yùn)行費(fèi)用約為150萬元。

4 結(jié)語

“十三五”期間，在社會各部門形成合力，打好“水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)”落實(shí)“水十條”的過程中，印染廢水因有機(jī)物濃度高、色度高［3］等也受到重點(diǎn)關(guān)注。本文僅從高檔面料印染廢水的廢水產(chǎn)生特征、國內(nèi)廢水治理工藝等進(jìn)行初步探討，并以典型企業(yè)印染廢水治理工藝設(shè)計(jì)為例，從處理工藝設(shè)計(jì)、處理效率及經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行了探討，尚缺少對印染廢水深度治理工藝、處理效率及經(jīng)濟(jì)可行性的研究分析。

［1］馬春燕，譚書瓊，奚旦立，等.印染廢水處理原則及方法［J］.印染，2010（16）：30-32.

［2］HJ471-2009.紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］邱憲鋒.淺談?dòng)∪緩U水處理的原則與方法［J］.資源節(jié)約與環(huán)保，2016（2）：2.

Typical Printing and Dyeing Industry Wastewater Pollution Characteristics and Treatment Technology Application

Gao Qingguo
（Henan Science&Technology Exchange Center with Foreign Countries，Zhengzhou Henan 450003）

Printing and dyeing wastewater because of different product solutions and raw materials,the use of pretreatment,dyeing process,the use of dyes and auxiliaries are different,and the types and concentrations of pollutants in wastewater are very different.Based on this,taking high-grade fabric printing and dyeing waste water for example, high-grade fabric printing and dyeing wastewater characteristics and the domestic use of printing and dyeing waste?water treatment process were mainly studied,and the typical enterprise printing and dyeing wastewater treatment pro?cess was designed.

printing and dyeing industry；wastewater；characteristics；treatment technology

X791

A

1003-5168(2016)09-0134-03

2016-08-16

高慶國（1958-），男，高級工程師，研究方向：化工工藝研究。