賈艷萍， 姜 成， 郭澤輝， 張?zhí)m河， 張海豐

(東北電力大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院， 吉林 吉林 132012)

印染廢水深度處理及回用研究進(jìn)展

賈艷萍， 姜 成， 郭澤輝， 張?zhí)m河， 張海豐

(東北電力大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院， 吉林 吉林 132012)

針對(duì)印染廢水存在堿度大、成分復(fù)雜和可生化性差等問題，為優(yōu)化印染廢水的深度處理工藝，提高印染廢水的處理效率，分析了印染廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，闡述了印染廢水深度處理各階段(預(yù)處理、生化處理、深度處理)選用的主要工藝，對(duì)比了傳統(tǒng)深度處理法與膜技術(shù)對(duì)印染廢水中雜質(zhì)去除的選擇性差異。分析認(rèn)為：印染廢水預(yù)處理和生化處理工藝現(xiàn)已成熟，吸附法、高級(jí)氧化法可較好實(shí)現(xiàn)印染廢水深度處理，但印染廢水脫鹽回用已成為亟待解決的問題，膜分離技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高效脫鹽，然而單一膜技術(shù)卻存在膜污染、穩(wěn)定性差的不足；印染廢水深度處理應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)預(yù)處理/生化處理/多膜工藝的優(yōu)化組合工藝的研究。

印染廢水； 深度處理； 廢水回用； 脫鹽

印染行業(yè)是用水大戶，在水資源日益匱乏，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，水價(jià)持續(xù)上漲的形勢(shì)下，耗水量大、廢水排放量大成為困擾印染行業(yè)的兩大難題。印染廢水屬于難處理的工業(yè)廢水之一，具有堿度大、溫度高、成分復(fù)雜和可生化性差等特點(diǎn)，若將其排入水體，必將嚴(yán)重破壞受納水體環(huán)境[1]。隨著國家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，印染企業(yè)廢水排放指標(biāo)要求將更加嚴(yán)格，2017年年底將會(huì)實(shí)施對(duì)高排水及廢水處理不達(dá)標(biāo)的印染企業(yè)清理計(jì)劃[2]?？梢?，廢水處理能力將成為印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。本文根據(jù)印染廢水預(yù)處理、生化處理和深度處理3個(gè)處理階段進(jìn)行分類，綜述了印染廢水處理所用各工藝特點(diǎn)及其對(duì)印染廢水處理的研究現(xiàn)狀，以期為印染行業(yè)完善廢水處理與回用工藝提供參考。

1 印染廢水特點(diǎn)

印染廢水中含有染料、纖維、各種紡織漿料和助劑等，其中一些染料、漿料中無機(jī)鹽和有機(jī)物的濃度較高(特別是偶氮染料)[3]，所以泡沫較多，其顏色因所含染料種類多樣而呈現(xiàn)出混合色。其水質(zhì)特點(diǎn)因加工纖維及工序的差異有所不同，如表1所示[4-5]。此外，印染廢水中存有各種重金屬，如毛紡染整行業(yè)普遍使用鉻媒介染料，生產(chǎn)聚酯纖維和混紡織物的染整企業(yè)常用銻化合物作為催化劑等[2]，這些重金屬若排入水體，常此積累必會(huì)影響水體環(huán)境，并損害人類健康。然而，印染廢水傳統(tǒng)的處理工藝很難實(shí)現(xiàn)重金屬的有效去除。綜上，如何形成可應(yīng)用于不同水質(zhì)的印染廢水深度處理與回用工藝是印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

表1 各類纖維加工廢水水質(zhì)特點(diǎn)

2 印染廢水深度處理與回用現(xiàn)狀

印染廢水深度處理一般包括3個(gè)階段：預(yù)處理、生化處理和深度處理。預(yù)處理通過格柵/篩網(wǎng)—沉砂—pH值和溫度調(diào)節(jié)等步驟使廢水達(dá)到生化處理的進(jìn)水要求；生化處理則采用厭氧、好氧、厭氧/好氧/缺氧及其強(qiáng)化工藝(上流式厭氧污泥床(UASB)[6-7]、間歇式活性污泥法(SBR)[8-9]和曝氣生物濾池(BAF)[10]等)降解廢水中有機(jī)物；深度處理采用物理吸附、混凝沉降、高級(jí)氧化技術(shù)[11-12]和膜分離技術(shù)[13]等方法對(duì)生化處理后的出水色度、濁度、無機(jī)鹽等指標(biāo)進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)，滿足回用要求。

2.1 預(yù)處理

目前，印染廢水預(yù)處理過程主要有：格柵/篩網(wǎng)、沉砂和降溫等，針對(duì)不同水質(zhì)選用相應(yīng)的預(yù)處理方式，調(diào)節(jié)水質(zhì)，有利于減輕生化負(fù)荷，提高生化處理效率。

印染廢水中含有大量細(xì)小懸浮物質(zhì)(SS)，漂洗后還會(huì)產(chǎn)生泥砂，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)水泵造成磨損，沉砂過多更會(huì)降低構(gòu)筑物的池容，使得水力特性不能滿足設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重影響廢水處理效果[14]，因此在預(yù)處理過程中大顆粒雜質(zhì)及細(xì)小懸浮物質(zhì)的去除成為廢水處理效率提升的關(guān)鍵。格柵/篩網(wǎng)是廢水處理過程中常用的SS去除工藝，格柵通常用在水量大且成分復(fù)雜的廢水處理中，因?yàn)榇朔N廢水中SS密度較大，設(shè)置格柵可有效攔截較大的SS，提高處理能力，而且不易堵塞。篩網(wǎng)一般應(yīng)用于含有大量細(xì)小SS的廢水處理中，工程中可進(jìn)行格柵/篩網(wǎng)聯(lián)合應(yīng)用。沉砂池根據(jù)重力分離的原理而設(shè)計(jì)，主要包括平流式、旋流式和曝氣式3種。平流式沉砂池截留無機(jī)顆粒效果較好，但是當(dāng)顆粒表面有機(jī)物含量超過15%時(shí)，顆粒易發(fā)生腐敗，影響后續(xù)處理[15]；曝氣沉砂池彌補(bǔ)了平流沉砂池的不足，但其出水溶解氧較高，會(huì)對(duì)后續(xù)水解發(fā)酵等生化處理產(chǎn)生影響；旋流沉砂池因具有較高的有機(jī)物分離率、管理方便、和投資小等特點(diǎn)成為污水處理廠沉砂首選[16]。

在水質(zhì)調(diào)節(jié)方面，印染廢水水質(zhì)變化劇烈、溫度和堿度高，若將其直接引入生化處理階段，會(huì)對(duì)生化池中活性污泥或生物膜中微生物產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊，甚至死亡，直接影響廢水處理效果，因此，必須考慮對(duì)印染廢水降溫、降pH值處理。廢水生化處理適宜pH值為4～6，可通過加酸進(jìn)行調(diào)節(jié)；溫度調(diào)節(jié)通常采用熱交換法，使水溫保持在38 ℃以下，不僅有利于微生物生長、提高處理效率，還可實(shí)現(xiàn)熱能再利用。

2.2 生化處理

印染廢水生化處理是利用異養(yǎng)菌強(qiáng)氧化作用礦化廢水中有機(jī)物的過程，由于印染廢水成分復(fù)雜，可生化性差，單純的厭氧和好氧工藝都無法滿足廢水處理要求，因此，厭氧-好氧優(yōu)化組合工藝成為目前生化處理的主流，在此基礎(chǔ)上，研究者針對(duì)兩工段進(jìn)行改良，開發(fā)出UASB、SBR和膜生物反應(yīng)器(MBR)[17]等新型生化處理工藝，應(yīng)用于印染廢水處理，效果顯著。近年來，研究者們通過菌種篩選后培育出各種脫色菌株，采用固定化微生物技術(shù)及工程菌強(qiáng)化手段對(duì)印染廢水進(jìn)行降解與吸附處理。Maria等[18]采用溶膠-凝膠法固定假單胞桿菌對(duì)偶氮染料進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)。觀察發(fā)現(xiàn)，在生物降解偶氮染料過程中，固定后的菌株所產(chǎn)生的胞外酶量是固定前的7倍，且重復(fù)進(jìn)行4次脫色實(shí)驗(yàn)后，對(duì)活性黑、甲基橙、芐橙的脫色率分別為75%、79%、83%。整體而言，固定化微生物技術(shù)保持了染料降解效率高、處理穩(wěn)定性強(qiáng)和易提純等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在微生物太小，與水分離難的缺點(diǎn)。程永前等[19-20]研究對(duì)比了白腐真菌對(duì)活性艷紅X-3B染料模擬廢水與實(shí)際染料廢水的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：白腐真菌對(duì)活性艷紅X-3B染料和實(shí)際染料廢水均有很好的降解效果，能有效去除廢水中的CODCr、BOD5，對(duì)其進(jìn)行曝氣培養(yǎng)與外加碳源可提高白腐真菌的脫色降解能力。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)白腐真菌細(xì)胞外液對(duì)染料廢水脫色能力的考察，證明了其對(duì)染料脫色的核心體系主要在細(xì)胞外。雖然白腐真菌不能徹底礦化染料廢水，但為后續(xù)的深度處理帶來了極大的方便。

2.3 深度處理與回用

由于印染廢水成分復(fù)雜、可生化性差，經(jīng)預(yù)處理和生化處理后，仍殘留一定量的難降解有機(jī)物。此外，僅通過預(yù)處理與生化處理工藝無法實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中無機(jī)鹽的高效去除[21]。而在印染廢水回用中，無機(jī)鹽離子濃度超標(biāo)會(huì)對(duì)產(chǎn)品著色、質(zhì)感等產(chǎn)生不良影響，如Ca2+、Mg2+可使染料沉淀，降低染色品色牢度，色澤萎暗，F(xiàn)e2+可使染料泛黃等，因此，對(duì)印染廢水生化出水進(jìn)行深度處理是其回用的關(guān)鍵。

2.3.1 傳統(tǒng)深度處理技術(shù)

傳統(tǒng)深度處理主要去除生化出水中的難降解有機(jī)物、色度和NH3-N等，主要采用吸附法[22]、混凝沉降[23-24]和高級(jí)氧化技術(shù)使出水達(dá)標(biāo)排放。

吸附法是指用多孔介質(zhì)將廢水中的微小組分集聚在孔隙內(nèi)部而達(dá)到分離的目的，因其具有運(yùn)行投資少、操作簡(jiǎn)單及對(duì)染料吸附無選擇性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于印染廢水處理中。目前吸附劑種類繁多，其中活性炭因孔隙率高，比表面積大，吸附脫色性能強(qiáng)等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用[25-26]，且深度處理印染廢水效果顯著，但因成本較高，吸附飽和后再生難度大、損失量大，并且再生后吸附能力下降等因素，限制了其在廢水深度處理方面的發(fā)展。近年來，研究人員選取廉價(jià)吸附劑(膨潤土[27-28]、粉煤灰[29]、硅藻土[30-31]等)進(jìn)行印染廢水深度處理實(shí)驗(yàn)，并通過吸附劑的不斷改性改良技術(shù)，取得良好進(jìn)展。邵紅等[32]采用鉬酸銨對(duì)鈣基膨潤土進(jìn)行改性，制得新型改性土，對(duì)堿性藍(lán)染料廢水進(jìn)行處理，并確定了最佳改性條件。研究結(jié)果顯示：所制改性膨潤土具有很好的吸附特性，對(duì)堿性藍(lán)廢水脫色率高達(dá)96.53%。這是由于鉬酸銨聚合體改變了膨潤土在水中的分散狀態(tài)，從而增強(qiáng)了其對(duì)染料分子的離子交換作用和吸附能力。陳忻等[33]用殼聚糖包覆經(jīng)高溫活化的粉煤灰，用于實(shí)際印染廢水處理試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：質(zhì)量比(殼聚糖：粉煤灰)為1∶6，質(zhì)量濃度為4 g/L，在溫度為35 ℃、pH值為4的條件下攪拌20 min，所制得殼聚糖包覆粉煤灰(CWF)對(duì)染料廢水中的CODCr、色度、NH3-N去除率分別為82%、75%、97%。殼聚糖對(duì)染料分子具有很好的吸附性能，將其包覆粉煤灰，利用粉煤灰孔隙率高、比表面積大的特點(diǎn)，可充分發(fā)揮殼聚糖的吸附能力。此類吸附劑的優(yōu)點(diǎn)在于成本較低、來源廣泛、甚至無需再生且可廢物利用，但吸附效果遠(yuǎn)低于活性炭，因此，針對(duì)不同吸附材料采用最佳改性方法提高其對(duì)印染廢水吸附效果是今后研究的重點(diǎn)。

混凝沉降技術(shù)是通過雙電子層壓縮、卷掃-網(wǎng)捕及電中和等方式來處理廢水中膠體懸浮物質(zhì)、重金屬離子及有機(jī)物，在絮凝劑作用下，這些物質(zhì)會(huì)形成絮體顆粒后沉降分離，從而有效降低出水濁度、色度以及CODCr，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于印染廢水的深度處理[34-35]?；炷两档男ЧQ于所用絮凝劑的特性，而體系中其他因素(如溫度、pH值、氧化還原電位等)也會(huì)不同程度影響混凝沉降效果。絮凝劑按照分子形式及作用方式可分為無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑[36]、天然絮凝劑、微生物絮凝劑與復(fù)合絮凝劑[37]5類，其中復(fù)合絮凝劑適用范圍廣，對(duì)水質(zhì)濃度及種類無選擇性，成為近年來研究的熱點(diǎn)。然而，復(fù)合絮凝劑制備復(fù)雜、成本較高、有可能產(chǎn)生二次污染，目前鮮見其有工業(yè)化生產(chǎn)和使用的報(bào)道。

高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)是借助氧化過程中產(chǎn)生具有高氧化還原電位的羥基自由基(·OH)將水中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難降解的大分子有機(jī)物氧化成易生物降解的小分子有機(jī)物或者無機(jī)物的過程，依據(jù)產(chǎn)生·OH方式的不同，分為芬頓氧化法、電催化氧化法、光化學(xué)氧化法、臭氧氧化法和超聲波氧化法等，各工藝作用方式與特點(diǎn)如表2所示[38-40]。其中臭氧氧化還原電位較高，反應(yīng)條件溫和且無二次污染，因此在印染廢水深度處理中更有優(yōu)勢(shì)[41]。臭氧氧化印染廢水主要進(jìn)行脫色處理，臭氧可破壞染料的發(fā)色基團(tuán)(苯、蒽、萘等環(huán)狀化合物)使廢水脫色[42]。王宏洋等[43]采用臭氧氧化法深度處理印染廢水生化出水，CODCr去除率為65%，出水吸光度在波長254、400 nm處減少量分別高于85%、95%，同時(shí)證明了臭氧消耗量只與廢水特性有關(guān)。史惠祥[44-45]等研究證明，臭氧對(duì)染料的脫色方式主要為直接氧化[46]，但直接氧化對(duì)有機(jī)物的礦化作用具有選擇性，反應(yīng)速率慢并且氧化效率較低，導(dǎo)致CODCr的去除效果不明顯。而間接氧化即催化臭氧化通過催化劑與臭氧的協(xié)同作用，可降低反應(yīng)活化能，改變反應(yīng)歷程，強(qiáng)化臭氧氧化效果，在降解大分子有機(jī)物方面有更廣闊的應(yīng)用前景。近年來，有關(guān)催化臭氧化技術(shù)的研究主要集中在新型、高效的催化劑研發(fā)上[47]。

表2 高級(jí)氧化工藝種類及特點(diǎn)

2.3.2 脫鹽深度處理與回用技術(shù)

印染廢水中除了含有高濃度有機(jī)物和NH3-N外，還含有少量無機(jī)鹽。傳統(tǒng)的印染廢水深度處理工藝對(duì)水中色度、CODCr和NH3-N的去除效果較好，卻無法去除無機(jī)鹽，出水若不進(jìn)行脫鹽處理，在系統(tǒng)中循環(huán)回用必會(huì)發(fā)生無機(jī)鹽累積現(xiàn)象，最終損害設(shè)備[48]，降低產(chǎn)品質(zhì)量，因此，應(yīng)采用脫鹽技術(shù)對(duì)生化出水進(jìn)行深度處理，同時(shí)最大限量的提高水回收率，濃水再處理，實(shí)現(xiàn)近零排放。目前常用的印染廢水脫鹽技術(shù)包括離子交換技術(shù)、膜技術(shù)等。

近年來，離子交換技術(shù)在污水脫鹽處理中應(yīng)用廣泛[49]。該技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，投資成本低且操作簡(jiǎn)便，但廢水中含鹽量過高時(shí)，所用樹脂很快達(dá)到飽和，再生周期長，再生劑和沖洗水的大量使用增加了處理成本，因此，離子交換技術(shù)用于印染廢水脫鹽處理前需采用物理方法或者化學(xué)方法進(jìn)行預(yù)處理，從而最大限度發(fā)揮離子交換樹脂的脫鹽能力。黃瑞敏等[50]采用曝氣生物濾池-精密過濾器-陽離子交換樹脂-陰離子交換樹脂聯(lián)合工藝深度處理經(jīng)物化方法預(yù)處理后的印染廢水，使原水的無機(jī)鹽濃度及硬度降低，回用成本僅0.3～0.4元/t，設(shè)施的投資費(fèi)約700元/t，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益十分可觀。

膜技術(shù)因具有操作簡(jiǎn)便、能耗較低、脫鹽效果好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類污水脫鹽回用系統(tǒng)。根據(jù)膜孔徑差異將膜技術(shù)分為微濾、超濾、納濾和反滲透。其中微濾和超濾由于孔徑較大不能截留無機(jī)鹽離子卻可高效篩分水中膠體和懸浮物而被用于納濾和反滲透進(jìn)水的預(yù)處理工藝。近年來，以反滲透為核心的污水深度處理與回用工藝在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，但在印染廢水的深度處理過程中仍面臨一些問題：1)印染廢水可生化性較差，生化過程無法對(duì)其徹底礦化，且濁度較高，如未經(jīng)處理進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，容易引起膜污染，頻繁清洗，成本增加；2)反滲透的水回收率較低，且污染程度高的廢水處理較困難，因此，研究者們采用雙膜工藝對(duì)常規(guī)反滲透進(jìn)行改進(jìn)。某印染工業(yè)園區(qū)污水處理廠采用超濾加反滲透雙膜工藝，每年可回收印染廢水706 萬t，節(jié)約1 913.3 萬元。該工藝結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行管理安全可靠，出水可作為生產(chǎn)和生活用水，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[51]。采用微濾或超濾對(duì)反滲透進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理可以有效地去除水中濁度、大分子有機(jī)物和膠體等，使出水達(dá)到反滲透進(jìn)水要求，提高反滲透膜使用壽命。然而，微濾和超濾對(duì)低分子量染料和離子沒有截留效果[52]，當(dāng)水中Ca2+和Mg2+離子含量較高時(shí)，反滲透膜表面易結(jié)垢，導(dǎo)致膜性能降低。納濾作為一種介于超濾和反滲透之間的膜分離技術(shù)，其分離機(jī)制包括篩分效應(yīng)與荷電效應(yīng)，具有對(duì)一價(jià)、多價(jià)鹽的選擇性分離能力和對(duì)低分子有機(jī)物截留率高的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了微濾和超濾污水預(yù)處理無法有效去除硬度的不足，可作為反滲透的預(yù)處理。此外，相對(duì)于反滲透技術(shù)，納濾的操作壓力較低，水回收率較高，在一些對(duì)回用水要求較低的脫鹽系統(tǒng)中可取代反滲透工藝[53]。

由于膜分離技術(shù)只起到物理截留作用，截留組分(如阻垢劑、酸堿、金屬離子等)在污染程度高的廢水中不斷富集，而沒有得到降解或者轉(zhuǎn)化。在印染行業(yè)中，用水量較大，應(yīng)考慮對(duì)污染程度要高的廢水回用或者再處理，從而提高水回收率，減輕用水負(fù)擔(dān)。

污染程度高的廢水回用可將廢水回流至生化階段進(jìn)一步處理，不僅提高了污水中難降解物的去除率，同時(shí)提高水回用率；污染程度高的廢水再處理是將廢水進(jìn)一步濃縮的過程，可采用膜分離技術(shù)、蒸發(fā)技術(shù)等。目前國內(nèi)外用于污染程度高的廢水處理的膜分離技術(shù)主要包括多級(jí)反滲透、高效反滲透和正滲透(FO)等。反滲透水回用率高達(dá)90%以上。然而，隨著分離組分濃度增加，膜分離過程所需的操作壓力也隨之增大，大大提高了運(yùn)行成本。相反，F(xiàn)O是以半透膜兩側(cè)溶液滲透壓力差(△π)為驅(qū)動(dòng)力，自發(fā)實(shí)現(xiàn)水與離子分離的過程。其原理如圖1所示。

圖1 正滲透原理Fig.1 Principle of forward osmosis

與反滲透相比，F(xiàn)O具有操作壓力小、能耗低、脫鹽效果好等優(yōu)點(diǎn)，但由于膜兩側(cè)均為污染程度高的廢水，會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，導(dǎo)致水通量下降[54-56]。近年來，研究人員主要從以下方面進(jìn)行研究，取得顯著成果：1)研發(fā)親水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性能強(qiáng)的膜材料，提高FO膜強(qiáng)度與性能；2)改善FO膜厚度及結(jié)構(gòu)，提高孔隙率，降低濃差極化，在保證效率的前提下，提升水通量；3)開發(fā)摻雜納米顆粒的FO膜，提升膜抗污染能力等[57]。如Praneeth等[58]對(duì)印染廢水反滲透出水進(jìn)行電滲析-蒸發(fā)與單純蒸發(fā)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，電滲析所用電流密度范圍為2.15～3.35 A/m2時(shí)，進(jìn)水流量為18～108 L/h，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。

圖2 電滲析裝置圖Fig.2 Device diagram of electrodialysis

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：污染程度高的廢水經(jīng)電滲析分離后，水中鹽分被濃縮6倍，再進(jìn)行蒸發(fā)脫鹽處理，脫鹽效果顯著，運(yùn)行成本是單純蒸發(fā)處理的1/8。電滲析(ED)是膜分離技術(shù)的一種，區(qū)別在于溶液中的帶電粒子是在電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)膜對(duì)粒子的選擇性遷移，不受滲透壓的限制，操作簡(jiǎn)便，能耗低。然而，傳統(tǒng)電滲析技術(shù)處理高鹽度濃縮水其膜表面和陰極易結(jié)垢，縮短設(shè)備使用壽命，針對(duì)此問題，開發(fā)出頻繁倒極電滲析(EDR)可自動(dòng)清洗陰極和膜表面的污垢，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行[59]。

3 結(jié) 語

目前對(duì)印染廢水處理的研究越來越多，但大都僅從處理效果考慮卻忽視了經(jīng)濟(jì)效益，此外，還有部分印染廢水處理工藝或技術(shù)處于實(shí)驗(yàn)室階段，無法應(yīng)用到實(shí)際工程中。整體而言，印染廢水預(yù)處理工藝和生化處理工藝現(xiàn)已成熟，吸附法與高級(jí)氧化法分別在高效吸附劑的選擇、改性及操作條件上不斷優(yōu)化，膜技術(shù)因新型膜材料研發(fā)，其成本也不再昂貴，因此，為了同步實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，今后印染行業(yè)可從以下幾方面進(jìn)行改良、優(yōu)化與革新。

1)印染行業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)研發(fā)新型易降解染料，從源頭減輕污染。同時(shí)，從微觀結(jié)構(gòu)入手，對(duì)應(yīng)用廣泛且難降解的染料(如偶氮染料)的降解機(jī)制進(jìn)行研究，從而開發(fā)出針對(duì)性較強(qiáng)的印染廢水處理技術(shù)。

2)印染廢水預(yù)處理和生化處理較為成熟，深度處理與回用還需進(jìn)一步完善。膜分離技術(shù)因操作簡(jiǎn)便，綠色無污染等特點(diǎn)成為廢水深度處理與回用的主流，但單一膜技術(shù)存在膜污染，穩(wěn)定性差的不足。因此，隨著對(duì)新型膜材料與高效膜分離技術(shù)的研究，采用預(yù)處理-生化處理-多膜工藝(微濾、超濾、納濾、電滲析和反滲透)的優(yōu)化組合將成為印染廢水處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)。

3)不同的印染工序?qū)赜盟|(zhì)要求不同，對(duì)印染廢水進(jìn)行分質(zhì)回用既可避免過度處理、增加成本，又可提高水回用率、減輕用水負(fù)擔(dān)，即在保證廢水回用指標(biāo)的前提下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

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Research progress on deep treatment and recycling of dye wastewater

JIA Yanping, JIANG Cheng, GUO Zehui, ZHANG Lanhe, ZHANG Haifeng

(SchoolofChemicalEngineering,NortheastElectricPowerUniversity,Jilin,Jilin132012,China)

Dye wastewater has some problems such as high alkalinity, complicated composition and poor biodegradability. In order to optimize the advanced treatment process and improve the treatment efficiency of dye wastewater, the characteristics of dye wastewater were analyzed and the primary processes for the various stages (pretreatment, biochemical treatment and deep treatment) were reviewed in advanced treatment processes. The selective difference between conventional advanced treatment process and membrane separation process for removal impurities of dye wastewater were compared. The results showed that the pretreatment and biochemical treatment of dye wastewater is mature at present, and adsorption and advanced oxidation processes could be used to achieve the deep treatment of dye wastewater, but its recycling and desalination has become an urgent problem. Though the membrane technology could efficiently desalinate, the single membrane technology has the problems of pollution and lack of stability. Overall, the deep treatment of dye wastewater should focuse on the optimization combination of pretreatment, biochemical treatment and membrane technology.

dye wastewater; deep treatment; wastewater reuse; desalination

10.13475/j.fzxb.20160603209

2016-06-12

2017-03-14

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51678119)；吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20150204052SF，20160101268JC，20160101295JC)

賈艷萍(1973—)，女，副教授，博士。主要研究方向?yàn)閺U水生物處理理論與工藝。張?zhí)m河，通信作者，E-mail: zhanglanhe@163.com。

TS 190； X 701.7

A