摘 要：綜述了印染廢水處理工藝的現(xiàn)狀，介紹了現(xiàn)有的處理工藝方法，如物理方法、化學(xué)方法、生物方法，并指出了對(duì)于目前現(xiàn)有工藝的研究狀況。由于印染廢水的成分比較復(fù)雜，因此通過組合工藝、集成工藝、開發(fā)新工藝才是以后印染廢水處理的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：印染廢水；方法；工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.021

紡織工藝所使用的原材料可以分為三類，棉花、羊毛、和合成纖維。棉紡織工藝則是中國最大的工業(yè)之一。紡織印染工藝往往會(huì)消耗大量的水，并在生產(chǎn)單元中產(chǎn)生顏色豐富、含有活性劑染料和化學(xué)殘留物，COD和BOD濃度高的印染廢水。目前，印染廢水中染料的主要成分是芳香族雜環(huán)化合物，具有顯色基團(tuán)和極性基團(tuán)，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜穩(wěn)定，難以降解。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國印染廢水排放量約為3×106～4×106 m3/d，約占整個(gè)工業(yè)廢水排放的35%，但是回用率卻不到10%[1]。因此改進(jìn)現(xiàn)有印染廢水處理工藝和開發(fā)全新印染廢水處理工藝，對(duì)于環(huán)境和工業(yè)生產(chǎn)都有著及其重要的意義。

1 印染廢水物理處理方法

1.1 吸附法

在廢水處理中，吸附法通常是將不同種類的濾料作成吸附濾床來吸附污染物質(zhì)，最長用的濾料一般為活性炭，其比表面積高達(dá)500～600 m2/g，適用于對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量低于400的水溶性染料的脫色處理。但是活性炭的制備和再生成本較為高昂，在需要進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和處理大量印染廢水的情況下用途有限。B.Mella等[2]利用制革廠產(chǎn)生的固體廢物，如制革過程中廢棄的動(dòng)物皮毛，作為吸附劑來處理酸性染料，并在處理酸性藍(lán)161和酸性黑210的過程中取得了和活性炭相似甚至更好的效果。李蒙英等[3]利用青霉菌對(duì)印染廢水吸附處理，通過研究并發(fā)現(xiàn)，青霉菌對(duì)于黑色和紅色染浴廢水的色度處理效果良好，去除率分別達(dá)到了98%和74.5%。吸附法對(duì)于印染廢水處理具有效率高、見效快的特點(diǎn)，但是對(duì)于吸附劑的選擇要求較高，所以研發(fā)高效、成本低廉、易再生的吸附劑依舊是吸附法的重點(diǎn)研究和發(fā)展方向。

1.2 膜分離法

應(yīng)用于印染廢水處理的膜技術(shù)主要分為超濾、微濾、反滲透等形式，通過對(duì)印染廢水中污染物的分離、濃縮、回收來達(dá)到對(duì)廢水的凈化。MertErkanl?等[4]通過使用超濾的方法從印染廢水中回收含鹽水，并發(fā)現(xiàn)了在5kDa+2kDa和2kDa+2kDa兩種情況下對(duì)于TOC和色度的去除效果較好。范莉莉等[5]使用一體式反滲透裝置處理印染廢水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在15Mpa的壓力下，出水的電導(dǎo)率、COD、質(zhì)量濃度、色度等指標(biāo)均符合國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。膜分離技術(shù)處理印染廢水的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在能夠去除水中有機(jī)質(zhì)的同時(shí)還能夠有效的去除甚至分離出印染廢水中的無機(jī)鹽并有效降低色度。然而，膜分離工藝的成本較高，且容易被污染降低使用壽命。因此，只有降低膜的成本，增加膜的耐污染強(qiáng)度和使用壽命才能在印染廢水的處理中得到廣泛應(yīng)用。

2 印染廢水化學(xué)處理法

2.1 電化學(xué)法

電化學(xué)法處理印染廢水，主要是利用電解氧化、電解還原、電解絮凝汽浮等方式，在外加電場的作用下，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的羥基自由基等活性基團(tuán)，來破壞印染廢水中染料的分子結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)脫色并降低廢水中主要污染物的濃度。Mehmet Kobya等[6]通過鐵鋁電極電絮凝的方法來處理印染廢水，COD和TOC的去除率分別達(dá)到了77%和82%，并得出了鐵電極在印染廢水去除中的效率和成本要優(yōu)于鋁電極。D.Rajkumar等[7]通過以氯化物為介質(zhì)的電化學(xué)法來去除含有活性藍(lán)19的印染廢水，研究得出同時(shí)增加氯離子濃度和電流密度可以提高對(duì)于色度的去除。尚秀麗等[8]通過電芬頓氧化法來處理印染廢水，分析了電極材料、不同類型芬頓反應(yīng)器對(duì)染料廢水脫色率的影響，電芬頓法作為一類高級(jí)氧化技術(shù)，是處理染料廢水的有效方法。

2.2 化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是目前印染廢水較為成熟的方法，利用各種氧化劑將染料分子中發(fā)色基團(tuán)的不飽和鍵斷開，形成分子質(zhì)量較小的有機(jī)物或無機(jī)物，從而使染料失去發(fā)色能力。S. Velmurugan等[9]利用芬頓光催化法和芬頓超聲法來去除印染廢水中的活性藍(lán)28，研究表明，芬頓光催化的降解率要高于芬頓超聲法。薛懂[10]等利用絮凝芬頓法對(duì)染襪廠的紅藍(lán)印染廢水進(jìn)行處理，在最佳條件下，印染藍(lán)廢水經(jīng)氧化處理后COD去除率大于80%，色度去除率95%以上；印染紅廢水需經(jīng)絮凝預(yù)處理后再用芬頓試劑氧化處理，其脫色率達(dá)到了99.6%，COD去除率為91.2%，出水COD濃度為96 mg/L，可達(dá)標(biāo)排放?；瘜W(xué)氧化法中目前應(yīng)用最為廣泛的便是芬頓法，因?yàn)榉翌D試劑在處理廢水過程中除具有氧化作用外，還兼有混凝作用，脫色效率較高，便于與其他方法組合使用等優(yōu)勢，因此泛用度極高。

2.3 混凝沉淀法

混凝沉淀法主要用于去除印染廢水中的懸浮和膠體態(tài)污染物，效果好壞的關(guān)鍵是合適的絮凝劑的選擇[11]。目前混凝劑主要分為無機(jī)混凝劑和有機(jī)高分子混凝劑兩種。無機(jī)混凝劑的成分主要為鐵鹽、鋁鹽，無機(jī)混凝劑對(duì)于含有分子量較大的染料的印染廢水有著較好的處理效果，通過混凝作用去除以膠體或懸浮態(tài)存在于廢水中的染料。然而無機(jī)混凝劑對(duì)于分子量較小的染料去除效果十分有限。有機(jī)高分子混凝劑中使用最廣泛的是聚丙烯酰胺，有機(jī)高分子混凝劑在進(jìn)入水中后分解為數(shù)量龐大的線性分子，通過吸附架橋的作用來處理印染廢水中的膠體懸浮粒子。另一方面，有機(jī)高分子混凝劑還可以作為無機(jī)混凝劑的助凝劑或者助濾劑來使用，可以有效的防止鋁離子沉淀析出、輕小絮體的流出，提高水質(zhì)質(zhì)量。

2.4 光催化氧化法

光子具有一定能量，當(dāng)照射到某些物質(zhì)上，原子的電子吸收一定的能量后，便會(huì)從價(jià)帶躍升，到導(dǎo)帶，而原本電子存在的地方就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)帶正電的電洞也即光生電子和光生空穴。由于這種電子和空穴分別具有較強(qiáng)的還原性和氧化性，因此能使半導(dǎo)體上的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能。這些物質(zhì)被稱為光催化劑，產(chǎn)生的現(xiàn)象稱為光催化反應(yīng)。P.Suresh等[12]研究了納米氧化鎳負(fù)載活性碳作為光催化劑降解印染廢水的協(xié)同效應(yīng)，得出結(jié)論，在紫外光照射下，納米氧化鎳負(fù)載活性炭相比純氧化鎳，有更強(qiáng)的光吸收能力和更好的電荷分離能力，處理后的印染廢水出水水質(zhì)更佳。趙立杰等[13]研究了使用TiO2膜光電催化氧化法降解印染廢水，研究結(jié)果表明，光電催化氧化法的活性藍(lán)染料溶液降解率高于電極氧化法和光催化法，證明電化學(xué)和光催化在反應(yīng)過程中具有協(xié)同作用。在電流密度20mA/cm2、pH值為4、光照距離為8 cm的條件下，降解初始濃度100 mg/L活性藍(lán)染料模擬印染廢水，2.5 h時(shí)COD去除率為88.4%，色度脫除率為93%。endprint

3 生物處理法

3.1 上流式厭氧污泥床（UASB）

污水自下而上通過UASB。反應(yīng)器底部有一個(gè)高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機(jī)污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳。因水流和氣泡的攪動(dòng)，污泥床之上有一個(gè)污泥懸浮層。反應(yīng)器上部有設(shè)有三相分離器，用以分離消化氣、消化液和污泥顆粒。消化氣自反應(yīng)器頂部導(dǎo)出；污泥顆粒自動(dòng)滑落沉降至反應(yīng)器底部的污泥床；消化液從澄清區(qū)出水。李超等[14]通過使用UASB-A/O耦合工藝處理高含氮印染廢水中試，發(fā)現(xiàn)在前處理廢水UASB進(jìn)水流量為0.065 m3/h，染色廢水UASB進(jìn)水流量為0.260 m3/h，同時(shí)A/O工藝混合液回流比為200%的情況下，該耦合工藝對(duì)印染廢水中污染物去除效果最好。王學(xué)華等[15]對(duì)印染廢水水解酸化處理中填料式反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器進(jìn)行了對(duì)比研究，研究發(fā)現(xiàn)UASB水解酸化反應(yīng)器在適用性和工程造價(jià)兩個(gè)方面具有一定的缺陷；但是UASB水解酸化反應(yīng)器對(duì)印染廢水中COD、SS和色度去除率能夠分別達(dá)到50%、73%和75%，明顯高于填料式水解酸化反應(yīng)器。

3.2 移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）

MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間。Xiao-Bao Gong等[16]通過移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器和臭氧氧化聯(lián)合處理紡織印染廢水，進(jìn)水COD、SS、氨氮、色度的濃度分別為824mg/L，691mg/L，40mg/L和165℃，出水COD、SS、氨氮、色度的濃度分別為47mg/L，15.2mg/L，5.9mg/L和6.1℃，最終出水的水質(zhì)可以滿足紡織行業(yè)再利用要求。霍桃梅[17]發(fā)現(xiàn)MBBR對(duì)印染廢水中 COD和氨氮有良好的去除效果。進(jìn)水COD由200mg/L左右降到50mg/L 以下，氨氮由10mg/L降到2mg/L以下，但色度去除率效果較差，僅為25%。

3.3 曝氣生物濾池（BAF）

曝氣生物濾池是一種結(jié)合了生物接觸氧化與懸浮物濾床于一體，采用顆粒濾料固定生物膜的好氧或缺氧的生物反應(yīng)器。具有出水水質(zhì)好、處理效果穩(wěn)定、有機(jī)負(fù)荷高、易掛膜、占地面積小等優(yōu)勢。李宇偉[18]使用臭氧-BAF工藝并研究其在印染廢水提標(biāo)改造的效果，結(jié)果表明，當(dāng)停留時(shí)間為20min，臭氧進(jìn)水的濃度為40mg/L，對(duì)印染廢水去除率能達(dá)到80%以上，經(jīng)處理后的COD濃度為低于60mg/L，處理效果良好。

4 結(jié)論和展望

自從國家在2015年頒布水十條以來，對(duì)印染廢水出水水質(zhì)的要求已經(jīng)有了進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)印染廢水處理工藝技術(shù)的改良和提標(biāo)已是迫在眉睫，根據(jù)上述研究表明，傳統(tǒng)單一的處理方法已經(jīng)不再適用于現(xiàn)有的印染廢水，如今的印染廢水的處理工藝需結(jié)合自身的水質(zhì)特點(diǎn)來選擇，因此合理選擇和組合現(xiàn)有工藝、開發(fā)新工藝、提升傳統(tǒng)工藝將會(huì)是今后印染廢水處理工藝的主要方向。未來的印染廢水處理工藝將會(huì)偏向于單元工藝的集成和組合，使其可以根據(jù)不同的印染廢水水質(zhì)，確定所需的工藝單元，確保印染廢水每一步的處理都可以達(dá)到最佳效果。

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作者簡介：谷俊輝（1990-），男，安徽淮南人，碩士研究生在讀，研究方向：水污染控制。endprint