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印染废水处理及回用探究

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摘要:为了实现印染行业的可持续发展,印染废水的资源化回用成为实现这一目标的关键。因此要大力支持废水的循环使用,并且研发出更经济,更方便的回用技术。本人就印染废水处理进行简单分析。

关键词:印染废水;水处理;废水回用

1印染废水的特征

(1)水量大。据1999年统计,全国国有纺织企业和销售额500万元以上的非国有纺织企业用水60.6亿m3,其中新鲜用水量(取水量)为34.1亿m3。在新鲜用水中,各类纺织印染行业为18亿m3。其余均为纺纱、制造过程中空调用水。生产过程棉纺印染产品、丝绸印染产品和麻纺印染产品水的重复利用率为10%,毛纺染整产品水的重复利用率为20%。

(2)可生化性差。印染工艺过程中排放的废水所含的有机污染物,主要以人工合成有机物为主,由剩余染料(染料的上染率一般为80%-90%,因此染色加工过程中的10%~20%染料排入废水中)和大量助剂(匀染剂、渗透剂、柔软剂、油剂等)产生。有些染料、染料母体及染料降解产物在自然界中是致癌和致突变的,废水毒性较大。其共同的特点是BOD5/COD值均很低,一般在0.1~0.2,可生化性差,因此需要采取措施,使BOD5/COD值提高到0.3左右或更高些,以利于进行生化处理。

(3)碱性大。印染废水中的碱减量废水,其COD值有的可达10万mg/L作用,pH值>12。

(4)色度高。染料随纺织废水排放到环境,甚至在低浓度(<lmg/L)下,依然可见度很高,有的色度可高达4000倍以上。减弱了水体的透光性,阻碍溶解氧渗透到自然水体,影响水生生物的生长。

2印染废水的处理方法

印染废水的处理方法大体上可分为两类:一类是通过各种外力作用,把有害物从废水中分离出来,称为分离法,包括吸附法、絮凝沉淀法、气浮法、萃取法、离子交换法、电解法、电渗析法、超滤法、磁分离法等;另一类是通过化学或生化的作用,使其转化为无害的物质或可分离的物质,后者再经过分离给予除去,称为转化法。转化法包括化学转化法和生物转化法。化学转化法有中和法、氧化还原法、化学沉淀法和电化学法。生化转化法有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等。

3印染废水处理技术难点分析

目前国内较成熟、较完善的印染污水处理工艺一般采用物化-生物或物化-生物-吸附工艺技术路线,包括生物活性污泥池处理法、物理化学处理等。一级处理以混凝为主,二级处理主要采用生物技术,有表曝、空曝、接触氧化、生物转盘等。由于印染废水客观上存在水质变化大、有机物含量高、可生化性差等特点特性,在处理工艺技术上问题和困难很大。主要可归纳为以下几个方面。(1)COD浓度高难以降解。染料主要可归纳为苯系、萘系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类等,印染加工生产过程中染料损失率约为20%左右,是导致废水COD浓度高的原因之一。但印染废水COD高主要不是由染料所造成,加工生产中运用的大量助剂(渗透剂、助染剂等)95%以上滞留在印染混合废水中,是造成COD浓度高的主要原因。在处理工艺技术上,由于印染废水以有机物组成形式为主,理论上虽大部分可生化,但其水质BOD5/COD比值一般较低,可生化而又不易生化。同时,曝气池活性污泥对多变化的染料中间体废水驯化,适应也不甚容易,影响生物降解能力。这些原因是印染废水难以被有效降解,净化后的水质COD值仍然偏高之症结所在。如何提高COD去除率是印染废水急待解决的关键难题之一。(2)高色度难以脱色。由于印染厂所产生的废水有疏水性、亲水性、阳离子、阴离子等各种类型染料,中间体品种多,类别复杂,其混合废水处理在技术上有相当难度和困难。加之国产染料上染率较低,印染生产加工企业一般均或多或少超量投加,染色过程剩余染料较多,不但造成对资源浪费,也导致其单位产品产污量比发达国家多近一倍,加剧了废水污染程度。目前国内比较成熟的生物活性污泥池处理法、物理化学处理法等处理技术,都不同程度地存在着各种各样的问题,其脱色效率都不高。以生物法为例,其原理是运用自然界细胞新陈代谢系统的生物化学反应来转化废水中染料,包括利用厌氧菌和兼氧菌系统分解大分子有机物,破坏发色基团,达到脱色、提高可生化性的目的,以及利用好氧菌系统彻底分解有机物等。

4印染废水的回用技术

现有的印染废水回用技术往往是在印染废水达标排放的基础上,对原水(废水处理设施的出水)进行三级处理,由于原水成分复杂,不稳定,很难形成一种规范性、普适性的回用技术路线。各企业要根据企业回用水质的要求,选择具体的深度处理工艺或者集成工艺。染废水通过隔栅除去水中较大悬浮物,经过冷却中和调节后进入厌氧池、好氧池,再进入沉淀池,最后经生物活性炭吸附氧化系统处理后排出。厌氧段把反应控制在水解酸化阶段,难降解的染料在脱色菌的催化作用下分解成小分子有机物,在后续的好氧反应器中进一步被好氧菌利用,分解成无机小分子物质,如CO2、H2O、NH3等,或被微生物用来合成原生质,最终实现了染料的降解。好氧段采用生物接触氧化工艺,接触氧化池内安装软性纤维填料,好氧微生物附着在填料上形成网状结构生物膜。沉淀池与好氧池的污泥回流到厌氧池,以保证污泥浓度。清水池的水回流到生物炭塔,起反冲作用。

5结论

印染行业是耗水大户,废水排放量和污染物总量分别位居全国工业部门的第二位和第四位,是我国重点污染行业之一。印染废水一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的重点和难点。同时,随着我国经济的飞速发展,水资源紧缺已成为制约我国印染行业进一步发展的限制因素。

参考文献:

[1]贾艳萍,姜成,郭泽辉,等.印染废水深度处理及回用研究进展[J].纺织学报,2017,38(08):172-180.

作者:曹玲 单位:河海大学文天学院

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