印染廢水的處理方法

印染廢水處理的基本方法

印染廢水是以有機污染為主的成分復(fù)雜的有機廢水，處理的主要對象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度緩慢的有機物、堿度、染料色素以及少量有毒物質(zhì)。雖然印染廢水的可生化性普遍較差，但除個別特殊的印染廢水（如純化纖織物染色）外，仍屬可生物降解的有機廢水。其處理方法以生物處理法為主，同時需輔以必要的預(yù)處理和物理化學(xué)深度處理法。

一、預(yù)處理

印染廢水污染程度高，水質(zhì)水量波動大，成分復(fù)雜，一般都需進行預(yù)處理，以確保生物處理法的處理效果和運行穩(wěn)定性。

1．調(diào)節(jié)（水質(zhì)水量均化）  如前所述，印染廢水的水質(zhì)水量變化大，因此，印染廢水處理工藝流程中一般都設(shè)置調(diào)節(jié)池，以均化水質(zhì)水量，為防止纖維屑、棉籽殼、漿料等沉淀于池底，池內(nèi)常用水力、空氣或機械攪拌設(shè)備進行攪拌。水力停留時間一般為8小時左右。

2．中和  印染廢水的pH值往往很高，除通過調(diào)節(jié)池均化其本身的酸、堿度不均勻性外，一般需要設(shè)置中和池，以使廢水的pH值滿足后續(xù)處理工藝的要求。

3．廢鉻液處理  在有印花工藝的印染廠中，印花滾筒鍍筒時需使用重鉻酸鉀等，滾筒剝鉻時就會產(chǎn)生鉻污染。這些含鉻的雕刻廢水含有重金屬，必須進行單獨處理，以消除鉻污染。

   4．染料濃腳水預(yù)處理  染色換品種時排放的染料濃腳水，數(shù)量少，但濃度極高，COD可達幾萬甚至幾十萬。對這一部分廢水進行單獨預(yù)處理可減少廢水的COD濃度，這對于小批量、多品種的生產(chǎn)企業(yè)尤其重要。

二、生物處理技術(shù)

    生物處理工藝主要為好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤和塔式生物濾池等。為提高廢水的可生化性，缺氧、厭氧工藝也已應(yīng)用于印染廢水處理中。

    1．活性污泥法  活性污泥法是目前使用最多的一種方法，有推流式活性污泥法、表面曝氣池等。活性污泥法具有投資相對較低、處理效果較好等優(yōu)點。其中，表面曝氣池因存在易發(fā)生短流，充氧量與回流量調(diào)節(jié)不方便、表面活性劑較多時產(chǎn)生泡沫覆蓋水面影響充氧效果等弊端，近年已較少采用。而推流式活性污泥法在一些規(guī)模較大的工業(yè)廢水處理站仍得到廣泛應(yīng)用。污泥負荷的建議值通常為0.3～0.4kg（BOD5）/kg（MLSS）•d，其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%。據(jù)上海印染行業(yè)的經(jīng)驗表明，當污泥負荷在小于0.2 kg（BOD5）/kg（MLSS）•d時，BOD5去除率可達90%經(jīng)上，COD去除率為60%～80%。

    2．生物接觸氧化法  生物接觸氧化法具有容積負荷高、占地小、污泥少、不產(chǎn)生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有機物的專性微生物等特點，因而近年來在印染廢水處理中被廣泛采用。生物接觸氧化法停止進行后，重新運行啟動快，對企業(yè)因節(jié)假日和設(shè)備檢修停止生產(chǎn)無廢水排放對生物處理效果的影響較小。因此，盡管生物接觸氧化法投資相對較高，但因能適應(yīng)企業(yè)廢水處理管理水平較低、用地較緊張等困難處境，應(yīng)用越來越廣泛。其特別適用于中小水量的印染廢水處理，通常，容積負荷為0.6～0.7 kg（BOD5）/kg(MLSS).d時，BOD5去除率大一起90%，COD去除率為60%～80%。

    3．缺氧水解好氧生物處理工藝  如前所述，缺氧段的作用是使部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、難降解的高分子有機物，在兼性微生物的作用下轉(zhuǎn)化為小分子有機物，提高其可生化性，并達到較好的處理效果。缺氧段的水力停留時間，一般是根據(jù)進水COD濃度來確定的。當缺氧段采用填料法時，通常建議按每100mg/L的COD需水力停留時間1h累計取值。好氧段負荷限值有兩種方法，一是不計缺氧段去除率，此時好氧段負荷的限值略高于一般負荷值；另一計算法是按缺氧段BOD5去除率為20%～30%計，而好氧段的負荷按一般負荷值計算。經(jīng)這一工藝處理后，BOD5去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%，色度去除率較單一的好氧法也有明顯提高。

    4．生物轉(zhuǎn)盤、塔式濾池  生物轉(zhuǎn)盤、塔式濾池等工藝在印染廢水的處理中也曾采用，取得了較好的效果，有的廠目前還在運行。但由于這些工藝占地較大，對環(huán)境的影響總是較多，處理效果相對其他工藝低，目前已很少采用。

    5．厭氧處理  對濃度較高、可生化性較差的印染廢水，采用厭氧處理方法能較大幅度地提高有機物的去除率。厭氧處理在實驗室研究、中試中已限得了一系列成果，是有發(fā)展前途的新工藝。但其生產(chǎn)運行管理要求較高，在厭氧處理法后面還需好氧法處理才能達到出水水質(zhì)要求。

三、物化處理與其他處理技術(shù)

    印染廢水處理中，常用的物化處理工藝主要是混凝沉淀法與混凝氣浮法。此外，電解法、生物活性炭法和化學(xué)氧化法等有時也用于印染廢水處理中。

1．混凝法  混凝法是印染廢水處理中采用最多的方法，有混凝沉淀法和混凝氣浮法兩種。常用的混凝劑有堿式氯化鋁、聚合硫酸鐵等。混凝法對去除COD和色度都有較好的效果。

混凝法可設(shè)置在生物處理前或生物處理后，有時也作為唯一的處理設(shè)施。

混凝法設(shè)置在生物處理前時，混凝劑投加量較大，污泥量大，易使處理成本提高，并增大污泥處理與最終處理的難度。混凝法的COD去除率一般為30%～60%，BOD5去除率一般為20%～50%。

作為廢水的深度處理，混凝法設(shè)置在生物處理構(gòu)筑物之后，具有操作運行靈活的優(yōu)點。當進水濃度較低，生化運行效果好時，可以不加混凝劑，以節(jié)約成本；當采用生物接觸氧化法時，可以考慮不設(shè)二次沉淀池，讓生物處理構(gòu)筑物的出水直接進入混凝處理設(shè)施。在印染廢水處理中，多數(shù)是將混凝法設(shè)置在生物處理之后。其COD去除率一般為15%～40%。

當原廢水污染物濃度低，僅用混凝法已能達到排放標準時，可考慮只設(shè)置混凝法處理設(shè)施。

2．化學(xué)氧化法  

紡織印染廢水的特征之一是帶有較深的顏色。主要由殘留在廢水中的染料所造成。此外，有些懸浮物、漿料和助劑也能產(chǎn)生顏色。廢水脫色就是去除廢水中上述顯色有機物。印染廢水經(jīng)生物法或混凝法處理后，隨BOD和部分懸浮物的去除，色度也有一定的降低。一般情況下，生物法的脫色率較低，僅為40%～50%?；炷ǖ拿撋噬愿撸蛉玖掀贩N和混凝劑的不同而有很大的差別，脫色率在50%～90%之間。因此，采用上述方法處理后，出水仍有較深的顏色，對排放和回用都很不利。為此，必須進一步進行脫色處理。常用的脫色處理法有氧化法和吸附法兩種。氧化脫色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三種。

化學(xué)氧化法一般作為深度處理設(shè)施，設(shè)置在工藝流程的最后一級。主要的目的是去除色度，同時也降低部分COD。經(jīng)化學(xué)氧化法處理后，色度可降到50倍以下，COD去除率較低，一般僅5%～15%。

① 氯氧化脫色法

氯作為消毒劑已廣泛地應(yīng)用于給水處理，其作為氧化劑時的功能與消毒有所不同。氯氧化脫色法就是利用存在于廢水中的顯色有機物比較容易氧化的特性，應(yīng)用氯或其化合物作為氧化劑，氧化顯色有機物并破壞其結(jié)構(gòu)，達到脫色的目的。

常用氯氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉等。其中次氯酸鈉價格較高，但投加設(shè)備簡單，產(chǎn)泥量少。漂白粉價廉，來源廣，可就地取材，但產(chǎn)泥多。如采用液氯，沉渣還很少，但氯的用量大，余氯多，在一般溫度下反應(yīng)時間也長。而且某些染料氯化后可能產(chǎn)生有毒的物質(zhì)。

氯氧化劑并不是對所有染料都有脫色效率。對于易氧化的水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的不溶性染料如硫化染料，都有良好的脫色效果。對于不易氧化的水不溶性染料如還原染料、分散染料和涂料等，脫色效果較差。當廢水中含有較多懸浮物和漿料時，該法不僅不能去除此類物質(zhì)，反而要消耗大量氧化劑。況且在氧化過程中，并不是所有染料都被破壞，其中大部分是以氧化態(tài)存在于出水中，經(jīng)過放置，有的還可能恢復(fù)原色。所以單獨采用此法脫色并不理想，宜與其他方法聯(lián)用，可獲得較好的脫色效果。

② 臭氧氧化脫色法

臭氧作為強氧化劑，除了在水消毒中得到應(yīng)用，在廢水脫色及深度處理中也得到廣泛應(yīng)用。臭氧具有強氧化作用的原因，曾經(jīng)認為是在分解時生成新生態(tài)的原子氧，表現(xiàn)為強氧化劑。目前認為，臭氧分子中的氧原子本身就是強烈親電子或親質(zhì)子的，直接表現(xiàn)為強氧化劑是更主要的原因。

染料顯色是由其發(fā)色基團引起，如：乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、硫酮、亞硝基、亞乙烯基等。這些發(fā)色基團都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團氧化分解，生成分子量較小的有機酸和醛類，使其失去發(fā)色能力。所以，臭氧是良好的脫色劑。但因染料的品種不同，其發(fā)色基團位置不同，其脫色率也有較大差異。對于含水溶性染料廢水，如活性、直接、陽離子和酸性等染料，其脫色率很高。含不溶性分散染料廢水也有較好的脫色效果。但對于以細分散懸浮狀存在于廢水中的不溶性染料如還原、硫化染料和涂料，脫色效果較差。

影響臭氧氧化的主要因素有水溫、pH值、懸浮物濃度、臭氧濃度、臭氧投加量、接觸時間和剰余臭氧等。

用臭氧處理印染廢水，因所含染料品種不同，處理流程也不一樣。對含水溶性染料較多、懸浮物含量較少的廢水，可單獨采用臭氧或臭氧—活性炭聯(lián)合處理，一般都與其他方法聯(lián)用。當廢水中含染料以分散染料為主，且懸浮物含量較多時，宜采用混凝—臭氧聯(lián)合流程。

③ 光氧化脫色法  

光氧化脫色原理  光氧化脫色法是利用光和氧化劑聯(lián)合作用時產(chǎn)生的強烈氧化作用，氧化分解廢水中的有機污染物質(zhì)，使廢水的BOD、COD和色度大幅度下降的一種處理方法。

光氧化脫色法中常用的氧化劑是氯氣，有效光是紫外線。紫外線對氧化劑的分解和污染物質(zhì)的氧化起催化作用。有時，某些特殊波長的光對某些物質(zhì)有特效作用。因此，設(shè)計時應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊紫外線燈作為光源。

光氧化脫色法的特點有：氧化作用強烈，沒有污泥產(chǎn)生，適用范圍廣，可作為廢水的高級處理，裝置緊湊，占地面積小。光氧化脫色印染廢水，除對一小部分分散染料的脫色效果較差外，其他染料脫色率都在90%以上。

3．電解法  

借助于外加電流的作用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過程稱電解。利用電解的化學(xué)反應(yīng)，使廢水的有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)化而被去除的方法稱為廢水電解處理法，簡稱電解法。

電解法以往多用于處理含氰、含鉻電鍍廢水，近年來才開始用于處理紡織印染廢水的治理，但尚缺乏成熟的經(jīng)驗。研究表明，電解法的脫色效果顯著，對某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染廢水，脫色率可達90%以上，對酸性染料廢水脫色率達70%以上。電解法對于處理小水量的印染廢水，具有設(shè)備簡單、管理方便和效果較好的特點。固定床電解法在工程上也有應(yīng)用，取得了較好的效果。其缺點是耗電較大、電極消耗較多，不適宜在水量較大時采用。電解法一般作為深度處理，設(shè)置在生物處理之后。其COD去除率為20%～50%，色度可以降到50倍以下。

當原廢水濃度低，僅用電解法已能達到排放標準時，可考慮只設(shè)置電解法處理設(shè)施。僅用電解法處理時，COD去除率為40%～75%。

電解法具有下列特點：

① 反應(yīng)速度快，脫色率高，產(chǎn)泥量??；

② 在常溫常壓下操作，管理方便容易實現(xiàn)自動化；

③ 當進水中污染物質(zhì)濃度發(fā)生變化時，可以通過調(diào)節(jié)電壓與電流的方法來控制，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定；

④ 處理時間短，設(shè)備容積小，占地面積小；

⑤ 電解需要直流電流，電耗和電極消耗量較大，宜用于小水量廢水處理。

4．活性炭吸附法  

活性炭吸附技術(shù)在國內(nèi)用于醫(yī)藥、化工和食品等工業(yè)的精制和脫色已有多年歷史。70年代開始用于工業(yè)廢水處理。生產(chǎn)實踐表明，活性炭對水中微量有機污染物具有卓越的吸附性，它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機化工等工業(yè)廢水都有良好的吸附效果。一般情況下，對廢水中以BOD、COD等綜合指標表示的有機物，如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機氯、農(nóng)藥和石油化工產(chǎn)品等，都有獨特的去除能力。所以，活性炭吸附法已逐步成為工業(yè)廢水二級或三級處理的主要方法之一。

吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的過程。吸附是一種界面現(xiàn)象，其與表面張力、表面能的變化有關(guān)。引起吸附的推動能力有兩種，一種是溶劑水對疏水物質(zhì)的排斥力，另一種是固體對溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數(shù)是這兩種力綜合作用的結(jié)果。活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響其吸附能力，在選擇活性炭時，應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發(fā)達的炭種。此外，灰分也有影響，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附質(zhì)分子的大小與炭孔隙直徑愈接近，愈容易被吸附；吸附質(zhì)濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內(nèi)，吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而增加的。另外，水溫和pH值也有影響。吸附量隨水溫的升高而減少，隨pH值的降低而增大。故低水溫、低pH值有利于活性炭的吸附。

活性炭吸附法較適宜用作水量小，一般的生化與物化方法不難處理達標時的深度處理方法。其優(yōu)點是效果好，缺點是運行成本高。

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