印染廢水的危害及處理方法

曹旭坤 白曉宇

(呼倫貝爾市環境科學研究所內蒙古呼倫貝爾021008）

1 我國印染廢水的排放現狀

近年來，我國經濟發展迅速，隨之而來的工業廢水的排放量迅猛增加，水體污染日益嚴重。隨著國家和地方對環境保護政策的加強，也對印染廢水的治理提出了新的要求。通常印染廢水COD為800~2000mg/L，色度為200~800倍，pH10~13，BOD5/COD為0.25~0.4，會對水體造成嚴重危害。

隨著國家和地方對環境保護政策的加強，也對印染廢水的治理提出了新的要求。通常印染廢水COD為800~2000mg/L，色度為200~800倍，pH10~13，BOD5/COD為0.25~0.4，會對水體造成嚴重危害。江蘇省作為紡織印染大戶，由于某些印染企業的污水未達到排放標準，加之某些污水處理廠的出水也達不到國家新的污水排放標準，導致太湖地區發生嚴重的水污染問題，太湖地區的污水治理已引起國家和地區高度重視。因此，尋求對印染廢水深度處理的有效方法已經刻不容緩。針對太湖地區的特殊性，江蘇省已經將紡織印染行業廢水排放執行的《紡織染整工業水污染排放標準》（GB4287-92）排放標準提升，這樣可以大量減少印染廢水中污染物的排放。由此看出，江蘇省對印染廢水治理的重視。紡織染整工業水污染排放標準見表1-1。

表1 -1紡織染整工業水污染排放標準（GB4287-92）

根據國家對紡織印染行業廢水的排放標準，2007年江蘇省頒布了《太湖地區城鎮地區水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007），并且明確提出從2008年1月1日起強制實施的江蘇省地方標準。江蘇省太湖地區污水排放標準見表1-2和表1-3。

表1 -2太湖地區城鎮污水處理廠主要水污染物排放限值（2007年12月31日之前建設的）

表1 -3太湖地區城鎮污水處理廠主要水污染物排放限值（2008年1月1日之后建設的）

針對印染廢水特點，研究高效可行的印染廢水處理工藝，以達到新的排放標準要求，有其重要的現實意義。本文采用超聲協同多相催化臭氧氧化法來處理印染廢水難降解有機物和色度的超標問題。

2 印染廢水來源及特點

染料是印染廢水中主要的污染物。印染加工主要有四個工序，分別是預處理階段、染色工序、印花工序及整理工序。這些工序均會排出廢水，印染廢水一般為各類廢水的綜合廢水，水量較大，成分復雜，含有大量的漿料、染料、助劑、表面活性劑等，一般廢水呈堿性、色度高、B/C比值低，生物處理困難[1]。

3 印染廢水主要處理技術

3.1 物理法

3.1.1 吸附法

在印染廢水處理中使用最頻繁的物理方法就是吸附法。這種方法是通過多孔物質的大比表面積，使廢水中的污染物被吸附或過濾去除[2]。活性炭是目前脫色效果最佳的吸附劑[3]，其對活性染料、堿性染料、偶氮染料等水溶性染料有較好的吸附效果，但對懸浮固體和非水溶性染料效果較差；并且，吸附飽和后的吸附劑需要進行再生處理，費用昂貴，所以吸附法通常用于深度處理或者是濃度低、水量小的廢水。

3.1.2 膜分離法

膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時，實現選擇性分離的技術。半透膜又稱分離膜或濾膜，膜壁布滿小孔，根據孔徑大小可以分為：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等。膜分離技術大多采用錯流過濾的方式，其具有出水效果穩定，懸浮物截留高等優勢，但由于膜處理技術對自動化控制要求高、投資成本高且膜有易結垢堵塞等缺點，目前還未能大范圍應用推廣[4]。

3.2 化學法

3.2.1 化學混凝法

化學混凝法主要依靠分子間的作用效果，將水體中的小分子懸浮物及膠體通過藥劑作用變為大分子的物質加以沉淀或氣浮去除?；炷齽┲饕譃橛袡C混凝劑、無機混凝劑及生物復合混凝劑。有機高分子混凝劑是具有高分子量的低離子度的線性高聚物。由于其具有特殊的基團，便賦予它具有絮凝、分散、增稠、粘結、成膜、凝膠、穩定膠體的作用。無機混凝劑一般以金屬鹽類為主，如PAC、PFC等[5]。生物絮凝劑是一類由微生物產生的，可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒凝聚、沉淀的特殊高分子代謝產物?；炷ň哂型顿Y少，操作方便，管理簡單等優點；但是它同樣具有藥劑費用高、需要對泥渣進行二次處理、對水溶性染料脫色效果差等缺點。

3.2.2 化學氧化法

化學氧化技術是目前在印染廢水處理中研究較多的方法。高級化學氧化法主要有：Fenton法、UV/O3法、US/O3法、電化學氧化法、超臨界水體氧化法等。這些方法可將難降解的毒性有機污染物降解無害化，并且處理時間短，效率高。臭氧(O3)氧化法是國際上應用范圍較廣的水處理方法之一。

3.2.3 臭氧氧化法

臭氧作為一種強氧化劑，近些年來多用以去除廢水的色度和污染物。臭氧可以通過直接與水中有機物進行氧化反應或者通過分解為羥基自由基·OH與有機物進行反應。氧化反應是通過使水中大分子難降解的有機物不飽和鍵斷裂，變為小分子物質，達到脫色和去除污染物的目的。這種方法的優點是工藝簡單緊湊，占地少，自動化控制程度高；其缺點為處理效率低、運行費用高。

3.2.4 Fenton試劑氧化法

Fenton試劑是通過Fe2+的作用，促使H2O2分解為·OH，用這種氧化性極強的自由基來降解有機物。其缺點是H2O2氧化效率有限，而且需要在pH3的條件下進行反應，會對設備造成腐蝕，并且產生二次污染[6]。

3.2.5 光催化氧化法

光催化氧化法是通過光的催化作用，使得光催化劑被激發，從而產生電子/空穴對，空穴與液相生成·OH，通過自由基的氧化作用使有機物變成CO2和H2O[7]。半導體催化劑中TiO2最為常用，其具有催化效率高，穩定性好的優點。但是對太陽光的利用率過低，限制了光催化氧化法在廢水處理中的應用。

3.3 生物法

生物法是指由生物催化的復雜化合物的分解過程。通過微生物去除水中的污染物質，主要分為厭氧生物法及好氧生物法兩種。

3.3.1 厭氧生物法

厭氧生物處理是在厭氧條件下，形成了厭氧微生物所需要的營養條件和環境條件，利用這類微生物分解廢水中的有機物，并產生甲烷和二氧化碳。厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。厭氧生物處理的顯著優點是：處理過程消耗的能量少，約為需氧生物處理的1/10至1/6，同時可產生沼氣作為能源，每千克化學需氧量(COD)基質一般可產沼氣0.5～0.7m3，含甲烷約50～70%；有機物的去除率高，一般能達到85%以上；厭氧條件下去除每克COD基質能獲得自由能100～300卡，只有需氧條件下的1/10，因此只有少量有機物被同化為菌體，所以沉淀的污泥量少，而且污泥較易脫水，是優質肥料；厭氧處理過程中由于缺氧、游離氨和溫度等因素的作用，可殺死污水和污泥中的病原菌、病毒和寄生蟲卵；一般不需投加氮、磷等營養物質。同時，厭氧處理也存在一些缺陷，主要有：經厭氧生物處理后的廢水還存在一定的BOD及COD，必須再進行需氧生物處理才能達到排放標準；厭氧降解的最終產物中有少量氨和硫化氫，出水有臭味，出水在排放前還要進行需氧生物處理；厭氧菌繁殖較慢，處理構筑物的投產起動時間長；厭氧菌對環境條件要求嚴格，對毒物敏感，因此對操作要求較嚴。

3.3.2 好氧生物法

好氧生物處理是在有氧的情況下，借好氧微生物的作用來進行的。在處理過程中，污水中的溶解性有機物質透過細菌的細胞壁和細胞膜而為細菌所吸收；固體和膠體的有機物先附著在細菌細胞外，由細菌所分泌的胞外酶分解為溶解性物質，再滲入細胞。好氧生物處理分為接觸氧化法、活性污泥法、生物濾池、生物膜法等，好氧生物法對于水中有機污染物有較好的降解效果。

生物法的優點是工藝簡單、操作方便、運行成本低等優點；但是生物法對進水濃度有一定要求，對色度去除效果差，有污泥二次污染和出水難以達標的缺點。

[1]國家環保局，紡織總會，八五研究項目組．紡織工業污染源控制研究報告[M]．北京：中國環境出版社，1994．

[2]任松潔，叢緯，張國亮，等．印染工業廢水處理與回用技術的研究[J]．水處理技術．2009，8，35(8)：14-18．

[3]魏文圓，張志剛．活性炭在印染廢水脫色中的應用[J]．工業水處理，1996，16(2)：3-5．

[4]李勇華，王少波．印染廢水的特點及處理方法[J]．艦船防化，2008，6：15-18．

[5]張旋，姜洪雷，曲和玲．印染廢水處理技術的研究進展[J]．山東輕工業學院學報(自然科學版)，2007，3：8-10．

[6]高迎新，張昱，楊敏．Fenton反應中氧化還原電勢的變化規律[J]．環境化學，2004，23(2)：135-139．

[7]彭曉春，陳新庚，黃鵠，等．n-TiO2光催化機理及其在環境保護中的應用研究進展 [J]． 環境污染技術與設備，2002，3(3)：l-6．