印染生產各工序廢水水質及處理技術

王 偉，焦玉木，賈洪斌，李春光

（1.山東濱州市環境保護監測站，山東濱州 256618；2.華紡股份有限公司技術中心，山東濱州 256617）

《紡織工業發展規劃（2016年-2020年）》提出，到2020年，隨著清潔生產技術的普遍應用，紡織單位工業增加值取水要下降23%，主要污染物排放總量下降10%。作為企業，需要通過關鍵技術、關鍵設備的革新，綠色染整技術的應用，實現生產過程的節能減排；對印染生產各個工序的廢水水質進行分析、研究，力爭對不同的廢水選擇最實用的處理技術，實現低成本下的廢水資源化利用，達到降低單位水耗、污染物排放總量的目的，為印染行業的可持續發展奠定基礎。現結合印染各工序的廢水水質，提出對一些處理技術的見解。

1 產污機臺及廢水特性

目前，在印染行業中普遍采用的印染工藝流程如下，燒毛、退漿、煮煉、漂白、定型和絲光屬于前處理工序，拉幅、整裝屬于后整理。現在一般把漂白工序產生的低濃度、污染小的水直接再利用至前面兩段，以減少用水量。絲光廢水通過堿回收裝置，將堿和水分離后再重復循環利用，因此，絲光工序的廢水不外排。隨著印染設備的不斷更新換代，泡沫染色、冷軋堆退漿、染色、濕短蒸染色等新技術的推廣應用使染色的用水、用汽、用能都大幅減少。但從總的廢水來源看，退漿、煮煉等前處理廢水占總水量的10%～15%，染色、印染及水洗用水量占比較多，達到75%～85%，拉幅及化驗室、配料室、制網等工序占5%左右。印染流程廢水占比如圖1所示。

為此，我們對排水量大的工序進行了普查，以期針對不同的廢水進行單獨收集、分質處理。主要排污工序廢水水質如表1所示。

表1 印染各工序水質監測一覽表

從表1 可以看出，前處理廢水和染色、印花廢水水質差別較大。退漿、煮煉廢水含有PVA、淀粉等漿料，仲烷基磺酸鈉、月硅酸聚氧乙烯脂等表面活性劑，天然色素、蠟質、纖維等物質，因此，廢水成分復雜，有機污染物質量濃度高，可生化性差；水量占總水量的10%～15%，但污染物總量卻要占到70%左右，B/C＜0.1。退漿水中含有較多的纖維，導致SS很高，可通過微濾機去除，以減少系統的產泥量和影響系統的運行。染色和印花廢水中因含有部分染料，導致色度較深，但COD 質量濃度相對較低，水量占70%～80%；其中，活性染料屬于水溶性染料，溶解于水中，色度的去除難度較大；氨氮質量分數高與生產過程中使用尿素助溶和提高上染率有關。對于先磨毛、后水洗的產品，廢水中的懸浮物較高，需要通過機臺安裝微濾機分離出來再進行處理，盡可能減少污泥的產生量。

為更深入了解退煮廢水和染色、印花、水洗廢水的化學成分，對兩種廢水進行成分分析，結果見表2、3。

表2 退漿水、水洗水的物性分析

表3 退漿水、水洗水離子組成分析

對測試過程作以下說明。離子色譜分析是將廢水經稀釋不同的倍數，通過C12 交換樹脂和0.45 μm的濾膜除去其中微量的有機物和溶膠后進行分析；由于退漿水為強堿性溶液，其中的OH-和CO32-無法進行離子色譜分析，采用滴定分析，分別為861.7 mg/L和18 251.4 mg/L；水洗水的固含量為0.47%，電導率為5.67 ms/cm，主要是Na 的氯鹽和硫酸鹽，與生產過程使用的固色劑氯化鈉和硫酸鈉有關；水洗水的無機鹽和有機活性組分容易形成微乳液體系，粒度集中分布在5～20 μm，均勻穩定。退漿水固含量為3.63%，電導率為72.00 ms/cm，主要成分為鈉的碳酸鹽及少量的堿，主要與助劑中的碳酸鹽和堿有關。粘稠，有明顯的絮狀分層，體系分布不穩定，粒徑分布較寬，集中在10～80 μm。

2 退漿廢水處理技術

針對前處理退煮廢水和印花染色廢水的特點，簡要分享以下技術。

2.1 鹽析法回收PVA

原理：在含PVA的退漿廢水中，通過加入硫酸鈉，降低PVA 的溶解度，使其從溶液中脫水析出；然后再加入硼砂，將析出的PVA 絮凝成塊狀，易從溶液中分離。絮凝劑的添加能減少鹽的用量，并且提高析出的速度。

該技術操作簡單，PVA 的回收率可達到85%以上，但由于硫酸鈉和硼砂的投加量較大，導致廢水的鹽濃度很高。

2.2 退煮廢水的厭氧處理法

針對退煮廢水中有機污染物高、成分復雜，含有高分子化合物、天然纖維、表面活性劑等難降解有機物的特點，我們借助厭氧菌能耗低、污泥負荷高、能夠將大分子轉化成小分子有機物、可提高可生化性的優勢，利用IC厭氧技術對退漿、煮煉廢水進行厭氧預處理。在水里停留時間5天的情況下，COD去除率可達60%，PVA去除率可達80%以上，B/C提高到0.35以上，對提高可生化性、降低運行成本具有重要的作用。回收厭氧過程中產生的沼氣，實現資源化利用（如圖2和圖3）。

3 活性炭再生及利用技術

隨著環保標準的不斷提高和廢水資源化利用的迫切需要，活性炭再生及利用技術得以廣泛推廣應用。利用微波和高溫再生爐技術可使活性炭的再生周期縮短，再生成本降低，循環利用次數增加。

3.1 CFBR技術應用

CFBR（Circulating fluidized bed bioreactor）是一種一體化循環流化床生化反應器，集PACT、內循環流化床和膜分離技術于一體的新型生物膜法工藝。該技術能使床內保持高濃度的生物量，傳質效率高，水力停留時間短，耐沖擊負荷能力強。經過改進的CFBR技術具有以下特點：

（1）可控制生物膜厚度的過度增長。由于氣、液、固在升流區和降流區之間循環流動，循環速度很大，載體不會被帶出反應器外；在一般情況下，循環速率遠大于載體終端沉速，流體造成的剪切作用可有效地控制生物膜厚度，以避免過厚的生物膜引起的內傳質阻力增大，使反應器中生物膜保持較高的活性。

（2）載體流化性能好。該反應器實現了良好的載體分流；同時，載體在升流區和降流區之間循環流動，所受到的摩擦、剪切力基本相同，不存在傳統三相流化床中的載體分層現象，載體流化具有良好的均勻性，這對于生物膜的良好生長十分有利。

（3）氧的轉移效率高。液體在升流管和降流管之間循環流動，循環液體將升流管中的一些小氣泡挾帶進入降流管，只有部分氣體從頂部逸出，使氣液接觸時間延長，故充氧效率高。

（4）載體流失量少。反應器的沉淀區，安裝固定了粒徑較小的懸浮顆粒，形成高效濾床，有效去除廢水中的COD、SS 等污染物質。反應區內的活性炭可根據生物降解、物理吸附的情況，進行分離，再生，循環使用，從而滿足不同的排放標準，脫落的生物膜也通過再生而氧化分解。

如圖4所示，通過半年的運行，該技術即使在活性炭不再生的情況下，憑借微生物的吸附降解和過濾作用，COD的去除率也達到30%以上。該技術與活性炭高溫再生技術結合，可大幅提高出水水質和降低運行成本。

3.2 高效過濾技術

高效過濾技術是將廢水在反應池內與粉末活性炭充分混合、接觸吸附污染物后進入高效濾膜機，形成活性炭濾層，在過濾水中懸浮物的同時實現炭水分離，濾液達標排放或回用。過濾后的飽和活性炭采用高溫再生工藝，經500～800 ℃高溫熱處理，將粉末活性炭中吸附的有機物解吸分解，使粉末活性炭得到再生，性能達到凈化污水用炭的質量標準，重復使用。

本工藝的特點是：（1）可以穩定地實現達標排放，同時，通過調整活性炭用量，處理效果可根據實際情況進行靈活控制，并具有進一步提升的空間；（2）活性炭采用烘干加熱再生工藝進行再生，成本低、性能好、實用性能強，增加了活性炭的使用壽命和周期，同時避免了活性炭處置不當帶來的二次污染；（3）再生粉末活性炭成本低。

4 結論

根據印染各工序廢水的水質分析情況，進行清濁分流，針對含鹽量少、有機污染物低、堿性小的水洗水，在不增加含鹽量的情況下，采用厭氧脫色可提高可生化性，好氧降解、CFBR和高效過濾處理技術相結合可實現廢水回用和低濃水的近零排放。本工藝對取水和主要污染物排放總量的下降將發揮積極作用。