印染工业废水处理 31页

印染工业废水处理环工0702n内容提要印染废水国内外研究情况印染废水污染物以及水质状况印染废水处理方法不同印染废水的处理流程印染行业的清洁生产n一、印染废水国内外研究现状（一）国内概况我国70年代后期和80年代，大多数处理工艺均是以好氧生物处理作为处理流程的主要处理单元污水处理，工程占地面积很大，处理流程长且复杂，工程投资和运行费用很高，但处理效果往往不尽人意。20世纪80年代以来，我国各地相继建成一批印染废水处理设施，其中以生物处理为主的占80%以上，但运行中暴露了处理效果差、运行费用高的问题。为此，我国开展了专题研究，提出了4种高效、低能耗的印染废水处理新工艺和3种物理化学处理新工艺。为进一步探求高效、低耗、省投资的印染废水处理新技术，近年来人们对生物絮凝、生物吸附、生物固定化技术、高效菌种的培养、新型高效反应器等生化处理方式进行了广泛的研究，并逐步将这些技术应用于工程中。n（二）国外概况国外对印染废水处理技术的研究始于20世纪50年代初，先后开发了絮凝、吸附、化学氧化、辐照、湿式氧化和生物法等处理技术，在诸多处理技术中，生物法以其处理成本低、处理效果好而得到广泛应用。目前，国外绝大本分印染废水均采用生物法作为处理流程的核心。意大利泰克皮奥生物技术公司采用单纯的生化处理工艺实现印染废水的回用。日本用粉末活性碳胶结涂布聚丙烯醇作载体，效果较好。美国等发达国家在注重印染废水的生物处理技术研究的同时，更强调清洁生产，从生产工艺控制上减少污染物的排放，印染废水经处理后多数回用。n此外，国内外对印染废水处理的研究，如超声波气震技术——在额定振荡频率的激烈震荡下，废水中一部分有机物被开建成小分子，在加速水分子的热运动下凝聚剂迅速凝絮，废水中色度、苯胺浓度等随之下降，，能起到降低肺水肿有机物浓度的作用。高能物理法——用T辐射和电子束等手段对废水中复杂有机物进行讲解处理，可以大大提高阳离子染料的去除率。以上方法处理印染等难降解废水的特点是：有机物的去除率高、设备占地小、操作简便，但装置昂贵、技术要求高，且能耗较大，能量利用率不高。若要真正投入实际运行，还需要进行大量的研究工作。n（三）纺织染整工业水污染物排放标准根据《纺织染整工业水污染物排放标准GB4287—92》，按照不同年限分别规定了纺织染整工业水污染物最高允许排放浓度和最高允许排水量：n二、印染废水污染物以及水质状况（一）印染废水的来源印染是对纺织材料进行再加工的过程，包括预处理、染色、印花和整理四个过程。印染的四个工序过程都排放污水。印染废水，即纤维织物在以上过程中产生的废水，主要含有各类纺织浆料染料、化学助剂等，其中的一些浆料核燃料的高浓度矿物盐和有机化合物含量很高（特别是偶氮染料）。n1.退浆废水退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除，同时，也除掉纤维本身的部分杂质。退浆废水呈淡黄色，含浆料分解物、纤维屑、酶等，废水呈碱性，pH值为12左右，COD和BOD5含量约占印染废水的45%。2.煮炼废水煮炼是用烧碱和表面活性剂等的水溶液，在120°C和pH=10~13条件下对棉织物进行，煮炼去除纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质，以保证漂白和印染的加工质量。煮炼废水水量大，水温高，呈深褐色和强碱性，BOD5和COD值较高，污染物浓度高。3.漂白废水漂白一般是用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有机杂质。废水水量大，污染程度较轻，BOD5和COD均较低，属较清洁废水可直接排放或循环再用。n4.丝光废水丝光是将织物在氢氧化钠浓溶液在进行溶液处理，以提高纤维的张力强度，增加纤维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率和提高对染料的亲和力。废水碱性较强(NaOH3%~5%左右)，BOD5、COD、SS均较高。5.染色废水染色废水水质变化很大，废水一般呈强碱性，水量较大，水质中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，废水色度可高达几千倍，COD较BOD5高得多，COD一般为300~700mg/L，BOD5/COD一般小于0.2，可生化性较差。6.印花废水印花废水主要来自于配色调浆、印花滚筒、印花筛网的冲洗废水，以及印花后处理时的皂洗、水洗废水。废水中nBOD5和COD较高，水量较大，污染物浓度较高，当印花滚筒镀筒时使用重铬酸钾、滚筒剥铬时有三氧化铬产生。这些含铬的废水毒性大，要单独处理。7.整理废水整理废水水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料、表面活性剂、甲醛等。整理废水数量很小，对全厂混合废水的水质水量影响也小。8.碱减量废水由涤纶仿真丝碱减量工序产生，主要含涤纶水解物对苯二酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般>12)，而且有机物浓度高，COD可高达7~9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。n印染废水中的主要污染物n（二）印染废水水质特点单就印染废水水质而言，其中的污染物大部分为有机物，并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。一般情况下，印染废水水质pH值为6~10，COD400~1000mg/L，BOD5为100~400mg/L，SS为100~200mg/L，色度为100~400。印染废水是很复杂的一个大类废水。印染废水具有以下特性：水量大。浓度高。水质波动大以有机污染物为主处理难度极大部分废水含有毒有害物质n（三）印染废水的危害印染废水含大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其他水生生物的生存。沉于水底的有机物，会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，恶化环境。印染废水的色泽深，严重影响收纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。在印染加工中，有19%~20%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤为严重，用一般的生化法难以去除。有色气体还会影响日光的投射，不易于水生物的生长。印染废水绝大部分偏碱性，进入农田，会使土地盐碱化；染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转化为硫化物，产生硫化氢。n三、印染废水处理方法（一）预处理印染废水污染程度高，水质水量波动大，成分复杂，一般都需进行预处理，以确保处理效果和运行稳定性。1.调节（水质水量均化）印染废水的水质水量变化大，因此，工艺流程中一般都设置调节池，以均化水质水量，为防止纤维屑、棉籽壳、浆料等沉淀于池底，池内常用水力、空气或机械搅拌设备进行搅拌。2.中和印染废水的pH值往往很高，除通过调节池均化本身的酸、碱度不均匀性外，一般需要设置中和池，以使废水的pH值满足后续处理工艺的要求。n3.染料浓脚水预处理染色换品种时排放的染料浓脚水，数量少但浓度极高，对这部分废水进行单独预处理可减少废水的COD浓度，这对于小批量、多品种的生产企业尤为重要。（二）生物处理技术生物处理工艺主要为好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性，缺氧、厌氧工艺也应用于印染废水处理中。（1）活性污泥法活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有普通活性污泥法、吸附再生活性污泥法、完全混合活性污泥法、序批式活性污泥法、生物吸附氧化法等。活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。n（2）生物接触氧化法生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便等特点，因而近年来被广泛采用，其特别适合中小水量的印染废水。（3）生物转盘、塔式滤池此类工艺在印染废水的处理中曾取得较好的效果。但由于占地较大，对环境的影响较多，处理效果相对其他工艺低，目前已很少采用。（4）厌氧处理对浓度较高、可生化性较差的印染废水，采用此方法能较大幅度的提高有机物的去除率。厌氧处理已取得一系列研究成果，是有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较高，在其后还需好样处理才能达到出水水质要求。n（三）物化处理与其他处理1.混凝法混凝法是印染废水处理中采用最多的方法，有凝凝沉淀法和混凝气浮法。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。混凝法设置在生物处理前时，混凝剂投加量大，污泥量大，易使处理成本提高，并增大污泥处理与最终处理的难度。设置在生物处理构筑物之后，则具有操作运行灵活的优点。当采用生物接触氧化法时，可不设二沉池。2.化学氧化法化学氧化法一般作为处理设施，设置在工艺流程的最后一级，主要目的是去除色度，同时也降低部分COD。常用的脱色处理法有氧化法和吸附法两种。氧化脱色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三种。n3.电解法电解法以往多用于处理氰、含铬电镀废水，近年来才开始用于处理印染废水。电解法的脱色效果显著，对某些活性染料、媒染染料、硫化染料印染废水，脱色率达90%以上。电解法对于处理小量的印染废水，具有设备简单、管理方便和效果较好的特点。一般设置在生物处理之后，其COD去除效率为20%~50%，色度可以降低到50倍以下。4.活性炭吸附法活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性，一般情况下，对废水中一BOD、COD等综合指标表示的有机物，都有独特的去除能力。活性炭吸附法较适宜用作水量小，一般生化与物化不能处理达标的处理方法。其优点是效果好，缺点是运行成本高。n（一）棉机织产品印染废水处理在各类印染废水中，棉印染废水处理流程较为复杂。意识棉花纤维本身所含杂质，二是混纺产品中有较大量的化学纤维，也使废水水质发生变化，可生物降解性能变差，增加了其处理难度，其典型治理流程如下图所示。四、不同印染废水的处理流程n（二）棉针织产品印染废水治理棉针织印染废水中，由于纤维织适时经纱不需上浆工艺．其废水中不含浆料成分，因此废水中有机污染物含量低于棉机织印染废水，其治理流程相对较短，治理典型工艺流程如下图所示。n（三）毛粗纺织产品染色废水治理毛纺织产品废水主要指毛粗纺织产品、毛精纺织产品及绒线产品在染色过程中产生的各种废水的总称。它包括染色残液、漂洗水、洗呢水，缩绒水等废水治理，典型处理流程如下图所示。n（四）天然真丝绸印染产品废水治理天然真丝绸指以天然蚕丝（桑蚕丝和柞蚕丝）为原料的各类产品，其印染废水中除了天然丝绸上所含的蜡质及浆料外，主要为染料和助剂。废水的污染物浓度类似于毛精纺产品和绒线产品，通常采用的处理流程如下图所示。n五、化纤仿真丝产品废水治理化纤仿真丝产品加工过程中，产生碱减量废水和印染废水，其中碱减量废水是难降解浓度高的有机废水。当采用连续式碱减量工艺时，多数企业将碱减量残液单独处理到一定程度后再与印染废水混合进行混合废水处理。当碱减量废水水量较小时．也可与印染废水混合在一起进行统一处理，其治理流程如下图所示。n六、麻脱胶废水处理在麻纺产品加工过程中，主要产生脱胶废水和印染废水。第一类废水为煮炼残液，第二类为洗麻水、浸酸水等中段水，这部分废水水量较大。第三类为漂酸洗水。麻脱胶工艺目前基本采用集中式工厂化的脱胶方法，专业化脱胶厂对脱麻废水进行单独处理。麻脱胶废水为高浓度偏碱性有机废水，可生物降解性较好。典型处理流程如下图。n五、印染行业的清洁生产（一）推行清洁生产与可持续发展1.推行清洁生产的意义可大幅度减少资源消耗和废物产生，还可使破坏了的生态环境得到缓解和恢复，排除资源匮乏困境和污染困扰。改变了传统的被动、滞后的先污染、后治理的污染控制模式，减少污染物的产生，降低对环境的不利影响。企业开展清洁生产，可以避免由于末端治理而付出的高昂费用，使可能产生的废物消灭在生产过程中。纺织印染工业是我国污染物排放量较大的行业之一，推行清洁生产显得特别有意义。n2.清洁生产与可持续发展的关系清洁是从生态经济大系统的整体出发，对物质转化的工业加工工艺全过程不断的采取预防性、战略性、综合性措施。清洁生产目的是提高物料和能源的利用率，减少废物的生成和排放，降低生产活动对资源的过度使用及减少这些活动对人类和自然环境造成的破坏性的冲击和风险。推行清洁生产已经成为世界各国实现经济、社会可持续发展的必然选择。只有推行清洁生产，才能在保护经济增长的前提下，实现资源的可持续利用，不断改善环境质量，而且能为后代人刘希可持续利用的资源和环境。“清洁生产”是实施可持续发展攻略的最佳模式。n（二）清洁生产的途径1．规划产品方案，改进产品设计，调整产品结构对产品从设计、生产、流通、消费和使用后的各阶段进行环境影响分析，对那些在生产过程中物耗、能耗大、污染严重、使用过程和使用后严重危害生态环境的产品进行更新设计，调整产品结构。2．合理使用原材料对原材料的合理选用，可显著降低生产成本，提高经济效益，减少废物和污染物的排放量。3．改革工艺与设备通过改革工艺与没备，可提高生产能力，更有效地利用原材料，减少产品不合格率，降低原材料费用和废物处理、处置费用，给企业带来明显的经济效益和环境效益。4．加强生产管理通过强化生产全过程管理，可使污染物产生量削减40%左右，花费却很小，是一项投资少、成效大、实现清洁生产的有效措施。n（三）印染清洁生产技术1．前处理的清洁生产在染整的前处理过程中，采用快速短流程，可缩短处理时间，并减少助剂和水的用量。低温、低碱前处理既可节能，又可减少废水的含碱量，利于废水的处理。生物酶退浆、精练等生酶醇前处理技术，不但可避免使用碱剂，而且无毒无害，用量少，处理的条件较温和，产生的废水可生物降解，减少了污染，节约了能量。近年来，采用等离子体技术或其它离子溅射技术、激光技术去除织物表面的杂质有了很大进展。特别是用等离子体技术去除织物表面的浆料等杂质，不仅具有污染小的优点，还可以在纤堆表面引入一些有利于染色、印花和整理的官能团，是进入工业化应用阶段的绿色前处理技术。在前处理加工中除使用一些绿色工艺外，应重视开发新一代的绿色表面活性剂、生态助剂在前处理工艺中的技术。n2．清洁染色技术是今后纺织品染色重点发展方向天然染料有利于环境保护，研究和开发天然染料的提取和应用工艺很有必要。使用天然和生态型的染料和助剂不但可以减少染料对人体的危害，而且可以大大减少染色废水的毒性，有利于减少污水处理负担，保护生态环境。使用对人体安全性高的染料进行染色，不仅可以提供安全的纺织品，而且有利于开发禁用染料的替代技术，应用高固色率及高利用率的染料，开发高染料利用率的染色工艺。染色加工时温度高、能耗大，开发低温染色工艺很有必要。利用超声波染色，可使染料上染速度大大加快还可显著改善透染和匀染效果。利用紫外线、微波及高能射线处理纺织品，也可改善纤维的染色性质，有的直接用于固色。n3．印花和整理的淮洁生产在印花及整理过程中，产生的污染物主要是印花糊料、树脂整理剂、涂层剂、防水剂、防蛀虫剂及其他助剂。糊料的污染比较严重，目前一些新型糊料主要是通过对天然高分子化合物进行改性和利用石油化工原料合成得到，这些新型的糊料用量低，易于回收和净化。工艺简单、无污水或少污水的涂料印花已广泛应用于纺织品印花，无火油涂料印花糊料已进步推广使用。数字喷墨印花、转移印花、电子照相印花、生物酶整理等绿色印花工艺及生态整理技术也在开发应用。在织物的后整理加工中，用生物酶去除纤维表面的绒毛，或者使纤维减量，改善织物的外观和手感。无甲醛整理剂易多元羧酸类整理剂为突破口，已发展到工业试用阶段。n谢谢观赏