印染废水处理 37页

第五章印染废水处理n第一节印染废水的产生与排放一、印染废水的产生和特性分析印染废水中的污染物主要来自织物纤维本身和加工过程使用的染化料，在印染生产的前处理过程中排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色印花过程排出染色废水、皂洗废水和印花废水，整理过程排出整理废水。1、前处理产生的废水（1）退浆废水：退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除（被水解或酶分解为水溶性分解物），同时也除掉纤维本身的部分杂质。退浆废水是碱性有机废水，含有浆料分解物、纤维屑、酶等，其COD、BOD5都很高。退浆废水水量较少，但污染较重，是前处理废水有机污染物的主要来源。（2）煮炼废水：煮炼是用烧碱和表面活性剂等的水溶液，在高温（120℃）和碱性（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，以保证漂白和染整的加工质量。煮炼废水呈强碱性，含碱浓度约为0.3%，呈深褐色，BOD5和COD值较高。（3）漂白废水：漂白是用次氯酸钠、双氧水、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部的有色杂质。漂白废水的特点是水量大，污染程度较轻，BOD5和COD均较低，属较清洁废水。（4）丝光废水：丝光是将织物在氢氧化钠浓溶液中进行处理，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。丝光废水一般经蒸发浓缩后回收，由末端排出的少量丝光废水碱性较强。n2、染色和印花废水（1）染色废水：染色废水主要污染物是染料和助剂。由于不同的纤维原料和产品需要使用不同的染料、助剂和染色方法，加上各种染料的上染率不同和染液的浓度不同，使染色废水水质变化很大。染色废水的色泽一般较深，且可生化性差。其COD一般为300～700mg/L，BOD5/COD一般小于0.2，色度可高达几千倍。（2）印花废水：印花废水主要来自配色调浆、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。由于印花色浆中的浆料量比染料量多几倍到几十倍，故印花废水中除染料、助剂外，还含有大量浆料，BOD5和COD都较高。由于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。这些含铬的雕刻废水应单独处理。3、整理废水：整理废水含有树脂、甲醛、表面活性剂等。整理废水数量较小，对全厂混合废水的水质水量影响也小。n一、印染废水水质及水量1．不同产品排放的废水水质印染产品由于原料纤维、产品种类和生产工艺等不同，使用的染料、助剂种类和品种不同，加工的工艺方法不同，漂洗次数不同，因此其排放废水的水质亦不同。另外，由于不同化学纤维的含量在各类产品中所占的比重不同，其使用染料和助剂的种类也不断变化，因此所排放的废水中各污染物含水量也不相同。在棉混纺织产品中由于化学纤维（主要为涤纶）的增加（一般占65%），其经纱上浆时采用变性淀粉和聚乙烯醇混合浆料。而在印染前处理工艺过程产生的退浆废水中，由于含有一定量的聚乙醇，使废水中增加了难生物降解物质，降低了废水的可生物降解性。因此棉印染废水属于较难生物降解的工业废水之一。在毛纺染色产品中，由于天然纤维所占比例较大，化学纤维占的比例相对较少，而且织造过程中也不需上浆，故毛混纺染整产品加工过程产生的废水水质相对较为稳定，废水的可生物降解性优于棉纺产品排放的印染废水。洗毛废水由于可生物降解性能好，一般在提取羊毛脂后宜采用生物处理方法。真丝绸印染产品加工过程中排放的印染废水属于中低浓度的有机性废水，可生物降解性好。化纤仿真丝产品的碱减量工艺中产生的废水，由于含有相当量的对苯二甲酸和乙二醇，总体看废水的可生物降解性能较差，但与印染废水混合后，水质稍有改善。n2.废水水量印染废水排放量约为全厂用水量的60%～80%。废水量随工厂的类型、生产工艺、机械设备、加工产品的品种不同，差异较大。根据国内外的资料估算，每加工一匹棉织物，用水量约为1～1.2m3。三、印染废水的特点和危害1、废水的特点（1）水量大。（2）浓度高。（3）水质波动大。（4）以有机物污染为主。（5）处理难度较大。（6）部分废水含有毒有害物质。2、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，危及鱼类和其它水生生物的生存。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，严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。在纺织品印染加工中，有10%～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。有色水体还会影响日光的透射，不利于水生物的生长。印染废水大部分偏碱性，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第二节印染废水处理的基本方法印染废水是以有机污染为主的，成分复杂的有机废水，处理的主要对象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质。虽然印染废水的可生化性普遍较差，但除个别特殊的印染废水（如纯化纤织物染色）外，仍属可生物降解的有机废水。其处理方法以生物处理法为主，同时需辅以必要的预处理和物理化学深度处理。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，以确保生物处理法的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，印染废水处理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。水力停留时间一般为8小时左右。2．中和印染废水的pH值往往很高，除通过调节池均化其本身的酸、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。3．废铬液处理在有印花工艺的印染厂中，印花滚筒镀筒时需使用重铬酸钾等，滚筒剥铬时就会产生铬污染。这些含铬的雕刻废水含有重金属，必须进行单独处理，以消除铬污染。4．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，COD可达几万甚至几十万。对这一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其重要。n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、厌氧工艺也已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，有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。其中，表面曝气池因存在易发生短流，充氧量与回流量调节不方便、表面活性剂较多时产生泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较少采用。而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。污泥负荷的建议值通常为0.3～0.4kg（BOD5）/kg（MLSS）•d，其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%。据上海印染行业的经验表明，当污泥负荷在小于0.2kg（BOD5）/kg（MLSS）•d时，BOD5去除率可达90%经上，COD去除率为60%～80%。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、填料上易保存降解特殊有机物的专性微生物等特点，因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。生物接触氧化法停止进行后，重新运行启动快，对企业因节假日和设备检修停止生产无废水排放对生物处理效果的影响较小。因此，尽管生物接触氧化法投资相对较高，但因能适应企业废水处理管理水平较低、用地较紧张等困难处境，应用越来越广泛。其特别适用于中小水量的印染废水处理，通常，容积负荷为0.6～0.7kg（BOD5）/kg(MLSS).d时，BOD5去除率大一起90%，COD去除率为60%～80%。n3．缺氧水解好氧生物处理工艺如前所述，缺氧段的作用是使部分结构复杂的、难降解的高分子有机物，在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物，提高其可生化性，并达到较好的处理效果。缺氧段的水力停留时间，一般是根据进水COD浓度来确定的。当缺氧段采用填料法时，通常建议按每100mg/L的COD需水力停留时间1h累计取值。好氧段负荷限值有两种方法，一是不计缺氧段去除率，此时好氧段负荷的限值略高于一般负荷值；另一计算法是按缺氧段BOD5去除率为20%～30%计，而好氧段的负荷按一般负荷值计算。经这一工艺处理后，BOD5去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%，色度去除率较单一的好氧法也有明显提高。4．生物转盘、塔式滤池生物转盘、塔式滤池等工艺在印染废水的处理中也曾采用，取得了较好的效果，有的厂目前还在运行。但由于这些工艺占地较大，对环境的影响总是较多，处理效果相对其他工艺低，目前已很少采用。5．厌氧处理对浓度较高、可生化性较差的印染废水，采用厌氧处理方法能较大幅度地提高有机物的去除率。厌氧处理在实验室研究、中试中已限得了一系列成果，是有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较高，在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。n三、物化处理与其他处理技术印染废水处理中，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外，电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。1．混凝法混凝法是印染废水处理中采用最多的方法，有混凝沉淀法和混凝气浮法两种。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。混凝法可设置在生物处理前或生物处理后，有时也作为唯一的处理设施。混凝法设置在生物处理前时，混凝剂投加量较大，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。混凝法的COD去除率一般为30%～60%，BOD5去除率一般为20%～50%。作为废水的深度处理，混凝法设置在生物处理构筑物之后，具有操作运行灵活的优点。当进水浓度较低，生化运行效果好时，可以不加混凝剂，以节约成本；当采用生物接触氧化法时，可以考虑不设二次沉淀池，让生物处理构筑物的出水直接进入混凝处理设施。在印染废水处理中，多数是将混凝法设置在生物处理之后。其COD去除率一般为15%～40%。当原废水污染物浓度低，仅用混凝法已能达到排放标准时，可考虑只设置混凝法处理设施。n2．化学氧化法化学氧化法一般作为深度处理设施，设置在工艺流程的最后一级。主要的目的是去除色度，同时也降低部分COD。经化学氧化法处理后，色度可降到50倍以下，COD去除率较低，一般仅5%～15%。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。（1）氯氧化脱色法氯作为消毒剂已广泛地应用于给水处理，其作为氧化剂时的功能与消毒有所不同。氯氧化脱色法就是利用存在于废水中的显色有机物比较容易氧化的特性，应用氯或其化合物作为氧化剂，氧化显色有机物并破坏其结构，达到脱色的目的。氯氧化剂并不是对所有染料都有脱色效率。对于易氧化的水溶性染料如阳离子染料、偶氮染料和易氧化的不溶性染料如硫化染料，都有良好的脱色效果。对于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料和涂料等，脱色效果较差。当废水中含有较多悬浮物和浆料时，该法不仅不能去除此类物质，反而要消耗大量氧化剂。况且在氧化过程中，并不是所有染料都被破坏，其中大部分是以氧化态存在于出水中，经过放置，有的还可能恢复原色。所以单独采用此法脱色并不理想，宜与其他方法联用，可获得较好的脱色效果。常用氯氧化剂有液氯、漂白粉和次氯酸钠等。n（2）臭氧氧化脱色法臭氧作为强氧化剂，在废水脱色及深度处理中也得到广泛应用。臭氧具有强氧化作用的原因，曾经认为是在分解时生成新生态的原子氧，表现为强氧化剂。目前认为，臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，直接表现为强氧化剂是更主要的原因。染料显色是由其发色基团引起，如：乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、硫酮、亚硝基、亚乙烯基等。这些发色基团都有不饱和键，臭氧能使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色能力。所以，臭氧是良好的脱色剂。但因染料的品种不同，其发色基团位置不同，其脱色率也有较大差异。对于含水溶性染料废水，如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱色率很高。含不溶性分散染料废水也有较好的脱色效果。但对于以细分散悬浮状存在于废水中的不溶性染料如还原、硫化染料和涂料，脱色效果较差。（3）光氧化脱色法光氧化脱色法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物质，使废水的BOD、COD和色度大幅度下降的一种处理方法。光氧化脱色法中常用的氧化剂是氯气，有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解和污染物质的氧化起催化作用。有时，某些特殊波长的光对某些物质有特效作用。因此，设计时应选择相应的特殊紫外线灯作为光源。光氧化脱色法的特点有：氧化作用强烈，没有污泥产生，适用范围广，可作为废水的高级处理，装置紧凑，占地面积小。光氧化脱色印染废水，除对一小部分分散染料的脱色效果较差外，其他染料脱色率都在90%以上。n3．电解法借助于外加电流的作用产生化学反应，把电能转化成化学能的过程称电解。利用电解的化学反应，使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法，简称电解法。电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水，近年来才开始用于处理纺织印染废水的治理，但尚缺乏成熟的经验。研究表明，电解法的脱色效果显著，对某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染废水，脱色率可达90%以上，对酸性染料废水脱色率达70%以上。电解法对于处理小水量的印染废水，具有设备简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用，取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多，不适宜在水量较大时采用。电解法一般作为深度处理，设置在生物处理之后。其COD去除率为20%～50%，色度可以降到50倍以下。当原废水浓度低，仅用电解法已能达到排放标准时，可考虑只设置电解法处理设施。仅用电解法处理时，COD去除率为40%～75%。电解法具有下列特点：（1）反应速度快，脱色率高，产泥量小；（2）在常温常压下操作，管理方便容易实现自动化；（3）当进水中污染物质浓度发生变化时，可以通过调节电压与电流的方法来控制，保证出水水质稳定；（4）处理时间短，设备容积小，占地面积小；（5）电解需要直流电流，电耗和电极消耗量较大，宜用于小水量废水处理。n4．活性炭吸附法活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下，对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物，如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的去除能力。吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少，随pH值的降低而增大。故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附。活性炭吸附法较适宜用作水量小，一般的生化与物化方法不能处理达标时的深度处理方法。其优点是效果好，缺点是运行成本高。n第三节不同印染废水的治理技术一、棉印染产品废水治理（一）棉机织产品印染废水治理1、废水治理流程在各类印染废水中，棉印染废水治理流程较为复杂。一是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。排放印染废水→格栅→调节池→厌氧水解池→→沉淀池—→—→污泥浓缩池→污泥脱水→处置→排放图5-1棉机织产品废水治理典型流程生物接触氧化池活性污泥池混凝沉淀池混凝气浮池化学氧化池n2．主要工艺参数：（1）格栅：流程中格栅一般设置两道，通常一道为固定式栅条式格栅，一道为自动回转式格栅。（2）调节池：调节池一般均设有预曝气，气水比为3～5：1，预曝气一方面为防止沉淀进行搅拌，另外兼有去除部分有机污染物作用。调节池调节时间一般为T=6～8h，其COD去除率平均为8%左右。（3）厌氧水解酸化池：根据废水中污染物状况，停留时间T=4～10h，COD去除率一般为15%～30%，色度去除率可达40%～70%。对泡沫的消除也有明显的效果。（4）生物接触氧化池：生物接触氧化法实质上是生物膜法与活性污泥法的混合型式。国外又称为浸没式生物滤池法。由于在池中放置一定数量的、而且具有一定孔隙率和比表面积的填料，为微生物的生长提供了栖息场所，具有明显的生物膜法特点。同时它又采用了活性污泥法的曝气方式，并在池体中和填料间也具有一定数量的活性污泥，因此它又具有活性污泥特点。由于它采用鼓风曝气型式，不受池体表面产生的泡沫影响，不产生污泥膨胀，有机负荷高，占地少，流程中生物接触氧化法、活性污泥法均采用鼓风曝气方式。生物接触氧化池停留时间一般为T=5～7h，COD去除率约为55%～60%，色度去除率约为50%，气水比一般为(20～25)﹕1。生物接触氧化池通常设计为二段，二段池容积可以相同，也可以第一段比第二段池容大。第一段气水比为(25～28)﹕1，第二段为(15～18)﹕1。（5）活性污泥池：活性污泥法中曝气池的停留时间通常为T=9～12h，COD去除率约为60%～70%，色度去除率约为50%左右。n（6）沉淀池：沉淀时间通常采用T=1.5～2h。目前，沉淀池主要采用竖流沉淀池型式，对较大处理水量，多采用辐流式沉淀池型式。斜管(板)沉淀池由于排泥不畅且容易积泥，使污泥反硝化引起污泥上浮，目前在印染废水治理中已很少采用。沉淀污泥通常采用重力或机械排泥方法排入浓缩池，然后进行机械脱水或污泥干化。在厌氧水解池运行初，为了提高池中污泥含量，也采用部分沉淀池污泥回流方法。（7）混凝沉淀池和混凝气浮池：混凝沉淀或混凝气浮工艺，都采用化学投药方法。投药品种多为无机聚合铝或无机与有机聚合物，其产生的污泥也排入污泥浓缩池与生物污泥一并处理。其COD去除率约为40%～55%，色度去除率约40%～60%。混凝沉淀池或混疑气浮池中投加的药剂采用水力混合或机械搅拌。当好氧生物处理后沉淀池出水略高于排放标准时，亦可在沉淀池前投药，利用水力搅拌。（8）化学氧化池：化学氧化法主要以去除色度和剩余有机污染物为主，其脱色效果优于混凝沉淀或混凝气浮工艺，其中光化学氧化法或电化学氧化法具有一定的高新技术含量，目前已在工程中获得应用。当废水pH值较高时，在调节池前应考虑加酸中和措施。但是当企业设有三效蒸发丝光淡碱回收装置并严格控制生产过程中碱用量时，印染废水pH值为9.0～9.5左右，一般可不需考虑中和装置。在流程中，根据各地排放标准要求不同和处理后水质状况不同，又提出了不同的排放部位。可在沉淀池后排放，也可在混凝沉淀池后排放。n（二）棉针织产品印染废水治理1．废水治理流程：棉针织印染废水中，由于纤维织造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，有关设计参数也较低。治理典型工艺流程下图所示。废水→格栅→调节池→→沉淀池—→排放排放图5—2棉针织产品废水治理典型流程2．主要工艺参数：（1）格栅：流程中格栅要求与棉机织废水处理相同。（2）调节池：流程中调节停留时间T=6～8h，COD去除率平均约8%。通常也采用曝气形式进行搅拌，防止其沉淀及保证其去除率。（3）生物接触氧化池：停留时间T=4～6h，COD去除率55%～60%，色度去除率50%，气水比15～20：1。其中的生物接触氧化池可采用一段法或二段法。（4）活性污泥池：停留时间T=8～10h，COD去除率60%～70%，色度去除率50%。（5）沉淀池：沉淀时间通常为T=1.5～2h。末端的混凝沉淀池或混凝气浮池，其COD去除率为30%～55%，色度去除率40%～60%。根据废水水质情况可适当调整上述有关参数，亦可选用棉机织产品废水治理典型流程，但有关参数需作相应调整。活性污泥池生物接触氧化池混凝沉淀池混凝气浮池n二、毛纺产品印染废水治理（一）洗毛废水的治理洗毛加工的不同槽体产生不同浓度的洗毛废水，其中第一槽洗毛废水含泥沙等悬浮颗粒较多，第二、第三槽主要含有一定量的羊毛脂等物质需进行回收，而第四、第五槽废水主要作为逆流洗涤补充水用。排放的洗毛废水中仍含有一定量固体杂物(主要为砂、土等)及羊毛脂、羊汗等有机物，其废水中有机污染物含量高，其COD、BOD5值均达10g／L以上，属于可生物降解性较好的有机性废水。这种废水单独处理时，治理流程较长，主要采用完全厌氧处理工艺或兼氧工艺，去除相当量有机污染物后，再进行好氧生物处理。为了实现达标排放，可能还需进行混凝沉淀或混凝气浮等化学处理工艺。我国也有部分毛纺织企业设有洗毛车间，洗毛废水经过提取羊毛脂和厌氧处理后，再与企业生产过程中排放的染色废水混合进行好氧处理。其后是否还需进行化学投药处理实现达标排放，应根据洗毛废水与染色废水比例而定。如染色废水量较大，有机污染物含量较低，可能不需再进行化学投药处理。这是经济合理的方法。因为洗毛废水量远小于印染废水量，而且由于经适度处理的洗毛废水加入后可以改善混合废水的可生物降解性能，提高治理系统的治理效果。为了去除洗毛过程残留的草刺等植物杂质，需加酸使其炭化。洗净毛经炭化排放的废水呈弱酸性，有机物含量较低。这种废水与提取羊毛脂后的洗毛废水混合，可明显降低洗毛废水浓度，处理工艺的有机负荷降低，有利于处理工艺的达标排放。n1．废水治理的流程：洗毛废水是指经提取羊毛脂后二槽、三槽废水和一槽的浸洗废水的混合废水，典型治理流程如下图所示。沼气洗毛废水→沉砂池→格栅→调节池→气浮池→厌氧池→水解酸化池→-→沉淀池→排放图5-3洗毛废水治理典型流程2．主要工艺参数：（1）沉砂池：停留时间T=1.5～2.0h。（2）格栅：设置三道，一道为粗格栅，一道为自动固液分离机，最后一道为过滤筛板。（3）调节池：调节时间T=8～10h，增加了预曝气后其COD去除率为30%左右。（4）气浮池：主要去除废水中残存的羊毛脂等，投药后COD去除率40%～60%。（5）厌氧池：采用UASB型式或固定膜厌氧反应器，当保持中温厌氧条件时，废水停留时间T=8～12h，COD去除率可达75%～85%。而在常温条件下，其去除率会降低，此时应适当增加废水停留时间。当洗毛废水量较大时，产生的沼气可以收集利用。（6）水解酸化池：实际上是在微氧情况下，主要以继续厌氧水解酸化为主，停留时间T=4～6h，其COD去除率为20%左右。（7）活性污泥池或生物接触氧化池：停留时间一般为T=10～12h,COD去除率一般为50%～60%。生物接触氧化池活性污泥池n（二）毛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。其中染色残液和初次漂洗水中含有部分剩余染料及大部分或全部染色助剂，而其余各类废水含污染物浓度较低。毛纺织产品废水处理，就是治理这几种废水的混合废水。毛粗纺产品排放废水中有机污染物浓度及色度均高于毛精纺产品废水相应指标。而绒线产品排放废水介于上述两者之间。毛纺织产品生产加工过程中主要污染源是染色工艺，它包括散毛染色、坯呢染色和毛条染色。纯毛产品染色过程排放的染色废水一般呈微弱酸性，但由于采用一定量的化学纤维，毛混纺产品其染色废水一般呈中性或弱碱性，毛纺染色混合废水基本呈中性。纯毛产品染色废水其BOD5/COD约为0.4左右，属于易生物降解的废水，而纯毛与毛混纺产品并存的染色废水其BOB5/COD约为0.3，属于较易生物降解的废水。因此，毛纺织厂产品染色废水，总体上属于可生物降解性较好的有机性废水。另外毛纺织产品所用染料均为水溶性染料，在染液中呈离子状态，羊毛又是蛋白质纤维，上染率高，残液中染料含量较低，也易于被外加相反电荷的离子所中和，因此较易于脱色。1．毛粗纺织产品染色废水治理（1）废水治理流程：典型治理流程如下图所示。排放废水→格栅→调节池→厌氧水解池→生物接触氧化池→沉淀池—→→排放图5-4毛粗纺织产品染色废水治理典型流程生物炭池光化学氧化池混凝沉淀n（2）主要工艺参数：①格栅：流程中格栅一般设置二道，一道采用固定式格栅，另一道采用自动清理回转式格栅。②调节池：停留时间T=6～8h，COD去除率为8%～10%，一般多采用预曝气方式。③厌氧水解酸化池：停留时间T=4～6h，池体1／3～2／3装设填料，COD去除率为20%～30%。④生物接触氧化池：可以采用二段法或一段法，内置半软型填料，停留时间T=4～6h。气水比15～20：l，COD去除率为50%～60%。⑤沉淀池：采用竖流沉淀池型式，沉淀时间T=2.0h。⑥生物炭池：生物炭池需设有反冲洗设备，停留时间T=0.5～1.0h，气水比5～8﹕1，COD去除率为50%～60%，色度去除率为70%～80%。⑦光化学氧化池：停留时间T=0.5～1.0h，COD去除率为50%，色度去除率为80%。⑧混凝沉淀池：投药以聚合铝为主，停留时间T=2.0h，其COD去除率50%，色度去除率50%。根据排放标准不同，废水可以由不同部位排放。n2．毛精纺织产品染色废水治理（1）废水治理流程：由于毛精纺织废水有机污染物含量较低，故其流程较短。根据企业实际情况也可采用毛粗纺织产品染色废水治理流程。只要选择合适的设计参数，废水经过厌氧水解和生物接触氧化工艺流程，也可实现达标排放。典型工艺流程如下图所示。排放废水→格栅→调节池→生物接触氧化池→沉淀池—→→排放图5-5毛精纺织产品染色废水治理典型流程（2）主要工艺参数：①格栅：流程中设格栅二道，分别为一道人工清理格栅，一道自动回转机械格栅。②调节池：停留时间T=6～8h。③生物接触氧化池：气水比15～18：1，停留时间T=3～5h。④沉淀池：沉淀时间T=5～2.0h。其后各处理单元的有关参数及去除率可参照毛粗纺织产品废水治理典型流程中同类单元参数，并作适当修改。生物炭池光化学氧化池混凝沉淀n三、丝绸印染产品废水治理（一）天然真丝绸印染产品废水治理1．真丝脱胶废水治理（1）废水治理流程：丝脱胶废水为较高浓度的有机废水，可生物降解性能较好。其中，煮茧废水量占7%～10%，缫丝废水量占60%～65%，其余废水为绕丝及废茧处理等工序产生。浓脱胶废水其浓度指标一般为COD=5000～10000mg/L，BOD=2500～5000mg/L，pH=9.0～9.5。一般脱胶高浓度废水水量较少，而脱胶冲洗水量较大，水质浓度较低，其COD=500～1000mg/L，BOD=300～600mg/L。一般采用分质处理后再混合处理，或全部废水直接混合后再进行处理。分质治理工艺流程如下图所示。浓脱胶废水→格栅→厌氧池调节池→二沉池→混凝沉淀池→排放脱胶冲洗水→格栅图5-6丝脱胶废水治理典型流程（2）主要工艺参数：①格栅：流程中设置二道格栅。②厌氧池：采用UASB型式，停留时间T=8～12h，采用常温发酵，COD去除率80%～85%左右。③调节池：停留时间T=6～8h。④生物接触氧化池：一般采用二段法，停留时间T=4～6h，气水比18～20：1，COD去除率为60%左右。⑤活性污泥池：停留时间T=8～10h，COD去除率60%～61%。⑥二沉池：通常采用竖流式，沉淀时间T=1.5～2.0h。生物接触氧化池活性污泥池n2．天然真丝绸印染产品废水治理（1）废水治理流程：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，通常采用的治理流程如图下所示。废水→格栅→调节池→→沉淀池→→排放图5-7真丝绸印染产品废水治理典型流程（2）主要工艺参数：①格栅：流程中格栅采用二道。②调节池：流程中调节池停留时间T=6～8h。③生物接触氧化池：停留时间T=4～6h，气水比15～20：1，COD去除率60%，色度去除率50%。④沉淀池：多采用竖流式型式，沉淀时间T=1.5～2.0h。有少数真丝绸印染企业中设有缫丝脱胶车间，也产生部分脱胶废水，根据废水水量的大小，可以对浓脱胶废水单独进行厌氧处理后，再与脱胶冲洗水和染色废水混合，然后继续进行好氧和化学处理。近几年新建成或改造企业也有采用厌氧水解好氧生物治理工艺，如合理选择参数和构筑物型式，可以满足达标排放要求，从而降低运行费用。生物接触氧化池活性污泥池光化学氧化池混凝沉淀池电凝聚池n（二）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。碱减量工艺中可分为间歇式和连续式两种。间歇式工艺可以回收部分碱液，再用于生产，并将涤纶织物水解下来的对苯二甲酸通过压滤型式形成泥饼而去除。连续式碱减量工艺可通过多次减量并适当补充碱液后，定期排放残液。此时残液中含有一定量碱液，但主要是难生物降解的对苯二甲酸，这是一种难生物降解物质。1．废水治理流程：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pH调节→格栅—→调节池—→厌氧水解池→—→沉淀池→→排放图5—8化纤仿直丝产品废水治理典型流程接触氧化池活性污泥池碱减量废水印染废水混凝沉淀池混凝气浮池n2．主要工艺参数：（1）格栅：流程式中格栅设置二道。其中一道为固定式格栅，另一道为自动回转式格栅。（2）调节池：为了使处理的废水水质和水量均匀，增加混合条件，调节池调节时间T=8h，当废水碱性较高时，需加酸中和至pH=9～10左右，以利后续生物处理单元正常运行。（3）厌氧水解池：停留时间T=18～24h，COD去除率为15%～20%。（4）接触氧化池：生物接触氧化池停留时间T=15～25h，COD去除率55%～60%。（5）活性污泥池：停留时间T=20～30h，COD去除率60%～65%。为了提高生物接触氧化池和活性污泥池中曝气池的去除效果，发挥不同微生物菌种的特性，通常将其设计为二段（级）或三段（级）。（6）沉淀池:沉淀时间T=1.5～2.0h。（7）混凝沉淀池：混凝沉淀和化学氧化作为达标排放保证单元，其投药量和耗电量根据实际情况确定。n四、麻纺产品印染废水治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，主要为煮炼过程中产生可生化性较好的废水，其废水BOD/COD=0.3～0.4，废水呈棕褐色。COD值一般为10000～15000mg/L，第二类为洗麻水、浸酸水等中段水，这部分废水水量较大，其COD值为400～500mg/L。第三类为漂酸洗水，其COD值为100～150mg/L。这几种废水混合后其COD值约为2500～4000mg/L。BOD5=800～1500mg/L，SS=200～600mg/L，pH=9～12，色度=400～600倍。（一）麻脱胶废水的治理1．废水治理流程：麻脱胶工艺目前基本采用集中式工厂化的脱胶方法，由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。典型治理流程如下图所示。废水→格栅→调节池→厌氧水解池→→二沉池→→排放图5—9麻脱胶废水治理典型流程2．主要工艺参数：（1）格栅：在流程中，格栅设置二道。（2）调节池：调节时间T=8～12h，其COD去除率约为10%。（3）厌氧水解池：停留时间T=8～10h，其COD去除率为25%～35%。（4）接触池：停留时间T=6～8h，COD去除率60%。（5）活性污泥池：停留时间T=8～12h，其COD去除率60%～65%。（6）二沉池：沉淀时间T=1.5～2.0h。活性污泥池接触氧化池混凝沉淀池化学氧化池n（7）混凝沉淀池：其投药量按聚合铝计（含Al2O37%～10%）为100～150mg/L，其COD去除率为50%～60%。（8）化学氧化池：化学氧化法中目前应用较好的为光化学氧化法去除COD，去除率为50%～60%。此方法脱色效果明显。（二）麻纺产品印染废水的治理麻纺产品印染废水处理中，当含有脱胶车间排放的脱胶废水时，一般采用脱胶废水与印染废水进行混合处理。混合后废水水质根据脱胶废水和印染废水水量的比例来确定。可参照上述脱胶废水治理流程，对有关参数进行修改。当麻纺厂只有染色和印花工艺时，麻纺印染产品废水水质与棉纺产品印染废水水质基本相近，使用染料和助剂也基本相同，只是织物颜色较浅。可参照棉机织物或棉针织产品废水治理流程，根据废水水质情况，对有关参数做适当修改或全部采用。n第四节印染行业的清洁生产一、推行清洁生产与可持续发展随着20世纪科技的进步，极大地提高了社会生产力，创造了人类前所未有的物质财富。但工业的高速发展，却导致了资源的过度消耗和学浪费，环境受到严重污染，使人类赖以生存的生态环境受到破坏，从而使工业发展丧失后劲，使经济增长难以持续。1、清洁生产的意义清洁生产一是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，走工业可持续发展的道路；二是清洁生产改变了传统的被动、滞后的先污染、后治理的污染控制模式，强调在生产过程中提高资源、能源转化率，减少污染物的产生，降低对环境的不利影响；三是企业开展清洁生产，可以避开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。纺织工业生产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。2、清洁生产的定义清洁生产是指原料与能源利用率最高、废物产生量和排放量最低、对环境危害最小的生产方式与过程。《中华人民共和国清洁生产促进法》中称：清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。关于清洁生产，联合国环境规划署与规划中心综合各种说法，给出了以下定义：“清洁生产”是指将综合预防的环境策略持续地应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险性。《中国21世纪议程》指出：“清洁生产”是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。n3、清洁生产的内容清洁生产包括以下几方面内容。(1)清洁能源：清洁生产使自然资源和能源利用合理化、经济效益最大、对人类和环境的危害最小化。在能源使用方面，它包括新能源的开发、可再生能源的利用、现有能源的清洁利用及常规能源采取清洁利用的方法。(2)清洁原料：在使用原料方面，少用或不用有毒有害及稀缺原料。(3)清洁的生产过程：在生产过程中，节能、节约原料、生产中产出无毒、无害的中间产品，减少副产品，选用少废、无废工艺和高效设备，减少生产过程中的危险因素(如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强振动声)，合理安排生产进度，培养高素质人才，物料实行再循环，使用简便可靠的操作和控制方法，完善管理等，树立良好的企业形象。(4)清洁的产品：产品在使用中、使用后不危害人体健康和生态环境,产品包装合理,易于回收、复用、再生、处置和降解。使用寿命和使用功能合理。4、清洁生产的特点清洁生产包括从原料选取、加工、提炼、产出、使用到报废处置及产品开发、规划、设计、建设生产到运营管理的全过程所产生污染的控制。其特点为：（1）是一项系统工程。（2）重在预防和有效性。（3）经济性良好。（4）与企业发展相适应。n5、清洁生产与可持续发展的关系清洁生产是通过对生产过程控制达到废物量最小化，也就是如何满足在特定的生产条件下使其物料消耗最少而产品产出率最高的问题。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的全过程不断地采取预防性、战略性、综合性措施，目的是提高物料和能源的利用率，减少以至消除废物的生成和排放，降低生产活动对资源的过度使用以及减少这些活动对人类和自然环境造成破坏性的冲击和风险，是实现社会经济的可持续发展、预防污染的一种环境保护策略。推行清洁生产已成为世界各国（发展中国家和发展国家）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；不仅使当代人可以从大自然获取所需资源和环境，而且为后代人留下可持续利用的资源和环境。走可持续发展道路是必然的选择，“清洁生产”是实施可待续发展战略的最佳模式。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整个生命周期进行环境影响评价，即对产品从设计、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、合理使用原材料开发和选用无害或少害的原材料，以替代有害的原材料；采用精料代粗制原料，以减少产品质量问题，减少污染物排放；定量控制原料的添加量，提高原料的转化率，减少原材料流失和消耗；对原料充分进行综合利用，对流失的原料进行循环利用和重复利用。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设备，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。改革工艺与设备的主要途径有：革新局部的关键设备，选用先进、高效设备；改变生产线与设备布局，建立连续、闭路生产流程，减少生产运转过程中的原材料流失和产品损失，提高原材料转化率，减少污染物排放量；更新工艺，实现自动化控制，优化工艺操作条件，提高原材料的利用率和减少污染物的产生量。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，而花费却很小。加强管理是一项投资少而成效大、实现清洁生产的有效措施。强化生产全过程管理主要包括：安装必要的监测仪表，加强计量监督；建立环保审计制度、考核制度和环保岗位责任制；加强设备的维护、检修，减少跑、冒、滴、漏；实行对原材料和产品的合理贮存、妥善保管和安全运输，减少损耗和流失；加强职工环保培训，建立奖惩制度等。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，并能够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。目前生物酶在染整加工前处理工艺中已经展现出广阔而诱人的应用前景，其主要用于天然纤维织物的前处理。生物酶退浆、精练等生物酶前处理技术，不但可避免使用碱剂，而且生物酶作为一种生物催化剂，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。在退浆中使用的主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶等，一般使用温度为50～70℃，pH在6～7左右。应用于棉织物精练加工的生物酶主要是果胶酶、脂肪酶和纤维素酶。由于过氧化氢酶每分钟可以分解五百万个双氧水分子，并且分解温度低，将过氧化氢酶应用于棉织物的过氧化氢漂白，不仅可以去除织物上残留的过氧化氢，而且可以直接染色，比传统的还原剂法具有效率高、节能和无污染的优点，是纺织品清洁生产的重要工艺之一。为了解决染整加工过程所产生的水污染问题，无水或非水染整加工工艺一直受到人们的关注。近年来，采用等离子体技术或其它离子溅射技术、激光技术、超声波技术和紫外线辐射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，而且还可以在纤维表面引入一些有利于染色、印花和整理的官能团，是即将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应用技术。n2．染色的清洁产生清洁的染色技术在染整加工过程中，既要应用无害的染料和助剂，又可采用无污染或低污染的工艺对纺织品进行染色加工。染色后排放的有色污水量少且容易净化处理，耗能低，染色产品是“绿色”或生态纺织品，故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，但目前许多天然染料的结构不十分清楚，提取的工艺也很落后，研究和开发天然染料的提取和应用工艺却很有必要。使用天然和生态型的染料和助剂不仅可以减少染料对人体的危害，充分利用天然可再生资源，而且可以大大减少染色废水的毒性，天然染料的染色废水的COD值比合成染料的COD值低得多，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，不仅可以为消费者提供安全的纺织品，而且有利于突破纺织品贸易中的绿色壁垒。由于生态纺织品标准中有许多禁用染料，故纺织品染色生产过程中应杜绝禁用染料的使用，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，如目前新型缓流和气流喷射染色机染色的浴比极小，织物保持快速循环，染色废水很少。采用喷雾、泡沫以及单面给液辊系统给液，可以极大程度地降低给液率，特别适合轧染时施加染液或其它化学品。涂料染色不发生上染过程，其工艺简单，染后不需水洗或只需轻度水洗，因此废水少、节约能源，目前已有一些符合生态要求的涂料和粘合剂出现。另外也可通过纤维素纤维改性来提高染料利用率。n非水或无水染色是清洁染色的重要工艺方法，是减少染色废水的一条重要途径，近年来，应用超临界二氧化碳作为染色介质，已成为关注的热点。超临界二氧化碳流体染色应用于涤纶、锦纶、氨纶和醋酯纤维的实验室染色，取得了较好的效果，由于工业生产的设备成本较高，推广应用较困难。另外有人研究，将染料制成带电荷或磁性的颗粒，再经过热焙烘、汽蒸或热压等方式使纺织品上的染料吸附、扩散并固着在纤维中，染后只需经过一般性的洗涤或通过电场或磁场将未固着的染料从纤维上除去，即可完成染色过程。气相或升华染色也不用水作染色介质，它是在较高温度或真空条件下使染料升华成气相，并吸附和扩散于纤维中。目前主要是一些非离子型的分散染料或易升华的颜料，染后也不必水洗，所以也无废水产生，有利于环境保护。染色加工时温度高、能耗大，因此开发低温染色工艺很有必要，如羊毛纺织品在80～90℃下进行低温染色，活性染料染纤维素纤维采用冷轧堆染色，采用助剂增溶染色，可以降低分散、酸性等染料的染色温度。利用超声波染色，不仅可使染料上染速度大大加快，而且可显著改善透染和匀染效果。目前对直接染料和活性染料超声波应用研究较多，它还可以减少电解质用量，有利于环境保护。利用紫外线、微波以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．印花和整理的清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、防蛀虫剂及其它助剂。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经问世，并逐步推广应用。另外数字喷墨印花、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推广应用，纺织品数字喷墨印花与传统印花相比，具有墨水用量少无环境污染，工艺简单，自动化程度高，颜色丰富多彩，印花精度高，但印花速度比较慢，墨水成本比较高；转移印花虽然在印花后不必蒸化或再焙烘，也不必水洗，节能，无污水，但需要使用大量的转移纸，这些转移纸使用后很难再利用；光电成像印花虽然还未能工业化应用，但它是一种效率极高的有前途的“绿色”印花技术。现在有一些新型的机械整理设备，它利用了物理机械整理无化学危害的特点使物理整理工艺再次受到重视。生物酶用于纺织品整理，近处来发展很快，不仅用于纤维素纤维纺织品的抛光、柔软等整理，也用于羊毛等蛋白质纤维纺织品的防毡缩、抛光和柔软整理，用于苎麻等纤维纺织品，还可以改善刺痒和柔软性能，其在Lyocell、粘胶纤维等方面也受到人们的关注。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。另外无甲醛整理剂以多元羧酸类整理剂为突破口，已发展到工业试用的阶段。n谢谢