典型印染行业废水污染特征及处理工艺应用

高庆国

（河南省对外科技交流中心，河南 郑州 450003）

典型印染行业废水污染特征及处理工艺应用

高庆国

（河南省对外科技交流中心，河南 郑州 450003）

印染废水因产品方案和原料不同，所采用的前处理、染色工艺、所用染料和助剂也不同，其废水污染物种类和浓度相差很大。基于此，以高档面料印染废水为例，重点研究高档面料印染废水产生特征、国内常用的印染废水处理工艺，并进行典型企业印染废水处理工艺设计。

印染行业；废水；特征；处理工艺

印染行业是水污染的主要行业之一，“十三五”期间，随着国家“水十条”的颁布实施，以“环境质量改善为核心”的各项水污染防治制度相继出台，印染行业废水亟需实行全行业废水深度治理，提高工业废水回用率，减少废水污染物排放量。由于印染行业采用的原料不同，不同纤维（棉、毛、丝、麻、涤纶、腈纶、氨纶和锦纶等）所采用的前处理和染色工艺不同，所用的染料和助剂也不同，故其污染物种类和浓度相差很大［1］，一直以来印染废水是工业行业水治理的重点和难点。

1 高档面料印染废水特征

印染行业工艺过程一般分为预处理、染色、印花、后整理等工序，因工序、使用的原辅材料、循环时间及对水质的要求等不同，各工序废水排放量和污染物排放情况具有较大的差异。印染废水中的污染物质主要来自纤维材料、纺织用浆料以及印染加工所用的染料、化学药剂、表面活性剂、印染助剂和各类整理剂，也包括印染废水处理过程中加入的处理剂（如絮凝剂）。印染废水一般具有污染物浓度高、种类多、碱性大，水质变化大，含有毒有害成分及色度高等特点，属难处理的工业废水之一。

高档面料加工中产生的工程废水主要有退煮漂废水、染色废水、丝光废水、后整理废水、设备冲洗水和蒸汽冷凝水等，参照东华大学对全国纺织印染行业的源强相关统计数据，各工段废水中的主要污染物产生浓度详见表1。此类废水中的污染物主要来自：①天然纤维本身杂质；②织造过程中坯布上面的浆料；③染色过程中剩余的染料及相应的助剂。其特点可以归纳为：①废水中有机物含量较高，通常经调节后COD为800～2 000mg/L，COD的组成有残余染料、助剂、浆料等；②废水的可生化性差，BOD/COD值很低，一般在0.3左右，属于较难生物降解的废水，BOD一般小于500mg/L；③棉印染前处理时，不管退浆、煮炼还是丝光都是在90℃左右高温下处理，总染整废水pH在10～11，碱性较高；④染整工艺中染料平均上染率在90%，而剩余的10%基本均残留在染整废水中，这造成染整废水色度较高。根据不同染料和工艺，一般处理前色度在200～500倍。

为提高印染废水的清洁生产水平，从源头减少污染物的排放量，加大水循环率，对于以上各工段产生的废水，企业在实际水污染控制管理中，需按照“污污分流、清污分流”的原则进行治理及回用。其中，丝光工段后段水洗水经简单过滤后可回用于退煮漂工段；丝光碱回收浓碱液可回用至丝光工段，碱回收过程中产生的冷凝水回用至退煮漂工段；蒸汽烘干产生的冷凝水集中收集回用至丝光配碱和印染配色；复漂废水全部回用至退煮漂工段。污染物浓度较高的退煮漂，丝光前段洗涤水，染色、印花、后整理等废水，以及设备冲洗水和生活污水经混合后送至厂内污水处理站进行处理达标后排入外环境。

表1 高档面料加工中各生产工段废水产生情况一览表

2 国内常用的印染废水处理技术

针对棉印染废水的以上特点，20世纪70年代前后，我国首先在东部沿海纺织工业较发达地区开展印染废水处理的研究和工程实施。由于当时棉纺印染产品主要以棉花纤维为主，废水可生物降解性较好，一般BOD5/COD为0.30～0.35，经活性污泥法处理后可获得满意的效果，其COD去除率一般为65%～75%，BOD5去除率为90%～95%，色度去除率为50%～60%。随后，印染废水处理开发出生物膜法的生物接触氧化法、塔式生物滤池等技术，生物接触氧化法获得较快的发展和应用。但是，随着棉印染产品中化学纤维数量的不断增加，使废水的可生物降解性能逐渐变差，使得原有的生物处理系统去除能力有所降低，随后又采用生化法串联化学处理的方法来达到排放要求。化学处理中以化学投药法为主，主要采用混凝沉淀和混凝气浮，实际中混凝沉淀法运行管理较为简单，采用生化与物化联合治理工艺，可以充分发挥生物法去除大部分有机污染物，而剩余有机污染物和色度则由化学法承担，这样可以减少药剂投加量，使处理成本降低。

结合《印染废水污染防治技术指南》（国家环境保护总局科技标准司编著），目前国内棉纺染整废水处理典型流程见图1。

图1 国内棉纺染整废水处理典型工艺图1 国内棉纺染整废水处理典型工艺

3 典型企业印染废水处理工艺设计

3.1 废水处理工艺设计

根据国内典型企业的调研及文献分析，印染行业废水处理工艺目前较为成熟，生化出水浓度普遍可以达到120mg/L以下，在增加絮凝剂、脱色剂使用量的基础上可以达到70～80mg/L。当其进水COD 1 000mg/L、出水COD 120mg/L时，吨水处理成本约为1.3元。随着其出水浓度的降低，吨水处理成本也逐渐增加，在污水处理站出水COD每下降20mg/L，污水处理成本增加0.2元/t。以某典型高档面料加工印染企业为例，对其废水处理工艺进行设计。该项目位于工业园区内，其需处理印染综合废水总量为3 500m3/d，拟采用“混凝沉淀+水解酸化+生物接触氧化”的处理技术，以达到园区集中污水处理厂接管水质要求。污水处理工艺流程见图2。

图2 某典型印染企业污水处理工艺流程示意图

3.2 废水处理工艺的特点

3.2.1 混凝沉淀。混凝沉淀是印染废水处理的重要方法，可有效除去水中疏水性染料物质及部分亲水性染料物质，大大减轻后续生物处理的压力。一般PAC等混凝剂对以胶体或悬浮状存在于废水中的染料有良好的混凝效果。这一类染料主要包括疏水性、不溶性染料，如分散染料、活性染料、还原性染料及水溶性染料中分子量较大的一部分直接染料等，生化前混凝沉淀对COD、BOD5、色度的去除效率分别可达到30%～60%、15%～40%、40%～50%［2］。

3.2.2 水解酸化池。水解酸化池可明显提高BOD5/ COD比值，增强废水可生化性。参与水解酸化的微生物主要是水解菌和产酸菌，它们均为兼氧菌，由于产甲烷菌的生长速度和水解菌、产酸菌的生长速度不同，控制系统的最佳水力停留时间，利用水流动的淘洗作用，就能抑制产甲烷菌的生长，充分利用兼氧菌将废水中的染料、浆料等大分子、杂环类有机物分解为低分子有机物，破坏染料分子的有色基团，水解酸化池对COD、BOD5、色度的去除效率分别可达到15%～35%、10%～30%、30%～80%［2］。

3.2.3 生物接触氧化。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。该法中微生物所需氧由鼓风机曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点：①由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此生物接触氧化池具有较高的容积负荷；②由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；③剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。生物接触氧化对COD、BOD5、色度的去除效率分别可达到55%～70%、85%～95%、35%～50%［2］。

3.3 处理效果及经济可行性

工程印染综合废水经该工艺处理后，废水水质可达到COD＜150mg/L，BOD＜30mg/L，SS＜95mg/L，NH3-N＜5.0mg/L，色度＜50倍，可以达到园区集中污水处理厂接管水质要求。该污水处理站运行费用约为150万元。

4 结语

“十三五”期间，在社会各部门形成合力，打好“水污染防治攻坚战”落实“水十条”的过程中，印染废水因有机物浓度高、色度高［3］等也受到重点关注。本文仅从高档面料印染废水的废水产生特征、国内废水治理工艺等进行初步探讨，并以典型企业印染废水治理工艺设计为例，从处理工艺设计、处理效率及经济可行性进行了探讨，尚缺少对印染废水深度治理工艺、处理效率及经济可行性的研究分析。

［1］马春燕，谭书琼，奚旦立，等.印染废水处理原则及方法［J］.印染，2010（16）：30-32.

［2］HJ471-2009.纺织染整工业废水治理工程技术规范［S］.

［3］邱宪锋.浅谈印染废水处理的原则与方法［J］.资源节约与环保，2016（2）：2.

Typical Printing and Dyeing Industry Wastewater Pollution Characteristics and Treatment Technology Application

Gao Qingguo
（Henan Science&Technology Exchange Center with Foreign Countries，Zhengzhou Henan 450003）

Printing and dyeing wastewater because of different product solutions and raw materials,the use of pretreatment,dyeing process,the use of dyes and auxiliaries are different,and the types and concentrations of pollutants in wastewater are very different.Based on this,taking high-grade fabric printing and dyeing waste water for example, high-grade fabric printing and dyeing wastewater characteristics and the domestic use of printing and dyeing waste⁃water treatment process were mainly studied,and the typical enterprise printing and dyeing wastewater treatment pro⁃cess was designed.

printing and dyeing industry；wastewater；characteristics；treatment technology

X791

A

1003-5168(2016)09-0134-03

2016-08-16

高庆国（1958-），男，高级工程师，研究方向：化工工艺研究。