活性染料印染废水处理工艺研究

丁振中，张 超，朱 萌

（扬州日兴生物科技股份有限公司，江苏 扬州 225601）

从上个世纪80年代初期，我国印染行业发展迅速，其对我国经济发展做出的贡献是显而易见的。但是印染业蓬勃发展过程中产出了大量的印染废水，对生态环境形成较大的污染。据不完全统计，印染废水每日的排放量和一个地区的平均用水量相当。近些年间，国家大力倡导节能、减排发展理念，在这样的背景下，人们从思想上给予印染废水处理情况较高重视，相关人员也不断探究处理印染废水的工艺方法，单一工艺应用阶段暴露出一些不足，故而业内人士尝试借鉴国外先进的技术方法，加大组合工艺技术的研究力度，并试图将其应用于生产实践中。

1 印染废水简述

在印染厂内，退浆、煮炼、漂白、染色均是产生印染废水的主要环节，以上这些生产过程对印染废水特征形成一定影响：

（1）色度相对较大、有机质含量偏高。印染废水隶属于有机废水的范畴，天然及人工合成的有机物是污染物的主要构成。

（2）水质波动较大。印染废水为印染厂生产运营阶段对外排放出的各种废水混合物总称、COD能够达到2 000～3 000/ L，BOD/COD＜0.2，可生化性整体偏低。

（3）pH值变动较大。这主要是由于在印染加工阶段会采用不同工艺处理各种纤维织物，不同染色条件处理染色或印花过程，故而在印染加工阶段不同纤维织物对外排放出的废水pH有一定差异。

（4）因加工物品类型、生产量均不是恒定的，因而水温水量也处于变动状态中。

2 印染废水处理分类及研究进展

2.1 芬顿试剂强氧化

酸性条件下，H202和Fe2+发生化学反应，Fe2+和Fe3+两者相互转换、传送，激发出H202的高氧化电位（2.8V），此时其具备捕获电子能力较强（位居F2之后）的羟基自由基（-OH），（-OH）基于引发链反应连续推进直至 H202整体消耗掉，最后把有机污染物彻底氧化成极为简单的小分子，比如H20、CO2等。故而，该种处理工艺在含有多种有机物废水的氧化分解中表现出较高适用性，在处理印染废水方面表现出良好效能，特别是在生物难降解或传统化学氧化法应用效率偏差的工况下。

在正常条件下，因印染废水成分复杂、污染物含量及悬浮物含量均处于较高水平，采用芬顿试剂分解有机物，能够缓缓降低CODCr浓度，Fe2+被氧化后产生的Fe3+自带有絮凝作用，形成的一定量的絮状物对芬顿试剂与有机物两者接触过程有阻隔作用，这是有机污染物氧化分解不完全的主要原因之一。强氧化反应时对活性染料废水色度、CODCr去除率分别是70%～90%、45%～65%[1]。如果实践中将适量1‰聚丙烯酞胺添加至在强氧化出水内，则产生的絮凝沉淀效果是较为理想的，且还较为显著地改善了出水水体质量。

选用芬顿试剂处理活性染料废水，能取得较显著的成效，技术实施过程合理，出水水质改善程度也是极为显著的，提示该工艺在印染厂印染废水处理领域中有较高的实用性，有推广价值。但其也有一定不足，比如工艺要求较为严苛、成本较高等。

2.2 脱色絮凝法

活性染料是水溶性小分子物质，带有正电荷，对外不会显现出胶体状态，与絮凝剂的阳离子（Fe3+、AL3+等）电荷互为排斥，故而聚合氯化铝、聚合氯化铁等絮凝剂对活性印染废水起到的作用以分散为主，脱色效果整体较差。在碱性条件下Fe3+、AL3+等均能接受孤对电子，通过络合反应形成结构较复杂的胶体样大分子物质，以上这些胶物质在后期聚合过程会产出絮凝体，由水内分离出去并取得较好的净水效果，且絮凝、脱色效果好坏和pH值大小之间存在着正相关关系。

2.3 生化法

该工艺方法主要包括厌氧、好氧微生物氧化分解两种类型，属于一种清洁、环保、节能的污水处置技法，是当下国内外印染厂优先选择的工艺方法之一。生化处理法又可以被细分成活性污泥法与生物膜法，在生物膜法的基础上又发明了MBA（膜生物反应）。因印染废水是很难实现生物降解的废水，单纯采用生化法进行处理，很难使用处理后的出水检出指标值符合现行规范标准，故而建议和其他方法组合使用。

某印染厂的印染废水水质水量波动性很大，为能使进水营养实现均衡，需装设调节池。已知其BOD5/CODCr=0.33，预示着可生化性一般，如若使用传统活性污泥法处理废水，污染物很难完全讲解，故而将水解酸化池加装在调节池滞后，利用酸化池填料上生长的细菌去分解废水内的有机物，优化后续的好氧生化条件。因印染废水是活性

染料印染废水是一种亲水性材料，鉴于其能完全溶于水的特点，设计处理方案时不在生化段前装设初沉池，在二沉池出水以后布设加药混凝沉淀池[水力负荷q=1.0 m3/（m2·h），分为2只，池平面净尺寸为φ15.0 m]，以上这种设计不仅能减少药物用量，还能取得较好的脱色效果。

3 活性染料印染废水处理工艺组合

3.1 化学氧化—活性炭法

该法即整合应用化学氧化法与吸附法，先采用氧化法把活性染料印染废水内的有机污染物氧化为无机物与小分子颗粒，而后利用活性炭去吸附废水内的小分子颗粒，最后由废水内分离出活性炭，借此方式实现净化水体。与以上过程相反的活性炭—化学氧化法作用机制是先利用活性炭自带的吸附功能，把废水中有机污染物转移至活性炭表层，维持污染物的高浓度，活性炭表层会和污染物发生氧化还原反应，借此方式提升了对污染物的去除效率。以上两种工艺方法用于处理浓度不同的印染废水。朱洪涛[2]基于正交实验比较了Fenton试剂氧化和活性炭组合工艺处理印染废水的效果，通过试验结果后发现组合工艺处理废水的脱色率能够达到90.1%，和单一使用Fenton与活性炭吸附法相比较，分别提升了了18%与20.9%。

3.2 臭氧—活性炭法

该种组合工艺应用是将活性炭物理吸附、臭氧氧化、生物降解三大作用整合为一。臭氧自身带强氧化性和促絮凝的功能。臭氧—活性炭法处理印染废水时，先采用臭氧氧化作用分解水内的有机污染物，对水内局部胶体与可溶性有机物絮凝、沉淀过程有较明显的促进作用，并且臭氧能使废水内部分有机污染物转化为小分子物质，降低了活性炭将其吸附在自身表层的难度，且还会形成少许溶解氧，其对活性炭表层附着的微生物活性起到一定维持作用，延长了活性炭的应用周期。这种方法不仅有助于维持臭氧与活性炭各自优越性，还能强化两者的的协同作用，为提升出水水质效力。沈拥军等[3]联合使用臭氧、活性炭法处理印染废水，通过正交实验专研臭氧流量、废水温度、pH与活性炭用量等变量对废水处理效果形成的影响，发现在最适宜运转条件下废水色度、COD去除率依次是97.4%、85.2%，在比较中发现臭氧—活性炭法对废水的处理成效显著优于单用臭氧与单用活性炭法。

3.3 微波—活性炭法

该种方法是将微波的辐射性能与活性炭吸附性能相整合的一种新工艺，微波的穿透能力处于较高层面上，能够诱导废水内的极性分子高速率旋转抵达热效应，在高温条件作用下有机污染物能较顺利地降解为无机物，而后利用活性炭的吸附作用吸附，最后去除。微波法应用阶段形成的非热效应能够加速有机污染物分子键的裂解过程，不仅能提高有机污染物的去除效率，也不会形成二次污染。国内有研究人员利用微波自带的强化作用，配合Fenton-活性炭处理印染废水，取得的十分理想的处理效果，经处理后出水色度、COD去除率分别达到了93.2%、73.7%[4]。

4 结论

印染废水成分复杂，时常变化，属于一种难治理的工业废水，在处理时需参照印染废水的构成与物化性质，综合分析各种处理技术的优势与不足，选择适宜的组合工艺进行处理。但因当下不同活性染料之间以及印染废水自身带有较高的复杂性，活性炭工艺技术尚不完全成熟。故而，后续阶段相关人员可以主要朝着如下两个方向开展研究：一是研发出新型活性炭，提升其对废水色度、COD的去除效率及降低应用成本；二是开发活性炭和他类工艺的新组合模式，并持续完善，提升去除率，将处理工艺投用阶段对生态环境形成的不良影响降至最低。