印染、印花废水特点及处理工艺的分析

何海霞

（江苏响水经济开发区管理委员会，江苏 盐城 224600）

1 印染废水特点概述

印染工业生产过程包括预处理（退浆、煮炼、漂白、丝光）、染色、印花、整理等环节，每个环节都会产生相应的废水，印染废水就是这些过程废水的混合产物（不包括漂白环节废水）。印染环节中所使用的助剂、染料、浆料往往使得废水色度高、可生化性差、含有油脂状物，部分新型化工材料可能导致印染废水中含有有毒的苯类化合物、重金属盐类物质等，新型清洗剂的使用是导致印染废水氮磷元素含量提升的原因，这些因素叠加起来使得印染废水的成分复杂、处理难度大、成分变化幅度大。

退浆废水属于印染废水中水量较小的部分。退浆废水中包含各种浆料、浆料分解物、纤维屑、各种助剂等成分，水体整体呈强碱性，pH值可达到12。不同布料退浆过程产生的上浆成分不同，可生化程度不同。棉布等布料退浆后的上浆成分以淀粉为主，这类上浆的COD、BOD5值较高，可生化性较好；涤棉等织物退浆后的上浆成分以聚乙烯醇为主，这类上浆的COD值较高，BOD5值较低，可生化性较差。两类不同的退浆废水需要不同的处理工艺。

煮炼废水属于印染废水中水量较大的部分。煮炼废水中包含各种纤维素、蜡质、油脂、表面活性剂等成分，水体整体呈强碱性。煮炼废水是印染废水中水温较高的一部分，水体色度较高，肉眼观看呈现褐色。

丝光废水属于印染废水中水量非常小的部分。丝光废水通常含有较高浓度的氢氧化钠，经过多次浓缩回收氢氧化钠后水体仍然呈强碱性。丝光废水中COD、BOD5值较高，且悬浮物含量较高。

染色废水属于印染废水中水量较大的部分。染色废水中包含浆料、染料、助剂、表面活性剂等成分，整体呈强碱性。染色废水的水质与企业生产过程中所使用的染料有很大关系，染色废水含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，COD值较高，BOD5值较低，可生化性较差。

印花废水同样属于印染废水中水量较大的部分。印花废水中不仅包含印花环节排出的废水，还包括印花后清洗环节的废水。印花废水中含有浆料、染料、助剂、皂液等成分，整体呈强碱性[1]。印花废水COD、BOD5值较高，可生化性较好。

印染企业的废水排放量巨大，目前我国每年纺织类废水的排放量超过9亿吨，其中80%以上是印染废水[2]。想要满足如此大体量废水的处理，需要大容量的处理池和高效的处理工艺。传统的城市污水处理体系中是采用所有废水混合后再处理的方式，想要完成印染废水的处理难度很大，印染废水处理需要在每个环节末端根据废水特点进行预处理，然后统一收集到调节池中等待处理，这样才能尽可能提高出水水质，使其满足印染废水排放标准。与废水处理领域相比，印染废水想要处理到回用水平需要更低成本、高去除率的处理工艺，目前还没有很好的解决办法。[3]

2 印染废水处理工艺分析

2.1 印染废水物理处理工艺

吸附法是最常用的印染废水物理类处理工艺。物理吸附法通常利用多孔物质吸附、截留、过滤废水中的污染物，常用的吸附剂包括活性炭、高岭土、活性硅藻土、煤渣等，这些多孔物质的粉末、颗粒都可以形成过滤吸附的基床。目前，国内外最常用的吸附剂还是活性炭，这是一种对染料有很好处理性能的多孔物质。活性炭是一种对溶解性有机物、COD、BOD5处理效果优秀的吸附剂，应用水溶性染料的印染废水中应用吸附剂作为三级处理能够有效控制出水水质，且对COD、BOD5的去除率分别为63%和92%。但活性炭的吸附能力也是有限的，如果废水中BOD5的值在200 mg/L以上，会加速对活性炭的消耗，提高印染废水的处理成本，因此不建议应用活性炭进行物理吸附。除活性炭外，高岭土也是一种可用的物理吸附剂，经长链有机阳离子处理后的高岭土具备吸附黄色直接染料的能力，但由于使用面较窄而使用范围不广；活性硅藻土、煤渣也是可用的物理吸附剂，且属于成本较低、能够有效降低废水色度的吸附剂，但问题是后续会产生大量的固体废弃物，对环境友好程度有限。目前，国内外研究人员正在开发阴阳离子吸附剂，分别针对阴离子染料或阳离子染料进行去除，且这样的吸附剂能够在强碱性水体中发挥更好的作用，能够帮助废水处理环节省去酸碱性调节的步骤。

2.2 印染废水化学处理工艺

在印染废水处理过程中，常用的化学类处理工艺主要指混凝法、氧化法。混凝法多指混凝沉淀法和混凝气浮法，氧化法多指臭氧氧化法和光氧化法。

2.2.1 混凝处理工艺

在印染废水的处理过程中，无论是混凝沉淀还是混凝气浮，所采用的混凝剂成分大多以铝盐、铁盐两类为主，其中吸附性能较好的是以碱式氯化铝（PAC）为代表的铝盐，而成本更低的是以硫酸亚铁为代表的铁盐。混凝处理工艺常用于处理亲水性较差染料产出的印染废水，针对这类废水，混凝剂的脱色质量和效率比较优秀，遇到亲水性染料时混凝剂的脱色效果较差。混凝处理工艺拥有操作简单方便、投资成本低、占地面积小的优势，也存在运行成本高、混凝固废产量大、适用性相对较低的劣势。

2.2.2 氧化处理工艺

在印染废水的氧化处理领域中，目前比较常用且常见的还是臭氧氧化法。臭氧作为氧化剂时，除对涂料、还原染料、硫化染料以外的溶于水染料效果比较好，脱色效率最高可达80%。利用臭氧进行氧化过程中，若采用间歇投加的方式，能够有效降低对臭氧的用量，降低幅度接近17%；若采用隔板设计进一步减小反应空间，能够进一步提高臭氧的氧化效果，降低对臭氧的用量。臭氧氧化法存在成本较高的问题，臭氧需要现用现制，制取臭氧的设备和材料成本较高，且需要持续耗电，大面积应用时的能耗较大。因此选择使用涂料、还原染料、硫化染料的印染企业，不建议使用臭氧氧化进行废水处理。

光氧化法是一种利用紫外线+氧化剂来实现废水净化的处理工艺，主要净化原理是氧化分解废水中的有机物，因此在可生化性较差的废水中处理效率比较高，可作为常规生物处理法的替换工艺或后续深度处理工艺。但光氧化法的投资成本、运行成本、电耗都比较高，且这项技术还属于一种新技术，成熟度有限，尚未进行大面积应用。

2.3 印染废水的生物处理工艺

生物类处理工艺主要是通过为微生物创造好氧、厌氧环境，引导硝化细菌、反硝化细菌等微生物对废水中有机物进行分解，从而实现对废水的净化。常见的生物处理工艺包括接触氧化法、生物转盘等形式。

目前，我国已经应用的生物类处理工艺为厌氧好氧生物炭接触氧化工艺，印染废水通过调节池调节后依次进入厌氧池、好氧池和生物炭池。印染废水在调节池停留时间为8～10 h，在厌氧池停留时间为3～5 h，在好氧池停留时间为6～8 h，在生物炭池停留时间为1～2 h。

厌氧池是厌氧好氧生物炭接触氧化工艺中十分重要的一环，对印染废水的温度、酸碱度、有机负荷等有较高的要求，因此，需要在调节池中对高温废水进行冷却，对呈强碱性的废水进行加酸调节，使其满足厌氧微生物的生长所需，具体pH值需要根据所选择的菌种需求确定。在厌氧池中，微生物主要负责对印染废水进行脱色、去表面活性剂、去COD，当废水在池中停留5～6 h时色度去除率接近70%，表活去除率几近80%，但COD的去除率仅为40%，后续的停留时间是为了争取尽量去除COD。

好氧池中主要进行生物接触氧化，池中安装软性填料，微生物附着在填料上形成生物膜结构，不断拦截印染废水并在好氧环境中对废水中的有机物进行利用和分解。随着填料表面的生物膜老化脱落，会形成一定量的污泥被回流到厌氧池中，被厌氧微生物消化，一方面补充厌氧段的污泥量，一方面实现污泥减量，实现整个生物处理工艺的污泥平衡。好氧段主要处理的是印染废水中的有机大分子染料、助剂等物质，对COD的去除可超出90%，BOD5的去除可达到92%。

生物炭池主要进行生物活性炭吸附处理，一方面利用活性炭吸附废水中的污染物，另一方面利用活性炭表面和孔洞中的微生物对吸附的污染物进行进一步分解，实现对印染废水的深度净化。在具体应用过程中发现，当印染废水的COD低于600 mg/L时，厌氧段容易出现污泥亏损，需要定期补充，当COD在800～1 000 mg/L范围时，污泥基本达到平衡，不仅能够保证出水符合国家级标准，还能够实现污泥零排放。

3 结论

在我国，印染废水年排放量超过7亿吨，排放量大、成分复杂，其中包含大量的助剂、染料、浆料成分，色度高、毒害程度高，成分变化幅度大，加大了印染废水的处理难度。根据印染废水的不同特点，需使用不同的处理工艺，文章中介绍的处理工艺，各有优劣，具体应用还需要根据实际情况选择。