纺织印染废水处理技术研究

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摘要:文中通过对纺织印染生产工艺及废水的产生进行论述，重点比较分析了几种纺织印染废水处理方法，选择最优化的处理技术。

关键词:纺织印染;废水处理;生产工艺;处理方法

纺织工业废水污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类，以及各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等，纺织工业废水量大，是严重的污染源之一。纺织工业废水含有大量的有机污染物，排入水体将破坏水生生态平衡，恶化环境。因此要做好纺织工业废水无害化处理。

1生产工艺及废水的产生

1.1生产工艺

棉纺织产品主要是由棉花或棉花与化学纤维混合后经过纺纱、染色(或印花)、整理等工序生产出的产品。有纯棉(白坯布、漂白布、染色布、印花布)产品和棉混织产品(白坯布、漂白布、染色布、印花布)。棉混纺织产品中化学纤维所占比例较大(一般均超过棉花的数量)。棉及棉混纺织产品可分为薄型织物(普通白布及染色布)及厚型织物(绒布、灯芯绒布)两种。根据织造方式的不同，棉及棉混纺织产品可分为机织产品(由经纱和纬纱相互交错而织成的产品)和针织产品(由针将纱线钩成线圈，再将线圈相互串套而成的织物产品)，除了染色前处理过程略有不同之外，其染色及印花工艺基本相同。

1.2废水来源

棉纺织工业废水主要来自染整工段，包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等排放较少织造工段废水。1.2.1退浆废水棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除。退浆废水一般占废水总量的15%左右，污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水呈淡黄色。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异:过去多用天然淀粉浆料，淀粉浆料的BOD5/CODcr值为0.3～0.5;目前使用较多的化学浆料(如PVA)的BOD5/CODcr值为0.1左右;近年来改性淀粉逐渐有取代化学浆料的趋势，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5/CODcr值为0.5～0.8。1.2.2煮炼废水为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。煮炼工艺一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等的水溶剂，在120℃、pH值10～13的条件下对棉纤维进行煮炼。煮炼废水量大，呈强碱性，含碱浓度约0.3%，废水呈深褐色，BOD和COD均高达每升数千毫克。1.2.3漂白废水漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢(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，使织物漂白。由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分氯又在漂白过程中被分解，所以漂白废水的特点是量虽大但污染程度小，BOD5和CODcr均较低，基本上属于清洁废水，可直接排放或循环使用。1.2.4丝光废水丝光处理是将织物在氢氧化钠浓碱液内浸透，目的是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，同时增加与染料的亲和力。丝光废水含氢氧化钠3%～5%，一般通过多效蒸发蒸浓回收后，先供丝光应用，再用于调配煮炼液、废碱液和用于退浆。所以丝光废水实际上很少排出，它在工艺上被多次重复使用，虽经碱回收，但碱性仍很强，BOD却低(但仍高于生活污水)，其污染程度根据加工漂白布或本色布而异。加工漂白布时，织物先经漂炼后再丝光，污染程度较低;加工本色布时，退浆后直接丝光，致使原来进入煮炼废水的纤维杂质转到丝光废水，相应提高了污染程度。1.2.5染色废水染色废水的特点是水质变化大，色泽深，主要的污染源是染料和助剂。不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。一般染色废水的碱性都强，特别当采用硫化染料和还原染料时，pH值高达10以上。染料本身的BOD均较低，COD却要高得多。染色废水中的许多物质不易被生物分解，生物处理对印染废水的COD去除率仅60%～70%，脱色率也仅50%左右。1.2.6印花废水印花废水污染物主要来自调色、印花滚筒、印花筛网的冲洗水，以及后处理的皂洗、水洗、洗印花衬布的废水。印花废水的污染程度很高。此外活性染料应用大量尿素，使印花废水的氨氮含量升高。1.2.7整理废水整理废水除花衣毛之外，尚含有多种树脂、甲醛、表面活性剂等，但废水量较少。

2纺织印染废水处理方法

纺织印染废水水量大，废水中含大量碱类，pH值高，含大量残余的印染助剂，色度大，有机物含量高，耗氧量大，悬浮物多，并含有微量有毒物质，若不经治理直接排放，将会对水体和环境造成严重的污染。对纺织印染废水的治理，首先也应该以防为主，积极改造生产工艺和设备，减少废物和废料的产生;通过逆流用水和重复用水来减少污染物的排放量，提高水的回用率;回用染化原料，降低生产成本，又减轻环境污染，一举多得，最终的废水再经处理排放。纺织印染废水中常用的处理法如下。

2.1物理法

(1)栅栏法。用于去除废水中纱头、布块等漂物和悬浮物。主要有格栅和格网、筛网等。(2)调节池。由于纺织印染废水水质水量变化大，必须设调节池，一般当废水量5000t/d时，调节池停留时间为4h;废水量2000t/d时，调节池停留时间为5h～6h;废水量小于1000t/d时，调节池停留时间为7h～8h。(3)沉淀池。印染废水的悬浮粒小，故不经其它(如化学)预处理时，不宜直接进行沉淀处理，沉淀池又分平流式、竖流式和辐流式，其中前者应用最多。(4)过滤法。在印染废水中采用的过滤多是快滤池，即在重力作用下，水以6m/h～12m/h的速度通过滤池完成过滤过程。

2.2化学处理法

(1)中和法。在印染废水中，该法只能调节废水pH值，不能去除废水中污染物，在用生物处理法时，应控制其进入生物处理设备前pH值在6～9之间。(2)混凝法。用化学药剂使废水中大量染料、洗涤剂等微粒子结合成大粒子去除，印染废水处理中需用的混凝剂有碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸铝、明矾、三氯化铁等。(3)气浮法。印染废水中含大量有机胶体微粒、呈乳状的各种油脂等，这些杂质经混凝形成的絮体颗粒小、重量轻、沉淀性能差，可采用气浮法将其分离;目前在印染废水治理中，气浮法有取代沉淀法的趋势，是印染废水的一种主要处理方法。在印染废水中气浮处理主要采用加压溶气气浮法。(4)电解法。该法脱色效果好，对直接染料、媒体染料、硫化染料、分散染料等印染废水，脱色率在90%以上，对酸性染料废水，脱色率在70%以上。该法缺点:电耗及电极材料耗量大，需直流电源，适宜于小量废水处理。(5)吸附法。吸附法对印染废水的COD、BOD去除十分有效，由于活性炭吸附投资较大，一般不优先考虑，近年来有泥煤、硅藻土、高岭土等活性多孔材料代替活性炭进行吸附，对印染废水宜选用过滤孔发达的活性吸附材料。(6)氧化脱色效率低，仅40%～50%，混凝脱色效率较高，达50%～90%之间，但用这些方法处理后，出水仍有较深的色度，必须进一步脱色处理，目前用于印染废水脱水的方法主要有光氧化、臭氧氧化和氯氧化法，由于价格等原因，应用最多的是氯氧化法，其常用的氧化剂有液氯、漂白粉和次氯酸钠，此种方法由于处理成本高和操作运行条件较高，而较少适应。

2.3生化法

(1)厌氧发酵法。纺织印染废水如单独采用好氧生化处理或附加混凝处理，动力消耗大，且许多废水基质难以被分解和脱色，实践证明，辅以厌氧技术处理该类废水，效果良好，厌氧发酵工艺又分为常规厌氧发酵、高效厌氧发酵、厌氧接触法、厌氧过滤法、上流式厌氧污泥床(UASB)、改进型厌氧发酵装置(UASB+AF)、厌氧折流式工艺、厌氧流化床或膨胀床工艺、下流式厌氧过滤(固定膜)反应器等几种工艺。(2)生物膜法。又分生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法，其中后两种方法在国内的印染废水治理中使用较多，生物转盘法适用于小水量的印染废水处理，生物接触氧化处理印染废水时多采用鼓风曝气接氧化法，生物滤池中塔式生物滤池也越来越多地应用到印染废水中。(3)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广泛使用。污泥负荷的建议值通常为(0.3～0.4)kg(BOD5)/kg(MISS)d其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%，据印染行业地经验表明，当污泥负荷在小于0.2kg(BOD5)/kg(MISS)d时BOD5去除率可达90%以上，COD去除率为60%～80%。

2.4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。(1)调节(水质水量均化)如前所述，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设置调节池，以均化水质水量。为防止纤维、棉籽壳、浆料等沉淀与池底、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8h。(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匀性外，一般需要设置中和池，以使废水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，辊筒剥铬时就会产生铬污染。这些含铬的雕刻废水必须进行单独处理，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，数量较少，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。

3总结

综上，纺织印染废水由于具有废水量大、水质复杂、水质水量变化大的特点，其治理比较复杂，处理方法有物理法、化学法和生化法等方法。必须根据织物采用的原料、产品的品种、加工的方法，特别要了解各工艺操作过程中投加药料、染料、助剂的情况，对废水组分特性进行分析，通过技术经济比较，选择最优化的处理技术。为了提高出水水质和废水回用，往往需采用多种方法联合处理工艺。它的处理一般也划分一级、二级、三级三个处理阶段。一级处理多采用格栅、预沉池或初沉池，用简单的物理机械法或化学法使废水中悬浮物或块状体分离出来，或中和废水的酸碱度。二级处理多是生物化学处理，可有效地去除胶状的溶解性有机污染物，有效地改善水质，废水可生化性较好时，可选择生化法;当废水可生化性较差时，可选择化学法，如混凝沉淀或加压气浮等方法。三级处理多采用物理法或化学法，对其进行深度处理，达标排放或回用。

作者:柏立森 周永艳 单位:江苏省环境科学研究院

［参考文献］

［1］杨书铭．纺织印染工业废水治理技术［M］．北京:化学工业出版社，2012．

［2］黄铭荣．水污染治理工程［M］．北京:高等教育出版社，2009．