印染废水的危害及处理方法

曹旭坤 白晓宇

(呼伦贝尔市环境科学研究所内蒙古呼伦贝尔021008）

1 我国印染废水的排放现状

近年来，我国经济发展迅速，随之而来的工业废水的排放量迅猛增加，水体污染日益严重。随着国家和地方对环境保护政策的加强，也对印染废水的治理提出了新的要求。通常印染废水COD为800~2000mg/L，色度为200~800倍，pH10~13，BOD5/COD为0.25~0.4，会对水体造成严重危害。

随着国家和地方对环境保护政策的加强，也对印染废水的治理提出了新的要求。通常印染废水COD为800~2000mg/L，色度为200~800倍，pH10~13，BOD5/COD为0.25~0.4，会对水体造成严重危害。江苏省作为纺织印染大户，由于某些印染企业的污水未达到排放标准，加之某些污水处理厂的出水也达不到国家新的污水排放标准，导致太湖地区发生严重的水污染问题，太湖地区的污水治理已引起国家和地区高度重视。因此，寻求对印染废水深度处理的有效方法已经刻不容缓。针对太湖地区的特殊性，江苏省已经将纺织印染行业废水排放执行的《纺织染整工业水污染排放标准》（GB4287-92）排放标准提升，这样可以大量减少印染废水中污染物的排放。由此看出，江苏省对印染废水治理的重视。纺织染整工业水污染排放标准见表1-1。

表1 -1纺织染整工业水污染排放标准（GB4287-92）

根据国家对纺织印染行业废水的排放标准，2007年江苏省颁布了《太湖地区城镇地区水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007），并且明确提出从2008年1月1日起强制实施的江苏省地方标准。江苏省太湖地区污水排放标准见表1-2和表1-3。

表1 -2太湖地区城镇污水处理厂主要水污染物排放限值（2007年12月31日之前建设的）

表1 -3太湖地区城镇污水处理厂主要水污染物排放限值（2008年1月1日之后建设的）

针对印染废水特点，研究高效可行的印染废水处理工艺，以达到新的排放标准要求，有其重要的现实意义。本文采用超声协同多相催化臭氧氧化法来处理印染废水难降解有机物和色度的超标问题。

2 印染废水来源及特点

染料是印染废水中主要的污染物。印染加工主要有四个工序，分别是预处理阶段、染色工序、印花工序及整理工序。这些工序均会排出废水，印染废水一般为各类废水的综合废水，水量较大，成分复杂，含有大量的浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般废水呈碱性、色度高、B/C比值低，生物处理困难[1]。

3 印染废水主要处理技术

3.1 物理法

3.1.1 吸附法

在印染废水处理中使用最频繁的物理方法就是吸附法。这种方法是通过多孔物质的大比表面积，使废水中的污染物被吸附或过滤去除[2]。活性炭是目前脱色效果最佳的吸附剂[3]，其对活性染料、碱性染料、偶氮染料等水溶性染料有较好的吸附效果，但对悬浮固体和非水溶性染料效果较差；并且，吸附饱和后的吸附剂需要进行再生处理，费用昂贵，所以吸附法通常用于深度处理或者是浓度低、水量小的废水。

3.1.2 膜分离法

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术。半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等。膜分离技术大多采用错流过滤的方式，其具有出水效果稳定，悬浮物截留高等优势，但由于膜处理技术对自动化控制要求高、投资成本高且膜有易结垢堵塞等缺点，目前还未能大范围应用推广[4]。

3.2 化学法

3.2.1 化学混凝法

化学混凝法主要依靠分子间的作用效果，将水体中的小分子悬浮物及胶体通过药剂作用变为大分子的物质加以沉淀或气浮去除。混凝剂主要分为有机混凝剂、无机混凝剂及生物复合混凝剂。有机高分子混凝剂是具有高分子量的低离子度的线性高聚物。由于其具有特殊的基团，便赋予它具有絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、凝胶、稳定胶体的作用。无机混凝剂一般以金属盐类为主，如PAC、PFC等[5]。生物絮凝剂是一类由微生物产生的，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀的特殊高分子代谢产物。混凝法具有投资少，操作方便，管理简单等优点；但是它同样具有药剂费用高、需要对泥渣进行二次处理、对水溶性染料脱色效果差等缺点。

3.2.2 化学氧化法

化学氧化技术是目前在印染废水处理中研究较多的方法。高级化学氧化法主要有：Fenton法、UV/O3法、US/O3法、电化学氧化法、超临界水体氧化法等。这些方法可将难降解的毒性有机污染物降解无害化，并且处理时间短，效率高。臭氧(O3)氧化法是国际上应用范围较广的水处理方法之一。

3.2.3 臭氧氧化法

臭氧作为一种强氧化剂，近些年来多用以去除废水的色度和污染物。臭氧可以通过直接与水中有机物进行氧化反应或者通过分解为羟基自由基·OH与有机物进行反应。氧化反应是通过使水中大分子难降解的有机物不饱和键断裂，变为小分子物质，达到脱色和去除污染物的目的。这种方法的优点是工艺简单紧凑，占地少，自动化控制程度高；其缺点为处理效率低、运行费用高。

3.2.4 Fenton试剂氧化法

Fenton试剂是通过Fe2+的作用，促使H2O2分解为·OH，用这种氧化性极强的自由基来降解有机物。其缺点是H2O2氧化效率有限，而且需要在pH3的条件下进行反应，会对设备造成腐蚀，并且产生二次污染[6]。

3.2.5 光催化氧化法

光催化氧化法是通过光的催化作用，使得光催化剂被激发，从而产生电子/空穴对，空穴与液相生成·OH，通过自由基的氧化作用使有机物变成CO2和H2O[7]。半导体催化剂中TiO2最为常用，其具有催化效率高，稳定性好的优点。但是对太阳光的利用率过低，限制了光催化氧化法在废水处理中的应用。

3.3 生物法

生物法是指由生物催化的复杂化合物的分解过程。通过微生物去除水中的污染物质，主要分为厌氧生物法及好氧生物法两种。

3.3.1 厌氧生物法

厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解废水中的有机物，并产生甲烷和二氧化碳。厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。厌氧生物处理的显著优点是：处理过程消耗的能量少，约为需氧生物处理的1/10至1/6，同时可产生沼气作为能源，每千克化学需氧量(COD)基质一般可产沼气0.5～0.7m3，含甲烷约50～70%；有机物的去除率高，一般能达到85%以上；厌氧条件下去除每克COD基质能获得自由能100～300卡，只有需氧条件下的1/10，因此只有少量有机物被同化为菌体，所以沉淀的污泥量少，而且污泥较易脱水，是优质肥料；厌氧处理过程中由于缺氧、游离氨和温度等因素的作用，可杀死污水和污泥中的病原菌、病毒和寄生虫卵；一般不需投加氮、磷等营养物质。同时，厌氧处理也存在一些缺陷，主要有：经厌氧生物处理后的废水还存在一定的BOD及COD，必须再进行需氧生物处理才能达到排放标准；厌氧降解的最终产物中有少量氨和硫化氢，出水有臭味，出水在排放前还要进行需氧生物处理；厌氧菌繁殖较慢，处理构筑物的投产起动时间长；厌氧菌对环境条件要求严格，对毒物敏感，因此对操作要求较严。

3.3.2 好氧生物法

好氧生物处理是在有氧的情况下，借好氧微生物的作用来进行的。在处理过程中，污水中的溶解性有机物质透过细菌的细胞壁和细胞膜而为细菌所吸收；固体和胶体的有机物先附着在细菌细胞外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。好氧生物处理分为接触氧化法、活性污泥法、生物滤池、生物膜法等，好氧生物法对于水中有机污染物有较好的降解效果。

生物法的优点是工艺简单、操作方便、运行成本低等优点；但是生物法对进水浓度有一定要求，对色度去除效果差，有污泥二次污染和出水难以达标的缺点。

[1]国家环保局，纺织总会，八五研究项目组．纺织工业污染源控制研究报告[M]．北京：中国环境出版社，1994．

[2]任松洁，丛纬，张国亮，等．印染工业废水处理与回用技术的研究[J]．水处理技术．2009，8，35(8)：14-18．

[3]魏文圆，张志刚．活性炭在印染废水脱色中的应用[J]．工业水处理，1996，16(2)：3-5．

[4]李勇华，王少波．印染废水的特点及处理方法[J]．舰船防化，2008，6：15-18．

[5]张旋，姜洪雷，曲和玲．印染废水处理技术的研究进展[J]．山东轻工业学院学报(自然科学版)，2007，3：8-10．

[6]高迎新，张昱，杨敏．Fenton反应中氧化还原电势的变化规律[J]．环境化学，2004，23(2)：135-139．

[7]彭晓春，陈新庚，黄鹄，等．n-TiO2光催化机理及其在环境保护中的应用研究进展 [J]． 环境污染技术与设备，2002，3(3)：l-6．