紡織印染廢水處理技術研究

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摘要:文中通過對紡織印染生產工藝及廢水的產生進行論述，重點比較分析了幾種紡織印染廢水處理方法，選擇最優化的處理技術。

關鍵詞:紡織印染;廢水處理;生產工藝;處理方法

紡織工業廢水污染物主要是棉毛等紡織纖維上的污物、鹽類、油類和脂類，以及各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸、堿等，紡織工業廢水量大，是嚴重的污染源之一。紡織工業廢水含有大量的有機污染物，排入水體將破壞水生生態平衡，惡化環境。因此要做好紡織工業廢水無害化處理。

1生產工藝及廢水的產生

1.1生產工藝

棉紡織產品主要是由棉花或棉花與化學纖維混合后經過紡紗、染色(或印花)、整理等工序生產出的產品。有純棉(白坯布、漂白布、染色布、印花布)產品和棉混織產品(白坯布、漂白布、染色布、印花布)。棉混紡織產品中化學纖維所占比例較大(一般均超過棉花的數量)。棉及棉混紡織產品可分為薄型織物(普通白布及染色布)及厚型織物(絨布、燈芯絨布)兩種。根據織造方式的不同，棉及棉混紡織產品可分為機織產品(由經紗和緯紗相互交錯而織成的產品)和針織產品(由針將紗線鉤成線圈，再將線圈相互串套而成的織物產品)，除了染色前處理過程略有不同之外，其染色及印花工藝基本相同。

1.2廢水來源

棉紡織工業廢水主要來自染整工段，包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花和整理等排放較少織造工段廢水。1.2.1退漿廢水棉織物上的漿料和纖維本身的部分雜質在漂染前必須去除。退漿廢水一般占廢水總量的15%左右，污染物約占總量的一半。退漿廢水是堿性的有機廢水，含有各種漿料分解物、纖維屑、酸和酶等污染物，廢水呈淡黃色。退漿廢水的污染程度和性質視漿料的種類而異:過去多用天然淀粉漿料，淀粉漿料的BOD5/CODcr值為0.3～0.5;目前使用較多的化學漿料(如PVA)的BOD5/CODcr值為0.1左右;近年來改性淀粉逐漸有取代化學漿料的趨勢，改性淀粉的可生化降解性非常好，BOD5/CODcr值為0.5～0.8。1.2.2煮煉廢水為保證漂白和染整的加工質量，要將纖維中的棉蠟、油脂、果膠類含氮化合物等雜質去除。煮煉工藝一般用燒堿、肥皂、表面活性劑等的水溶劑，在120℃、pH值10～13的條件下對棉纖維進行煮煉。煮煉廢水量大，呈強堿性，含堿濃度約0.3%，廢水呈深褐色，BOD和COD均高達每升數千毫克。1.2.3漂白廢水漂白工藝一般采用次氯酸鈉、過氧化氫(雙氧水)、亞氯酸鈉等氧化劑去除纖維表面和內部的有色雜質，使織物漂白。由于雙氧水在漂白廢水中幾乎完全分解，而次氯酸鈉和亞氯酸鈉等含氯漂白劑的大部分氯又在漂白過程中被分解，所以漂白廢水的特點是量雖大但污染程度小，BOD5和CODcr均較低，基本上屬于清潔廢水，可直接排放或循環使用。1.2.4絲光廢水絲光處理是將織物在氫氧化鈉濃堿液內浸透，目的是提高纖維的張力強度，增加纖維的表面光澤，降低織物的潛在收縮率，同時增加與染料的親和力。絲光廢水含氫氧化鈉3%～5%，一般通過多效蒸發蒸濃回收后，先供絲光應用，再用于調配煮煉液、廢堿液和用于退漿。所以絲光廢水實際上很少排出，它在工藝上被多次重復使用，雖經堿回收，但堿性仍很強，BOD卻低(但仍高于生活污水)，其污染程度根據加工漂白布或本色布而異。加工漂白布時，織物先經漂煉后再絲光，污染程度較低;加工本色布時，退漿后直接絲光，致使原來進入煮煉廢水的纖維雜質轉到絲光廢水，相應提高了污染程度。1.2.5染色廢水染色廢水的特點是水質變化大，色澤深，主要的污染源是染料和助劑。不同纖維原料需用不同的染料、助劑和染色方法，加上染料上色率的高低、染液的濃度不同、染色設備和規模不同，廢水水質變化很大。一般染色廢水的堿性都強，特別當采用硫化染料和還原染料時，pH值高達10以上。染料本身的BOD均較低，COD卻要高得多。染色廢水中的許多物質不易被生物分解，生物處理對印染廢水的COD去除率僅60%～70%，脫色率也僅50%左右。1.2.6印花廢水印花廢水污染物主要來自調色、印花滾筒、印花篩網的沖洗水，以及后處理的皂洗、水洗、洗印花襯布的廢水。印花廢水的污染程度很高。此外活性染料應用大量尿素，使印花廢水的氨氮含量升高。1.2.7整理廢水整理廢水除花衣毛之外，尚含有多種樹脂、甲醛、表面活性劑等，但廢水量較少。

2紡織印染廢水處理方法

紡織印染廢水水量大，廢水中含大量堿類，pH值高，含大量殘余的印染助劑，色度大，有機物含量高，耗氧量大，懸浮物多，并含有微量有毒物質，若不經治理直接排放，將會對水體和環境造成嚴重的污染。對紡織印染廢水的治理，首先也應該以防為主，積極改造生產工藝和設備，減少廢物和廢料的產生;通過逆流用水和重復用水來減少污染物的排放量，提高水的回用率;回用染化原料，降低生產成本，又減輕環境污染，一舉多得，最終的廢水再經處理排放。紡織印染廢水中常用的處理法如下。

2.1物理法

(1)柵欄法。用于去除廢水中紗頭、布塊等漂物和懸浮物。主要有格柵和格網、篩網等。(2)調節池。由于紡織印染廢水水質水量變化大，必須設調節池，一般當廢水量5000t/d時，調節池停留時間為4h;廢水量2000t/d時，調節池停留時間為5h～6h;廢水量小于1000t/d時，調節池停留時間為7h～8h。(3)沉淀池。印染廢水的懸浮粒小，故不經其它(如化學)預處理時，不宜直接進行沉淀處理，沉淀池又分平流式、豎流式和輻流式，其中前者應用最多。(4)過濾法。在印染廢水中采用的過濾多是快濾池，即在重力作用下，水以6m/h～12m/h的速度通過濾池完成過濾過程。

2.2化學處理法

(1)中和法。在印染廢水中，該法只能調節廢水pH值，不能去除廢水中污染物，在用生物處理法時，應控制其進入生物處理設備前pH值在6～9之間。(2)混凝法。用化學藥劑使廢水中大量染料、洗滌劑等微粒子結合成大粒子去除，印染廢水處理中需用的混凝劑有堿式氯化鋁、聚丙烯酰胺、硫酸鋁、明礬、三氯化鐵等。(3)氣浮法。印染廢水中含大量有機膠體微粒、呈乳狀的各種油脂等，這些雜質經混凝形成的絮體顆粒小、重量輕、沉淀性能差，可采用氣浮法將其分離;目前在印染廢水治理中，氣浮法有取代沉淀法的趨勢，是印染廢水的一種主要處理方法。在印染廢水中氣浮處理主要采用加壓溶氣氣浮法。(4)電解法。該法脫色效果好，對直接染料、媒體染料、硫化染料、分散染料等印染廢水，脫色率在90%以上，對酸性染料廢水，脫色率在70%以上。該法缺點:電耗及電極材料耗量大，需直流電源，適宜于小量廢水處理。(5)吸附法。吸附法對印染廢水的COD、BOD去除十分有效，由于活性炭吸附投資較大，一般不優先考慮，近年來有泥煤、硅藻土、高嶺土等活性多孔材料代替活性炭進行吸附，對印染廢水宜選用過濾孔發達的活性吸附材料。(6)氧化脫色效率低，僅40%～50%，混凝脫色效率較高，達50%～90%之間，但用這些方法處理后，出水仍有較深的色度，必須進一步脫色處理，目前用于印染廢水脫水的方法主要有光氧化、臭氧氧化和氯氧化法，由于價格等原因，應用最多的是氯氧化法，其常用的氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉，此種方法由于處理成本高和操作運行條件較高，而較少適應。

2.3生化法

(1)厭氧發酵法。紡織印染廢水如單獨采用好氧生化處理或附加混凝處理，動力消耗大，且許多廢水基質難以被分解和脫色，實踐證明，輔以厭氧技術處理該類廢水，效果良好，厭氧發酵工藝又分為常規厭氧發酵、高效厭氧發酵、厭氧接觸法、厭氧過濾法、上流式厭氧污泥床(UASB)、改進型厭氧發酵裝置(UASB+AF)、厭氧折流式工藝、厭氧流化床或膨脹床工藝、下流式厭氧過濾(固定膜)反應器等幾種工藝。(2)生物膜法。又分生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法，其中后兩種方法在國內的印染廢水治理中使用較多，生物轉盤法適用于小水量的印染廢水處理，生物接觸氧化處理印染廢水時多采用鼓風曝氣接氧化法，生物濾池中塔式生物濾池也越來越多地應用到印染廢水中。(3)活性污泥法。活性污泥法是目前使用最多的一種方法，有推流式活性污泥法、表面曝氣池等。活性污泥法具有投資相對較低、處理效果較好等優點。其中，表面曝氣池因存在易發生短流、充氧量與回流量調節不方便、表面活性劑較多時產生泡沫覆蓋水面影響充氧效果等弊端，近年已較少采用。而推流式活性污泥法在一些規模較大的工業廢水處理站仍廣泛使用。污泥負荷的建議值通常為(0.3～0.4)kg(BOD5)/kg(MISS)d其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%，據印染行業地經驗表明，當污泥負荷在小于0.2kg(BOD5)/kg(MISS)d時BOD5去除率可達90%以上，COD去除率為60%～80%。

2.4預處理

印染廢水污染程度高，水質水量波動大，成分復雜，一般都需進行預處理，以確保生物處理法的處理效果和運行穩定。(1)調節(水質水量均化)如前所述，印染廢水的水質水量變化大，因此，印染廢水處理工藝流程中一般設置調節池，以均化水質水量。為防止纖維、棉籽殼、漿料等沉淀與池底、池內常用水力、空氣或機械攪拌設備進行攪拌。水力停留時間一般為8h。(2)中和印染廢水的pH值往往很高，除通過調節池均化其本身的酸堿度不勻性外，一般需要設置中和池，以使廢水pH值滿足后續處理工藝的要求。(3)廢鉻液處理在有印花工藝的印染廠中，印花滾筒鍍筒時需使用重鉻酸鉀等，輥筒剝鉻時就會產生鉻污染。這些含鉻的雕刻廢水必須進行單獨處理，以消除鉻污染。(4)染料濃腳水預處理染色換品種時排放的染料濃腳水，數量較少，但濃度極高，COD可達幾萬甚至幾十萬。對這一部分廢水進行單獨處理可減少廢水的COD濃度，這對于小批量、多品種的生產企業尤其重要。

3總結

綜上，紡織印染廢水由于具有廢水量大、水質復雜、水質水量變化大的特點，其治理比較復雜，處理方法有物理法、化學法和生化法等方法。必須根據織物采用的原料、產品的品種、加工的方法，特別要了解各工藝操作過程中投加藥料、染料、助劑的情況，對廢水組分特性進行分析，通過技術經濟比較，選擇最優化的處理技術。為了提高出水水質和廢水回用，往往需采用多種方法聯合處理工藝。它的處理一般也劃分一級、二級、三級三個處理階段。一級處理多采用格柵、預沉池或初沉池，用簡單的物理機械法或化學法使廢水中懸浮物或塊狀體分離出來，或中和廢水的酸堿度。二級處理多是生物化學處理，可有效地去除膠狀的溶解性有機污染物，有效地改善水質，廢水可生化性較好時，可選擇生化法;當廢水可生化性較差時，可選擇化學法，如混凝沉淀或加壓氣浮等方法。三級處理多采用物理法或化學法，對其進行深度處理，達標排放或回用。

作者:柏立森 周永艷 單位:江蘇省環境科學研究院

［參考文獻］

［1］楊書銘．紡織印染工業廢水治理技術［M］．北京:化學工業出版社，2012．

［2］黃銘榮．水污染治理工程［M］．北京:高等教育出版社，2009．