（纺织化学与染整工程专业论文）印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究.pdf

印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究 印染废水絮凝一生化一吸附法处理 及回用可行性研究 中文摘要 本论文介绍了我国印染行业的用水和排水状况，针对我国印染行业面临的形势和 挑战，研究了国内外印染废水的处理及回用技术。在此基础上，提出了课题的研究内 容和方法。同时，介绍了絮凝一生化一吸附法，较为系统地研究了这三个单项工艺处理 废水的反应机理、影响因素及组合工艺废水处理；并将处理后的出水回用于生产中， 分析其回用的可行性。 本文主要实验内容包括： 1 在絮凝处理单元，通过比较硫酸亚铁、硫酸铁、明矾、p a m 四种混凝剂对废 水的处理效果，确定絮凝处理阶段采用硫酸亚铁和明矾为复合絮凝剂，p a m 为助凝剂； 通过实验确定复合絮凝剂和助凝剂的用量，在此基础上研究了静置沉降时间、p h 值 及搅拌速度和搅拌时间等因素对絮凝法处理效果的影响规律；选取了对絮凝沉降效果 影响较大的四个因素进行正交优化，得出了处理该废水的最佳工艺条件为：以p a m 为助凝剂，浓度为0 2 9 l ，复合絮凝剂的浓度为2 6 9 l ，其中f e s 0 4 的浓度为1 1 9 l ， k a l ( s o , ) ：1 2 h ：o 的浓度为1 5 9 l ，搅拌速度为2 4 0 r m i n ，静置沉降时间为6 0 r a i n ， 反应体系初始p h 值为1 0 。在上述最佳工艺条件下处理实际印染废水，测得处理后 c o d c r 去除率为7 8 2 ，脱色率为7 8 。 2 通过实验证实水解酸化是印染废水处理重要的处理单元，该单元对环境条件 的要求不高，仅水力停留时间对其运行影响较大，但印染废水通过水解酸化处理后能 提高可生化性，有利于后续的好氧处理，减少了负荷冲击，使出水水质稳定；通过实 验可知水力停留时间、p h 、溶解氧、营养物的控制等因素对生物接触运行效果有直 接影响。 3 在炉渣过滤单元，选取了对炉渣过滤处理效果影响的三个因素：炉渣粒度、 停留时间、炉渣厚度进行实验。结果表明，炉渣的粒径越小、渣层越厚、控制废水流 经炉渣时间在3 5 5 0m i n 时，对废水的处理效果越明显。在实验条件下，废水经过炉 渣层处理后，可削减c o d7 1 以上，削减色度1 0 0 ，削减s s8 4 以上。 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究 中文摘要 4 在将回用水用于生产工艺试验研究中，回用水用于染整生产工艺的前处理工 序中具有比较好的处理效果，有一定的可行性。而在染整工艺染色工序中，主要对织 物的颜色指标和染色牢度进行了比较。由结果分析，该回用水是可以应用于染整生产 工艺中的，但是其对染色性能和牢度的影响随染料而异，主要表现在染色织物的颜色 指标方面的变化；用回用水染色织物，染色的色差比较大，两种不同水质染色的情况 下，深色织物的效果优于浅色织物。在织物的染色牢度测试中，回用水的染色均达到 了较好的效果，说明相对于织物的颜色指标，水质的不同品质对于染色后织物的牢度 指标影响比较小。将回用水用于染整生产工艺前处理工序是可行的，在染色工序中， 对于深色织物的印染，其质量差异很难通过肉眼分辨，但用于浅色织物的印染，还需 要有待进一步研究。 关键词：印染废水；絮凝；生化；炉渣；回用 n 作者：朱萍 指导老师：唐人成陆同庆 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究英文摘要 t h er e s e a r c ho nf l o c c u l a t i o n b i o c h e m i c a l - - a d s o r p t i o n t r e a t m e n ta n df e a s i b i l i t yo fp r i n t i n ga n dd y e i n g 肠s t e w a t e r a b s t r a c t t h et h e s i si n t r o d u c e st h es t a t u so fw a t e rd e p e n d i n ga n dd r a i n i n gi nt e x t i l ep r i n t i n g a n dd y e i n gi n d u s t r y , s t u d i e dt h et r e a t m e n ta n d r e c y c l i n gt e c h n o l o g i e sa th o m ea n da b r o a d ， a c c o r d i n gt ot h es i t u a t i o na n dc h a l l e n g eo fo u rc o u n t r y o nt h i sb a s i s ，p r o p o s e st h ec o n t e n t s a n dm e t h o d so ft h es t u d y a tt h es a n l et i m e ，i n t r o d u c e sf l o c c u l a t i o n b i o c h e m i c a l a d s o r p t i o n , a n ds y s t e m a t i c a l l ys t u d i e dt h e i rr e a c t i o nm e c h a n i s m ，i n f l u e n c i n gf a c t o r s ，a n d c o m b i n e dp r o c e s sw a s t e w a t e rt r e a t m e n t ；a n dt h e nt r e a t e de f f l u e n tw i l lb er e u s e di n p r o d u c t i o n ，a n a l y z i n gt h ef e a s i b i l i t yo fi t sr e u s e t h em a i nc o n t e n t so fe x p e r i m e n t a lr e s e a r c ha l e 嬲f o l l o w ： 1 c o m p a r i n gw i t ht h et r e a t m e n te f f i c i e n c yo fs e l f - m i x i n gd y e i n gw a s t e w a t e ra f t e r u s i n gf e s 0 4 ，f e 2 ( s 0 4 ) 3 ，k a l ( s 0 4 ) 2 12 h 2 0 ，p 舢f o u rk i n do fc o a g u l a n t s ，i tw a s d e t e r m i n e dt h a tf e s 0 4a n dk a l ( s o , ) 2 12 h 2 0w e r ec h o s e nt ob ec o a g u l a n ta n dp a mt o b eh e l p i n gc o a g u l a n t s t u d y i n gt h ee f f e c to fs e d i m e n t a t i o nt i m e ，p h ，s t i r r i n gs p e e da n d s t i r r i n gt i m eo nt h ef l o c c u l a t i o nt r e a t m e n tb a s e do ns h p a l e yv a l u e t ot h ec o a g u l a t i o n s e d i m e n t a t i o np a r t ，f o u rf a c t o r so b v i o u s l ye f f e c t i n gc o a g u l a t i o nr e a c t i o nw e r es e l e c t e dt o p r o c e e do r t h o g o n a le x p e r i m e n t t h eo p t i m i z a t i o nt e c h n o l o g i cp a r a m e t e ro ft h a tw a s t e w a t e r w e r ed e t e r m i n e dt ob e ：a m o u n to fp a mi s0 2 9 l ，a n dd e n s i t yo fc o m p o u n dc o a g u l a n ti s 2 6 9 l ，t h e r e i n t o ，f e s 0 4i s1 1 9 l ，k a l ( s 0 4 ) 2 1 2 h 2 0i s1 5 9 l ，t h em i x i n gs p e e d i s2 4 0 r m i n ，s e d i m e n t a t i o nt i m ei s6 0 r a i n ，t h ei n i t i a lp hv a l u ei s10 u n d e rs u c hc o n d i t i o n ， t h er e m o v e dr a t eo fc o d e ra n dc h r o m aa r er e s p e c t i v e l y7 8 2 a n d 7 8 2 h y d r o l y t i ca c i d i f i c a t i o ne x p e r i m e n t sc o n f i r mt h ei m p o r t a n c eo fd y e i n gw a s t e w a t e r t r e a t m e n tu n i t , t h em o d u l e sd on o tr e q u i r eah i l g hl e v e lo fe n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o n s ，o n l y h r th a sag r e a t e ri m p a c to nt h e i ro p e r a t i o n s ，b u tb yh y d r o l y s i sa n da c i dd y e i n g i n 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究英文摘要 w a s t e w a t e rc a l lb ei m p r o v e da f t e rb i o d e g r a d a b i l i t yc o n d u c t i v et ot h ef o l l o w - u pt r e a t m e n t ， t h er e d u c t i o no fl o a di m p a c to nd r i n k i n g w a t e rs t a b i l i t y t h r o u g he x p e r i m e n t a lr e s e a r c h h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ，p h ，c o dv o l u m e t r i cl o a d i n g ，d o ，c o n c e n t r a t i o na n d o t h e rf a c t o r s h a v ed i r e c ti m p a c t so nt h ee f f e c to fb i o - c o n t a c to p e r a t i o n 3 t ot h es l a gf i l t e rp a r t ，ac o n c l u s i o nc a l lb ed r a w na f t e re x p e r i m e n t i n gt h es l a g p a r t i c l es i z e ，r e s i d e n c et i m e ，s l a gt h i c k n e s so ft h r e ee f f e c t i v ef a c t o r s t h es m a l l e rs l a g p a r t i c l es i z ei sa n dt h et h i c k e rs l a gl a y e r ( s l a gt i m ei nt h e3 5 - 5 0m i n ) i s ，t h em o r eo b v i o u s e f f e c t so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n ti s u n d e rt h ee x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，c o dc a nb e r e d u c e db y7 1 c h r o m ab y10 0 ，s sb y8 4 t h r o u g ht h es l a gl a y e rp r o c e s s i n g 4 i ne x p e r i m e n t ，w h e nt h ew a s t e w a t e ri su s e di nf o r e p a r tt r e a t m e n tp r o c e s s ，ab e t t e r r e s u l ti sa c q u i r e da n da l s oi ti sf e a s i b i l i t y i nt h es t u d y i n go fd y e i n gp r o c e s so ft h ew h o l e t e c h n o l o g y , t h ec o l o ri n d i c a t o r sa n dd y ef a s t n e s so ft h ef a b r i ca l es t u d i e dc h i e f l y t h e r e s u l ti n d i c a t e st h a tt h ew a s t e w a t e rc a nb er e u s e di nd y e i n gp r o d u c t i o np r o c e s s ，b u ti t s h o u l db ea c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n tk i n d so ft h ed y e s t h ed a r ka n dl i g h td e g r e e sh a v ea g r e a te f f e c to nf a b r i ca b e r r a t i o n i nt h es i t u a t i o nw i t ht r e a t m e n to f d i f f e r e n tw a t e r , t h ee f f e c t o fd a r kf a b r i ci sb e t t e rt h a nl i g h to n e i nt h ee x p e r i m e n to fd y ef a s t n e s s ，t h ed y e i n go f w a s t e w a t e rh a sr e a c h e dg o o dr e s u l t s ，i n d i c a t i n gt h a ti nr e l a t i o nt ot h ec o l o rc h a r a c t e r i s t i co f f a b r i c ，t h ed i f f e r e n tq u a l i t i e so fw a t e rh a v el i t t e r e f f e c to nf a b r i cd y ef a s t n e s s i ti s f e a s i b i l i t yt h a tt h ew a s t e w a t e ri sr e u s e di nd y e i n gp r o c e s s a n di nt h ew h o l ep r o c e s si n d y e i n g ，i ti sd i f f i c u l tt od i s t i n g u i s ht h eq u a l i t yo ff a b r i ci np r i n t i n ga n dd y e i n gd a r kf a b r i c o n l yb yn a k e de y e s b u ti ts h o u l db ef u r t h e rs t u d i e di np r i n t i n ga n dd y e i n gt h el i g h to n e k e y w o r d s ：d y e i n gw a s t e w a t e r ；f l o c c u l a t i o n ；b i o c h e m i s t r y ；s l a g ；r e c y c l i n g i v w r i t t e nb yz h u p i n g s u p e r v i s e db yt o n gr e n c h e n g l u t o n g - q i n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律 责任。 研究生签名：塞益日期：沙望i i 弓a研究生签名：盆监日期：沙兰如 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文 合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分 内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名： 念益 日 导师签名：奔彰b 啡 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第一章绪论 1 1 我国纺织印染业发展 第一章绪论 纺织业是我国的传统产业之一，长期以来，在满足国内衣着需求及外贸创汇方面 作出了很大的贡献。改革开放以来，我国纺织工业的生产、贸易和消费结构体系发生 了深刻的变化，纺织工业每年平均以1 3 7 的速度增长，取得了举世瞩目的巨大成就， 纺织工业的发展，从根本上改变了我国纺织品长期紧缺的局面，基本上满足了人民衣 着消费的需求。但是，由于多年来低水平重复建设，自1 9 9 3 年至1 9 9 6 年全行业出现 亏损，为了扭转这种局面，自1 9 9 7 年开始进行较大规模的调整。“九五 期间是纺织 工业有史以来调整力度最大的五年，全行业资产总额从1 9 9 5 年的8 3 0 亿元提高到 2 0 0 0 年的9 7 7 亿元；利润总额从1 9 9 5 年的3 2 7 亿元提高到2 0 0 0 年的2 9 0 亿元【1 1 。 近年来，行业的技术改造和技术进步明显加快，根据市场需求，开展了以质量、品种、 效益为中心，积极调整产业结构，使行业结构、产品结构得到了优化和改善。 印染行业是纺织行业的中游产业，是将各类纤维加工制成的坯布，通过染色和印 花工艺，生产出各类带色彩和图案的织物。印染行业在纺织工业中占有重要地位，印 染后整理水平一定程度反映了一个国家纺织加工的水平，它是体现纺织产品经济价值 和提高纺织品和服装附加值的重要因素。我国印染行业有着悠久的历史，上世纪初， 以机械进行工业化生产的印染业开始在我国发展。至上世纪二十年代，国产阴丹士林 布、海昌蓝布等产品曾为抵制洋货、推广国货运动、发扬爱国主义精神作出过积极贡 献。建国以后，印染行业与纺织行业中的其它行业一起得到了迅速发展，“一五”、“二 五 期间，相继建立了具有一定规模的大、中印染企业。与此同时，先后推出“五四 型、“六五 型、“七四 型等机型，为适应当时印染行业的发展需要作出了成绩 2 1 。 改革开放以来，我国印染行业规模和技术水平有了较大进步，到2 0 0 1 年，全行业从 业人员2 7 8 万人，产量达1 7 8 亿米，工业总产值达6 1 4 亿元，销售收入达5 5 6 亿元 3 1 。 且在质量、品种、装备上都有了一定的改善，但总体上与国际水平相比还有相当大的 差距，技术改造任务还相当重要。产品结构不适应国内外市场的需要，缺乏产品开发 能力；工业技术和管理落后，不能满足我国服装业迅猛发展的需要。近年来，特别是 德国于1 9 9 4 年提出的禁用2 类产生对人体有害芳香胺的1 1 8 种偶氮染料后，引起我 国印染和染料化工行业的高度重视，积极应对，以适应世界潮流的需要。 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究 第一章绪论 1 2 印染废水的特征 1 2 1 印染废水的来源 印染废水是指印染加工中各工序排放废水混合而成的综合废水。主要来源于预处 理、染色、印花和整理四个工序。预处理阶段排放印染前处理工序废水；染色阶段排 放染色废水；印花阶段排放印花废水和皂洗废水；整理阶段排放整理废水等。其污染 物种类与数量主要取决于纤维自身、织造过程中添加的浆料及印染过程剩余染料及助 剂等污染物。 随着工业技术的飞速发展和生产规模的不断扩大，我国的工业废水量日益增多。 每年大约有1 0 亿吨左右的印染废水排入水环境中。由于所加工的纤维原料、产品的 品种、加工工艺和加工方式不同，废水的组成和性质变化很大。常用的纤维原料有棉 花、羊毛、蚕丝、麻、涤纶、腈纶、维纶和粘胶纤维等。对于棉织物，采用的加工和 染整工艺通常为：退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等工序。印染废水主 要来源于印染加工中的漂炼、染色、印花、整理等工序，而且各工序产生成份各异的 污水，使得其成份复杂，色度深，碱性强，水量大，并含有毒、有害物质而严重污染 环境，因此印染废水的综合治理己成为当前亟需解决的问题之一。 棉织物印染加工各道工序水质特征如表1 1 【4 】。 表1 - 1 印染废水的水质特征【4 】 1 2 2 印染废水的特点 总体上说，纺织印染废水具有如下特点【5 】： 2 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第一章绪论 ( 1 ) 色度大，有机物含量高，除含染料和助剂等污染物外，还含有大量的浆料， 废水粘性大。为此需要研究和取用高效脱色菌、高效脱色混凝剂来进行脱色处理。 ( 2 ) 水质变化大，c o d 高时可达2 0 0 0 3 0 0 0 m g l ，b o d 5 也高达2 0 0 3 0 0 m g l 。 ( 3 ) 碱性大，如硫化染料和还原染料废水p h 值可达1 0 以上。 ( 4 ) 染料品种多，可生化性较差。染料品种的变化以及化学浆料的大量使用，使 印染废水含难生物降解的有机物，可生化性差。 ( 5 ) 由于加工品种及产量经常变化，导致水温水量变化较大。化纤织物的发展和 印染技术的进步，新染料核心性助剂不断产生，废水中有机物结构愈来愈稳定，不宜 破坏，印染废水处理难度进一步加大。 1 2 3 印染废水化学成分探析 印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团( 如： c = c 、- n = n 、- n o 、= c = 0 等) 及极性基团( 如：s 0 3 n a 、o h 、- n h 2 ) 。染料分子 中含较多能与水分子形成氢键的s 0 3 h 、c o o h 、o h 等亲水基团，如活性染料和中 性染料等，染料分子就能全溶于废水中，并且染料的颜色一般随共扼短双键数目、苯 环数目以及分子量的增加而加深；不含或少含s 0 3 h 、c o o h 、o h 等亲水基团的 染料分子，以疏水悬浮微粒形成存在于废水中；含少量亲水基团但分子量很大或完全 不含亲水基团的染料分子，在水中常以胶体形式存在。印染废水中还常带有一些染色 助剂，起助染或缓染作用。印染助剂包括：中性电解质如n a c l 、n a 2 s 0 4 等；酸 碱调节剂如h c i 、n a o h 或n a 2 c 0 3 ；表面活性剂；膨化剂如尿素等；胶粘剂 如改性淀粉、脉醛树脂、聚乙烯醇等；稳定剂如磷酸盐等【6 】。 1 3 印染废水的危害 印染废水水量大，色度高，毒性强、可生化性差，水质变化大，p h 变化大，有 机污染物含量高，组分复杂【7 1 。除含有各种染料、化学助剂、表面活性剂和各类整 理剂外，还有大量浆料，使废水有一定粘性，呈胶体状态。印染废水若直接排放，不 利于水生植物的光合作用，减少水生动物的食物来源，降低水中的d o ，对水生动物 的生长不利，尤其是水中的氮、磷含量高会使水体富营养化【9 1 2 1 。 印染废水的色泽深，严重影响受纳水体的外观。造成水体有色的主要原因是染料。 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第一章绪论 目前全世界染料年总生产量在6 0 万吨以上，其中5 0 以上用于纺织品染色，而在纺 织品加工过程中，有1 0 0 o , 2 0 的染料作为废物排出，废水中的染料能吸收光线，降 低水体透明度，对水生生物和微生物造成影响，不利于水体自净。印染废水中的偶氮 染料能使生物致畸、致癌、致突变。其初步降解后的产物多为联苯胺等一些致癌的芳 香类化合物，毒性都较大，如酚类能影响水中各种生物的生长和繁殖，苯对人的神经 和血管系统有明显的毒害作用。 印染废水中含有大量的硫酸或硫酸盐，在土壤还原状态下可转化为硫化物，其结 果产生大量的硫化氢，引起植物根部腐烂。其次还会对土壤微生物生长造成不良影响。 土壤酸化促进了盐类流失，使土壤性质恶化。由于土壤板结和凝缩等现象，作物根系 的生长发育就要受到限制，农作物产量就要减少【1 3 d5 1 。 国外许多专家学者对染料的毒性和危害做了大量的研究。根据美国的 c i ( c 1 0 0 r i n d e x ) ，目前染料种类已高达数万种，其中偶氮染料占8 0 以上。它们具有 特定颜色，而且结构复杂，生物降解性能低，大部分具有潜在的毒性【1 6 1 ，在环境中累 积将对自然界和人类健康造成危害【1 7 】。 近年来，由于内地各地政府招商引资力度加大，很多外商投资利润较高的印染行 业，分散布局在内陆湖和小河流流域，水域自净能力差，使得印染行业的污染破坏更 加显得突出。而且随着人们生活水平的提高和对美的追求，纺织品的产量和质量都有 了大幅度的提高，染料正朝着抗光解、抗氧化和抗生物降解的方向发展，而对印染废 水的治理越来越难，印染废水对环境的污染也越来越严重。 1 4 印染废水治理的必要性 入世对纺织品及服装的出口是有利的，关税壁垒、配额限制、贸易歧视和反倾销 调查等制裁措施会逐渐减少乃至消除。但我们仍然面对着“绿色壁垒 问题，一些发 达国家对织物上含苯胺及其衍生物的染料助剂，以及甲醛、卤化物和重金属含量提出 严格限制，已影响纺织品和服装的出口，并且，目前我国纺织行业正处于结构调整资 产重组并走出低谷的时期，面l 临着发展与环保的双重挑战，如何把经济发展与环境保 护意识相结合，打造国内绿色纺织品市场，以期融入2 l 世纪国际市场绿色消费的主 流，已成为众所瞩目的新课题【l 引。 印染加工织物与排放废水重量比在1 ：1 0 0 - 2 0 0 ，全国印染废水排放量约l x l 0 9 t 4 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第一章绪论 左右。废水中含有大量污染物，主要来自各种纤维材料和加工时所用的染化料两个方 面。纤维材料含杂质较多，特别是天然纤维。原棉含杂质在1 0 左右，主要是棉蜡、 果胶质、色素和棉籽壳等；原毛含杂质在5 0 以上，主要为沙土、草屑、羊毛脂等； 生丝含杂质约2 0 ，主要为丝胶；原麻含杂质平均也在2 0 以上。化学纤维本身虽 含杂较少，但在制造过程中，也必须加入油剂等各种添加剂，数量也不少。这些杂质 在印染加工时通过前处理被大量排入废水。在染整加工所用的染料方面，根据不同的 纤维，包括各类染料、表面活性剂和整理剂【1 9 - 2 1 1 ，加工时一般不能全部与纤维作用， 平均有1 0 以上排入废水。这样就有纤维和染化料总重量1 5 的污染物排入废水， 数量惊人。很多污染物色泽深，b o d ( 生化需氧量) 和c o d ( 化学需氧量) 值很高， 有些还含有各种有毒有害物质，对人类影响很大。这些污染物排入水中后，为微生物 所降解，需要大量氧气，造成水中缺氧，很多鱼类和水产物难以生存而死亡，而b o d 和c o d 也起了变化，不能作为饮用水。部分有毒有害的污染物，还会在动植物体内 积累起来，不易排出，毒性比原水中浓度增加几百倍甚至几千倍，毒害人体，不能饮 用。至于染料中的致癌物质和染料色泽对人类影响更大，必须经过治理或处理，才能 排入江湖【2 2 1 。 纺织工业用各种原料加工成布匹的过程中，会产生各种废水，其中以染色废水污 染较为严重。一般由于染色工艺主要以湿法为主，因此随着纺织工业的发展，产品产 量不断增加，其废水的排放量也逐年增加。据统计，一九八七年的废水年排放量约为 六亿吨，而一九九七年的排放量达十亿吨。此类废水排放量如此之大，如果未经处理 就排放，就会造成不同程度的环境污染。不但对天然水体和土壤造成严重污染，而且 会直接危害人类的健康。同时日益紧张的可用水资源又会限制人们生活用水和工业用 水 2 3 - 2 4 1 。 因此对印染废水进行治理是必要的，不但可以减轻或避免环境污染，而且可以重 复利用处理后的水，节约水资源。 1 5 纺织印染废水排放现状 我国是纺织印染业第一大国，纺织印染业成为工业废水的排放大户。2 0 0 3 年， 纺织行业废水排放量居全国工业废水排放量的第五位，排放总量为1 4 1 3 亿吨，其中， 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究 第一章绪论 印染废水约为1 1 3 亿吨，占纺织印染行业废水的8 0 ，约占全国工业废水排放量的 6 t 1 1 。 印染行业的生产废水若不经处理直接排放，将对地面水体产生严重影响，引起水 体中生态系统的破坏。尤其是用于染色的各种合成染料，特别是偶氮染料，对生态系 统具有较大的破坏性。目前世界上约有三分之二的合成染料是偶氮染料，约有2 0 0 0 多个品种近6 0 万吨的年产量【2 5 1 ，我国有7 0 以a 2 的合成染料是以偶氮为基础的【2 6 】。 据统计，大量的偶氮染料在合成与使用过程中被排放到水体，其中1 0 的染料在纺织 品印染过程中排入废水【2 7 】，全世界每年排放染料约6 0 0 0 0 吨左右【2 引。 1 。6 国家对印染废水排放标准控制的政策要求 为了控制印染废水的排放，保护环境，促进纺织染整行业生产工艺和污染治理技 术的进步，防止水污染，1 9 9 2 年国家颁布了纺织染整工业废水污染物排放标准 ( g b 4 2 8 7 9 2 ) 。该标准按照纺织染整企业的废水排放去向，分年限规定了纺织染整 工业水污染物最高允许排放浓度和排水量【l 】。 1 9 8 9 年1 月1 日之前立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业按表 1 2 执行。 表l - 2 纺织染整工业废水污染物排放标准( g b 4 2 8 7 9 2 表) 分最高最高允许排放浓度铀乒) 级允许 排j j ( 生化需 化学需 色度 p h 悬氨硫 铜 苯 、 量i n 3 氧量氧量丽释值浮氮化价 胺 百米 晒)( c i x h )倍物 物物 铬 类 布 i 级 6 01 8 06 91 0 0 2 5 1 d0 5 0 52 0 2 5 i i 级 8 02 4 01 6 d 6 91 5 04 02 j d0 51 93 d 取 3 5 0 d 6 04 0 0约0 5 2 0 5 d 1 9 8 9 年1 月1 日至1 9 9 2 年6 月3 0 日之间立项的纺织染整工业建设项目及其建 成后投产的企业按表1 3 执行。 6 印染废水絮凝，生化吸附法处理及回用可行性研究 第一章绪论 表1 - 3 纺织染整工业废水污染物排放标准( g b 4 2 8 7 9 2 表二) 分撇 最高允许捕孜浓度6 吼) 级 许i 冰 量m 3 蝴 化学需色度 p h 悬氨硫 铜苯、 脯 氧量氧量筛释值浮氮化价胺 ( o 呱b )倍麴物物 铬 类 i 级 3 d1 0 06 0乃1 51 00 5 0 51 0 i 取 2 5 6 01 8 )1 0 06 91 5 0 丕 1 0 0 5 1 9 2 0 取3 0 0劝6 04 0 d2 00 52 05 0 1 9 9 2 年7 月1 日起立项的纺织染整工业建设项目及其建成后投产的企业按表 1 - 4 执行。 表l - 4 纺织染整工业废水污染物排放标准( c ；b 4 2 8 7 9 2 表三) 分最高允许 级排水量n 1 3 最高允许排放浓度白吼) 百爿钸 缺丰 生化需 化学需色度刑悬氨硫 l 铜苯 二 、 水水 氧量 氧量筛释 值 浮 氮化价胺氧 期期( 0 0 瞄倍物物物铬类化 咖) i 级 2 51 0 04 06 97 0 1 51 00 50 51 00 5 级2 , 52 54 01 6 - 91 0 02 51 0 0 51 02 , 00 5 级3 0 05 0 06 - 94 0 02 00 52 05 00 5 2 0 0 1 年国家环保总局、国家经贸委联合发出“关于发布印染行业废水污染防 治技术政策的通知 ( 环发 2 0 0 1 1 1 1 8 号) ，提出印染加工过程推荐采用清洁生产工 艺、废水治理和污染防治措施；规定所有印染废水要实现达标排放；取缔和淘汰技术 设备落后、污染严重及无法实现稳定达标排放的小型印染企业等技术政策。通知还指 出，印染废水治理技术宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路 线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。对于棉纺针织、 毛粗纺、化纤仿真丝绸等印染产品加工过程中产生的废水，宜采用厌氧水解酸化、常 规活性污泥法或生物接触氧化法等生物处理方法和化学投药、光化学氧化法或生物炭 法等物化法相结合的治理技术路线。此外，近年来纺织工业又推行清洁生产工艺和清 洁生产审计，开展源头污染防治技术。所有这些都促进了印染废水治理技术和工艺的 相应变化，因而要求人们对以往的印染废水治理工艺流程和相关参数作出相应调整或 开发新的处理工艺。 7 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第二章国内外印染废水处理及回用现状 第二章国内外印染废水处理及回用现状 2 1 我国水资源现状 我国是一个水资源匾乏的国家，我国人均水资源占有量约为2 2 0 0 立方米，仅为 世界人均占有量的1 4 ，而且时空分布不均匀，开发利用有相当难度，致使许多地区 和城市严重缺水，尤其是三北地区和沿海城市连年闹“水荒 。据统计，全国6 6 9 个 城市中，4 0 0 个城市常年供水不足，其中1 1 0 个城市严重缺水。同时，水环境的恶化， 水质型缺水的加剧，使得水资源短缺状况日益严重，这不但严重困扰着国民生产，而 且成为制约我国社会进步和经济发展的重要因素之一例。 我国一方面水资源紧缺，而另一方面，随着社会的进步和经济的发展，工农业和 城市的扩展，尤其是我国人口的增加，人民生活水平的提高，人们对于水资源的需求 也在不断地增长。根据2 0 0 5 年上半年国家环保总局发布的 2 0 0 5 年环境统计半年 报和1 9 9 8 - 2 0 0 4 年发布的中国环境统计公报，2 0 0 5 年上半年全国工业废水排放 量1 1 6 2 亿吨，基本与2 0 0 4 年同期持平，工业c o d 排放量2 3 2 6 万吨，工业氨氮排 放量为2 0 4 万吨，1 9 9 8 2 0 0 4 年全国废水排放情况见下表2 1 闻。 表2 11 9 9 8 2 0 0 4 年全国废水、c o d 排放量以及废水处理利用率年际对比 。顶 废水排放量( 亿吨)c o d 排放量( 万吨) 氨氮排放量( 万吨) 工业用水 牵目 合计 工业 生活合计 工业 生活 合计工业生活 重复利用 度 率( ) 1 9 9 8 年3 9 5 32 0 0 51 9 4 81 4 9 5 68 0 0 66 9 5 。0 1 9 9 9 年 4 0 1 11 9 7 32 0 3 81 3 8 8 96 9 1 76 9 7 2 2 0 0 0 年 4 1 5 21 9 4 32 2 0 91 4 4 5 o7 0 4 57 4 0 5 2 0 0 1 年4 3 3 02 0 2 72 3 0 31 4 0 4 8 6 0 7 5 7 9 7 3 1 2 5 24 1 38 3 96 9 6 2 0 0 2 年 4 3 9 52 0 7 22 3 2 31 3 6 6 95 8 4 07 8 2 9 1 2 8 84 2 18 6 77 1 5 2 0 0 3 年 4 6 0 02 1 2 42 4 7 61 3 3 3 65 1 1 98 2 1 71 2 9 74 0 48 9 37 2 5 2 0 0 4 年4 8 2 42 2 1 12 6 1 31 3 3 9 2 5 0 9 7 8 2 9 5 1 3 3 04 2 29 0 87 4 2 另外，我国还存在用水效率低、用水严重浪费现象。目前，我国用水定额高，万 元工业增加值取水量是发达国家的5 至1 0 倍，灌溉水利用率仅为4 0 至4 5 ，距世 界先进水平还有较大差距【3 1 1 。 废水回用在国外起步较早，回用规模很大，具有明显的经济效益，如日本、美国、 8 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第二章国内外印染废水处理及回用现状 以色列、俄罗斯、西欧各国、印度、南非等各国的污水回用技术都很普遍【3 2 书】。以 色列早在2 0 世纪8 0 年代就采用多种回用方式，将1 0 0 生活污水和7 2 城市污水回 用，并达到了9 0 收集排放、8 0 经过处理、6 0 , - , 6 5 污水回用；美国、日本等国 也早在8 0 年代达到了7 0 以上的污水回用率；南非甚至在1 9 6 8 年就建起了饮用再生 水制造工厂，开创了污水直接用于饮用水的先例。 因此，针对我国水资源贫乏、水污染严重、用水效率低等的形势，近年来，我国 积极采取有效的政策措施，出台了各种法规和政策，开源节流，保护水环境1 3 4 。2 0 0 2 年1 1 月，国家经贸委发布关于组织实施资源节约与环境保护重大示范工程的通知， 将以“实现工业废水零排放为主要内容 等的节水项目作为“资源节约与环境保护重 大示范工程重点领域和重点技术 之一；2 0 0 4 年国家发展改革委、科学技术部、商 务部联合修订当前优先发展的高技术产业化重点领域指南( 2 0 0 4 年度) ，将“工业 和城市节水技术 作为近段时期内高技术产业化的重点，积极发展城市节水技术， 加速城市污水及工业废水的再生利用技术研究；根据“十一五”规划对建设节约型城 市的要求，2 0 0 5 年4 月国家五部委联合发布了中国节水技术政策大纲，同年8 月国家四部委发布关于加强节水型社会建设宣传的通知；同时，国家还通过推进 水价改革这个经济杠杆的作用来调控供水排水量，增强全民的节水意识，从而维持水 资源的可持续发展。 2 2 印染行业用水概况 我国是纺织印染业的第一大国，印染行业因其用水过程即是污染过程，印染加工 过程使用大量化学药剂和染化料，其废水内含多种有毒、有害物质，所以染整业被称 为“能耗大户( 用水大户) 、污染大户 ，因而该行业对我国水环境产生的压力不容小 觑。一方面，印染厂每加工1 0 0 m 织物，产生废水量3 5m 3 ，据不完全统计，我国印 染废水排放量约为每天3 x1 0 6 - 4 x1 0 6m 3 ，约占整个工业废水的3 5 ，且回用率不到 1 0 ，9 0 以上作废水排放，废水排放量大。另一方面，该行业又是耗水大户。工业 用水中，纺织业名列我国工业用水前五位，而染整耗水占纺织业用水的8 5 。染整业 按原纺织部标定万米耗蒸汽2 4 吨，耗电4 5 0 度，百米耗水2 5 , - - 4 吨，而2 0 0 3 年，印 染布产量3 1 9 亿米，其中出口7 5 7 8 亿米，比上一年增长3 5 1 3 0 。由于染整过程中 产生的废水量很大，一般可达印染企业用水量的7 0 0 0 , - 9 0 。目前我国平均每染1 0 0 9 印染废水絮凝生化吸附法处理及回用可行性研究第二章国内外印染废水处理及回用现状 米布产生废水4 5 吨，产量的增长势必带来废水量的增加。据此推算，每年需消耗近 亿吨的工艺用软化水，因而由此而造成的生态及经济损失是不可估量的。 据资料显示【3 5 1 ，我国印染行业基本集中在东部沿海地区，截至2 0 0 3 年底，浙江、 江苏、广东、山东、福建5 省的印染布产量己占全国印染布总产量的8 6 5 。因此， 目前印染废水治理以集中处理为主，部分大的印染企业单独建有污水处理设施，绝大 部分印染废水经处理后达标排放。但由于各地达标排放标准不同，水环境功能要求也 不一样，经处理后排放的印染废水仍对当地环境造成不同程度的影响。同时，浙江、 江苏、山东又是重点流域淮河、太湖所在地，水污染防治工作仍然形势严峻。 另外，在印染行业分散地区，特别是在水资源比较短