（环境工程专业论文）纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定.pdf

纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 摘要 目前，我国水资源日益匮乏和水污染日益严重的现象使废水的再 生利用成为一种必然的趋势。纺织工业是用水量较大的工业部门之 一，也是我国工业的排污大户，废水回用率不足1 0 。而染整废水 是纺织工业的主要污染源，不仅排放废水量大，污染物总量也多。随 着纺织染整行业用水的需求量不断增大、供给量相对减少、排放标准 的日趋严格和水费的不断上涨，节约水资源、提高水的回用率成为纺 织染整行业十分重要而艰巨的任务。 本课题通过对全国主要的纺织染整企业走访调研，对染整废水分 布、水质水量、废水处理工艺、废水回用情况等方面进行了研究分析。 为制定纺织染整工业回用水水质标准、研究废水深度处理工艺以及染 整废水再生利用前景分析提供了重要参考资料。 在实验室小试基础上进行了3 0 0 m 3 d 的染整废水深度处理回用中 试工程研究，采用水解酸化一接触氧化一生物滤池一亚滤工艺对清浊 分流的轻污染废水进行深度处理。水解酸化池设计停留时间2 0 小时， 接触氧化池设计停留时间1 2 5 小时，生物滤池设计停留时间2 6 小时。 系统启动并稳定运行了6 个月，出水水质稳定，c o d c r 5 0 m g l ，色 度墨2 倍，浊度 i n t u ，硬度 1 4 0 m g l ，p h 值6 7 7 5 ，出水f e 和 m n 的含量均小于o 1m g l ，出水水质明显优于再生水用作工业用水 t 水源的水质标准，可以进行回用于生产工艺的试验。 本课题设计了一套完整的染整生产工艺用水回用系统，将生产废 水深度处理后回用于生产工序中，通过大量小试、中试实验和大生产， 对使用回用水的产品进行染色质量检测，检测结果表明染整废水经过 深度处理后完全可以回用于生产工艺，对产品染色质量没有明显的影 响。验证了纺织染整废水再生利用的可行性。 本课题还对国内外相关废水再生利用的规定和标准进行了分析， 参考纺织印染工业用水要求，并在调研、试验研究的基础上，制定了 纺织染整工业回用水水质标准( 建议) ，以及相关标准指标的监测方 法，并对回用范围、回用方式和回用系统的设计进行了说明和建议。 为了能使将染整废水的再生利用进一步推广，本课题还对纺织染 整行业政策、节水规划以及清洁生产的要求进行了分析，进一步阐明 染整行业企业废水回用的重要性和必要性；文中对纺织染整废水 3 0 0 m 3 d 回用中试工程和新建5 0 0 0 m 3 d 的印染废水深度处理回用项目 进行了经济效益分析：5 0 0 0 m 3 d 的废水处理回用后每吨水可减少投资 1 8 6 元，每年可为企业多带来3 4 0 万元的经济利益。废水处理回用可 以有效的节约水资源，减少对环境污染物总量的排放，具有良好环境、 经济、社会效益。 本课题来源于上海市科技委员会科研计划纺织染整工业回用水 水质标准，课题编号0 6 d z 0 5 0 1 0 。 关键词：染整废水，再生利用，回用水质，标准，经济分析 i i s t u d yo nr e u s e o fd y e i n g a n dp r i n t i n go f t e x t i l ew a s t e w a t e r a n dt h er e u s ew a t e r q u a l i t ys t a n d a r d f o r t h ed y e i n gi n d u s t r y a b s t r a c t d e f i c i e n tw a t e rr e s o u r c e sa n ds e r i o u sp o l l u t i o nm a k ei tn e c e s s a r y t or e u s e ”，a s 据碍，a 招zt e x t i l ei n d u s t r yi so n eo ft h ei n d u s t r i e st h a tc o n s u m eal a r g ea m o u n to f w a t e ra n dg e n e r a t et r e m e n d o u sp o l l u t a n t s i t i sr e p o r t e dt h a tu s u a l l yt h er e n e w a l p e r c e n t a g eo fp o l l u t e dw a t e ri so n l yl e s st h a n1 0 t h ed y e i n gw a s t e w a t e ri st h em 耻 p o l l u t i o nr e s o u r c ef r o mt e x t i l ei n d u s t r y , w h i c h n o to n l yt a k e sah i 曲v o l u m eb u ta l s o c o 玎t a 曲sl a r g ea m o u n to fc o n t a m i n a t i o n s t h ew a t e rd e m a n di nt e x t i l ea n dd y e i n g i n d u 泖k e e p sg r o w i n gy e a rb yy e a r , h o w e v e r , a l o n g w i t ht h ed e c r e a s i n gw a t e rs u p p l y , 1 er i s i n gw a t e rp r i c ea n dt h ea p p e a r a n c eo f m o r es t r i c tp o l l u t i o nc o n t r o ls t a n d a r d s ，i t b e c o m e sa ni m p o r t a n ta n du r g e n tt a s ki nt h et e x t i l ea n dd y e i n gi n d u s t r yt or a i s et h e w a t e rr e n e w a lp e r c e n t a g ea n d f u r t h e r m o r es a v et h ew a t e rr e s o u r c e t h eg e o l o g i c a ld i s t r i b u t i o no fd y e i n gw a s t e w a t e r , t h eq u a l i t ya n dv o l u m e ，t h e w a s t e w a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s e sa n dt h ec u r r e n tw a s t e w a t e rr e n e w a ls t a t eh a v eb e e n a 1 1 a l 、，z e di nt h i ss t u d y , b a s e do nt h ei n v e s t i g a t i o nr e s u l t sf r o ms o m em a j o r t e x t i l ea 1 1 d d y e i n gc o m p a n i e si nc h i n a hw i l lw o r ka sa n u s e f u lr e f e r e n c ef o rt h ee s t a b l i s h m e n t o ft h er e u s ew a t e rq u a l i t ys t a n d a r df o rt h ed y e i n gi n d u s t r y , t h ef u t u r er e s e a r c hw o r k o nn l ea d v a n c e dp o l l u t i o nt r e a t m e n tt e c h n o l o g i e sa n dt h ea p p l i c a t i o na s s e s s m e n to f t h ed y e i n gw a s t e w a t e rr e u s e - ap i l o t s c a l e ( 3 0 0 t d ) s t u d yw a ss e tu p f o ra d v a n c e dt r e a t m e n to fd y e i n g 、a s 饫：w a t e rb yh y d r o l y s i sa c i d i f i c a t i o n b i o l o g i c a lc o n t a c to x i d a t i o n i b i o l o g i c a la e r a t e d f i l t e r - s u b f l l t e rt e c h n o l o g y t h er e t e n t i o n t i m ef o r h y d r o l y s i sa c i d i f i c a t i o n ，t h e b i 0 1 0 9 i c a lc o n t a c to x i d a t i o na n d t h eb i o l o g i c a la e r a t e df i l t e rw e r e2 0 h ，12 5 ha n d2 6 ， r e s p e c t i v e l y t h ee x p e r i m e n t a ld a t ai n d i c a t e dt h a ta f t e r6 m o n t h st h ee f f l u e n tq u a l i t y k e r l ts t a b l e w i t ht h ec o d o fl e s st h a n5 0 m a l l ，t h ec o l o ro fl o w e rt h a n2 ，t h et u r b i d i t y i i i o f1 n t u ，t h eh a r d n e s so fl e s st h a n1 4 0 m g l ，t h ep ho f6 7 7 5a n dt h ee f f l u e n t c o n c e n t r a t i o nf o rf ea n dm nb o t hl e s st h a n0 1 m g l t h ee f f l u e n tq u a l i t ym e tw e l lt h e r e u s eo fu r b a nr e c y c l i n gw a t e r - w a t e rq u a l i t ys t a n d a r df o ri n d u s t r i a lp r o c e s sg b t 19 9 2 3 2 0 0 5 t h i ss t u d yh a sd e v e l o p e daw a s t e w a t e rt r e a t m e n ts y s t e ma n dt h e nr e u s e dt h e e f f l u e n ti n t ot h ed y e i n gp r o c e s sf o rl a b ，p i l o ta n df i e l ds c a l et e s ts t e pb ys t e p a c c o r d i n gt ot h eq u a l i t ya n a l y s i sr e s u l t so ft h ef i n a lp r o d u c t sw h i c hw e r ed y e dw i t h t h er e u s e dw a t e r , i tw a ss h o w e dt h a tt h ep u r i f i e dw a s t e w a t e rw a sa d e q u a t et or e u s e d i r e c t l yi n t ot h ed y e i n gp r o c e s sa n dh a dn on e g a t i v ee f f e c to nt h ed y e i n gq u a l i t y , w h i c hp r o v e dt h ef e a s i b i l i t yo fd y e i n gw a s t e w a t e rr e u s ep r o c e s s i nt h i ss t u d y , t h er e l a t e dr e g u l a t i o n sa n ds t a n d a r d so nw a s t e w a t e rr e u s ei nc h i n a a n do t h e rc o u n t r i e sw e r ei n v e s t i g a t e da sw e l l w i t hr e f e r e n c et ow a t e rs t a n d a r d so n t e x t i l ea n dd y e i n gi n d u s t r ya n do nt h eb a s i so ff i e l di n v e s t i g a t i o n sa n dl a b o r a t o r yt e s t s ， o n ew a t e rq u a l i t ys t a n d a r do fr e u s e dw a t e ri nt e x t i l ea n dd y e i n gi n d u s t r y ( s u g g e s t e d ) w a se s t a b l i s h e d ，i n c l u d i n gt h em o n i t o r i n gm e t h o d sf o rr e l e v a n tw a t e rq u a l i t yi n d e x a n ds u g g e s t i o n so nt h ew a s t e w a t e rr e u s er a n g e ，r e u s ep r o c e s s e sa n dt r e a t m e n ts y s t e m d e s i g n f o rf u r t h e rp r o m o t i o nf o rt h ed y e i n gw a s t e w a t e rr e u s e ，t h es t u d ya l s oa n a l y z e s t h ed y e i n gi n d u s t r yp o l i c i e s ，n a t i o n a lw a t e r - s a v i n gp l a na n dc l e a n e rp r o d u c t i o n r e q u i r e m e n t s ，a n df b r t h e re l a b o r a t e so nt h ei m p o r t a n c ea n dn e c e s s i t yo fw a s t e w a t e r r e u s ei nt e x t i l ea n dd y e i n gi n d u s t r y t h ee c o n o m i cp r o f i ta s s e s s m e n ti se s t a b l i s h e di nt h i ss t u d yf o ro n e3 0 0 m d d y e i n gw a s t e w a t e rp i l o t s c a l ep r o je c t a n dan e w5 0 0 0 m 3 dd y e i n gw a s t e w a t e r f i e l d s c a l ep r o j e c t f r ot h ef i e l d s c a l ep r o j e c t , t h ei n v e s t m e n tc a p i t a lw i l lb ed e c r e a s e d b y1 8 6r m b r o n ，w h i c hg e n e r a t e dap r o f i t o fr m b3 4 0 ，0 0 0p e ry e a rf o rt h e p r o d u c t i o nf a c t o r y t r e a t m e n ta n dr e u s eo fw a s t e w a t e rc a n s a v ew a t e rr e s o u r c e e f f e c t i v e l y , a sw e l la sr e d u c et o t a ld i s c h a r g eo fw a s t e s ，w h i c hh a sg r e a te f f e c to f e n v i r o n m e n t ，e c o n o m ya n ds o c i e t y k e yw o r d s ：d y e i n gw a s t e w a t e r , w a s t e w a t e rr e u s e ，r e u s ew a t e rq u a l i t y , s t a n d a r d ，e c o n o m i ca n a l y s i s i v 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的 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。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本 人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名：嗉：够户、 日期：钓9 年， 月彦d 日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本版权书。 不保密 学位论文作者躲毒i 匦降 指导教师躲 日期：沙馏年f ，月妇 日期：彻伊年c 肋泪 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 1 1 前言 1 绪论 1 9 7 3 年3 月，联合国召开的水资源会议曾庄严宣告“水不久将成为一个深刻 的社会危机，世界上石油危机后的下一个危机。”现在这个危机已来到我们面前， 它已经成为我国经济和社会发展的重要制约因素。水资源的管理、水污染的防治， 水的回用及其对经济、社会发展影响的分析已成为我国政府部门、社会各界关注 的热点【1 捌。 我国的水资源并不丰富，水资源总量为2 8 1 万亿m 3 ，居世界第六位，但人 均水资源却不足世界人均水平的1 4 ，被列为世界十三个人均水资源缺乏的国家 之一。此外，我国人口每年净增约1 5 0 0 万，经济和消费水平几年翻一番，对水 量需求越来越大。在全国6 0 0 多座城市中有3 0 0 多座城市缺水，较严重的有1 1 0 多座，不同程度地影响城市工业和居民的生活。我国最主要的两条河是长江与黄 河，黄河自1 9 7 2 到1 9 9 8 年的2 7 年中有2 1 年出现断流，至1 9 9 7 年一年累计断 流达到2 2 6 天，断流长达7 0 4 公里，占黄河下游河道长度的9 0 。长江支流的一 些地区近两年春夏也出现了大旱，湘江、淮河等流域也出现了持续干旱，直接影 响了航运交通及周边地区之供水。 进入2 1 世纪后，我国的水资源矛盾将进一步加剧，据预测，2 0 3 0 年中国入 口将达到1 6 亿人，届时人均水资源仅有1 7 5 0m 3 ，水已成为制约2 1 世纪中国社 会经济持续发展的重要因素。水危机的另一个表现为水环境危机，这是指由于水 质下降而引发的危机。大量工业废水和生活污水的排放造成的水资源严重损害了 人们的健康和生产的发展，也破坏了生态平衡。据世界卫生组织统计，目前全世 界有2 9 亿人喝不上干净水，每年至少有1 5 0 0 万人死于水污染引起的疾病u j 。为 了解决水危机，世界各国根据自己国情，采取了相应对策，其中开源节流是必选 的途径，而污水治理和回用是其中的重要内容，它既开辟了新的水源，又减少了 对水环境的污染和水生态环境的破坏，是解决水危机的重要战略举措。 中国每年从城市排放的工业废水和生活污水约有4 2 0 亿n 1 3 。这其中，据e i t ( e n v i r o n m e m a l & 1 n t r a s t r u c t u r a lt e c h n o l o g i e si n c ) 评估p j ，约有1o 的废水经 初级处理，另有1 0 废水经二级处理，也就是说，每年排入我国河、湖的经处 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 理过的废水约为8 4 亿m 3 。中国工程院在为国家编制“中国可持续发展水资 源战略”中指1 4 ，当2 0 1 0 年和2 0 3 0 年全国污水治理普及率分别为5 0 和8 0 时，城市污水对水环境的污染负荷并没有明显减弱，这是因为，污水处理率虽然 增加了，但污水排放量增加更快，到2 0 1 0 年，中国城市的污水年排放量估计将 达到6 0 0 亿l n 3 。国内外水环境恢复与再生的实践经验证明，只有污水深度处理 及回用，才能实现健康的水循环，也就是说，仅仅做到污水处理后排放是远远不 够的，必须推进污水深度处理和再生水的有效利用。给水和排水处理应该像人身 上的动脉和静脉循环血液那样，建立起健康的水循环体系，才能拯救水资源，解 决水危机。污水深度处理和回用在经济发达国家己在推广，甚至普及。1 9 9 6 年 日本有1 6 2 处污水处理厂有水再生设备，欧美远早于日本就达到相当高的普及 率，见表1 1 。 表1 - 1 发达国家水深度处理普及率 国家英国德国加拿大美国芬兰瑞典 年份 1 9 9 31 9 9 31 9 9 31 9 9 31 9 9 3 二级处理普及率， 9 69 07 57 17 79 5 深度处理普及率1 24 82 83 06 78 8 我国已经有污水处理后回用于城市生活和工业生产的事例，但目前我国的污 水再利用仍呈零星分布局面，大多是在个别工厂、大楼、住宅小区内实旆小型的 中水回用，回用的范围也仅限于工业冷却、少量市政杂用等低质用水，且基本采 用传统的处理工艺。污水再生利用的发展之路还很漫长。 纺织染整行业是用水大户，又是行业大户。由于我国纺织、印染工艺、产品 档次相对落后，吨产品用水量、废水水质污染程度比发达国家高出很多。我国纺 织工业用水排在各行业第六位，而纺织工业中染整行业用水占8 0 ，印染厂水 回用率仅7 ( 主要是冷却用水等) ，整个纺织行业回用率不足l o ，是全国所 有行业中水回用率最低的行业【1 0 1 。因此节约水资源、提高水的回用率是纺织、印 染行业十分重要而艰巨的任务。 1 2 纺织染整工业概况 1 2 1 纺织染整工业生产情况 进入2 l 世纪，我国纺织工业为适应全球一体化经济发展和加入w t o 后对 纺织产品的高质量高品质要求，经过一系列调整改革和对纺织化学纤维、人造纤 维、印染后整理等行业不断进行技术改造和创新，运用高新技术改造改进传统纺 织品加工工艺技术，促进了纺织品种、品质的不断提高，棉纺、印染、化纤、服 2 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 装等主要行业得到了快速发展。2 0 0 3 年纤维加工总量达到2 0 0 7 万吨，占世界纤 维加工总量的3 0 ，印染布产量达到2 5 1 3 2 亿米( 比2 0 0 1 年增长4 1 1 9 ) ，化 纤产量1 1 8 1 1 4 万吨( 比2 0 0 1 年增长了3 9 。2 7 ) 。全行业产品销售收入达到 1 2 3 4 2 4 6 亿元( 同比增长2 4 6 0 ) ，创造工业增加值3 1 7 6 9 6 亿元( 同比增长 2 2 7 6 ) ，2 0 0 3 年全国纺织品及服装出口创汇额达到8 0 4 8 亿元，一直占我国出 口的2 l 以上，出口量占全球的1 7 。从业人员从1 9 9 6 年的1 1 0 0 万人提升到 约1 9 0 0 万人，对社会稳定有重要作用【5 】。行业人士估计，在十年之内还将连续 有二位数增长，在国际上继续保持我国纺织行业第一大国的地位( 数量上) 。纤 维加工量占全球比重由2 0 0 0 年2 5 提高到2 0 0 5 年的3 6 ，服装、化纤、纱、 丝、布、呢绒世界产量第一。2 0 0 5 年纺织规模以上企业生产情况见表1 2 ： 表1 - 22 0 0 5 年规模以上企业生产情况 名称总量比2 0 0 0 年增长平均增长 销售收入1 9 7 9 4 亿( 2 6 4 0 0 亿) 1 3 7 4 1 8 9 、 纤维加工量2 6 9 0 万吨 9 7 8 1 4 6 化学纤维1 6 2 9 万吨( 涤纶占8 0 )1 3 4 2 1 8 6 棉纱1 4 4 0 万吨1 1 8 2 1 6 9 摘自：发改委i 业 2 0 0 6 1 0 7 2 号纺织工业“十一五”发展纲要。 我国东部沿海地区产业集群带的迅速崛起，浙江、江苏、广东、山东、福建 的印染企业，已融入当地的纺织品服装的产业链，与产业高集群度互动推动了我 国印染业的快速发展，并整体向这些地区集中。最新统计数据显示：截止到2 0 0 3 年1 1 月底这些地区的产量已占到全国印染布总产量的8 6 3 3 ，增速明显，后劲 十足。尤其是以绍兴和杭州箫山区为主的浙江省印染业发展最快，印染布产量已 达1 1 0 8 2 亿米、同比增长2 3 9 6 ，占全国总产量的近一半，即4 9 5 4 。 伴随着纺织行业的高速发展，纺织工业废水、废物量的产生也明显大量增加， 加重了我们综合治理难度和负担。从水环境治理角度看，由于许多有机染料和化 学药品不断被开发应用于纺织品加工工艺，许多聚合化学物质广泛被用于生产纺 织产品及其加工过程，无疑给纺织工业废水治理增加了新的难度，提出了更高要 求，更是对我国纺织行业实现清洁生产带来严峻挑战，严重影响纺织工业实现可 持续发展进程。 1 2 2 纺织染整废水排放情况 纺织工业是用水量较大的工业部门之一，无论从单位产品的耗水量或全行业 用水总量来说均如此。同时纺织工业也是我国工业的排污大户，尤以各种产品生 产过程中排放的各种印染废水造成的污染最为严重。据1 9 9 1 年统计，纺织工业 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 排放的需治理的废水量为7 5 亿，其中印染废水量就占8 0 。1 9 9 4 年汇总纺织工 业企业5 9 5 1 个( 占我国纺织工业独立核算企业2 5 ) ，工业废水排放总量1 2 2 亿 立方米。据估计，目前我国工业年用水量超过4 0 亿立方米，其中8 5 的水量以 废水的形式排放。单纯的纺织工业用水量将近8 亿立方米，主要用于生产过程中 的空调用水、工艺用水、洗涤用水和大量的工业企业职工生活用水等。在各种纤 维织物通过纺纱、织造、印花和染色加工过程，排放的废水中以印染废水排放水 量最大，排放的污染物总量最多。 作为耗水量极大的产业，伴随着纺织工业快速发展，在水污染方面面临的形 势也愈加严峻。进入2 1 世纪，我国纺织工业经过一系列调整改革和对纺织化学 纤维、人造纤维、印染后整理等行业不断进行的技术改造和创新，促进了纺织品 种、品质的不断提高，棉纺、印染、化纤、服装等主要行业得到了快速发展，而 这种发展也加剧了水污染的态势。 在资源耗用量加大和废水成分日趋复杂的共同影响下，纺织工业的污水问题 日益显著。据有关资料【6 j 阐述，在我国，纺织行业废水排放总量是继冶金、化工、 食品等重污染行业之后排位第六。2 0 0 2 年废水排放总量达到2 6 1 1 7 1 万吨，为1 9 9 5 年的2 2 4 倍，年均增长8 4 。表1 3 为我国纺织工业废水排放情况表。 表1 - 3 中国纺织工业废水排放情况( 单位：万吨) 废水排放类别 1 9 9 5 年1 9 9 7 焦2 0 0 0 年2 0 0 1 年2 0 0 2 年 废水排放总量 1 1 6 4 2 52 8 7 7 8 12 3 2 0 3 92 6 2 9 4 02 6 1 1 7 1 直接排海量 1 8 8 26 8 5 79 4 2 15 5 7 12 6 5 7 直接排入污水集中处理水量 9 9 4 l5 8 8 0 38 4 8 1 5 废水排放达标量 7 1 7 5 96 6 6 1 79 7 8 9 11 2 1 5 6 51 2 8 1 3 7 捅自：国冢环境保护总局中国环境年鉴2 0 0 4 纺织工业废水主要产生于印染和化纤两个行业，其中以印染废水污染最为严 重，占到整个行业废水排放的8 0 。印染废水中主要含有纤维、纺织浆料、各 种染料、化学助剂、表面活性剂和整理剂。目前染料品种已近5 0 0 种，世界染料 年产量已达8 0 0 9 0 0 x 1 0 3 吨，我国染料年产量为1 5 0 x 1 0 3 吨，居世界前列【7 j 。棉 制品的印染耗水达3 0 0 l k g 以上【5 】【6 1 。除少量蒸发外，大部分成为废水。印染过 程中2 的纤维与1 0 2 0 染料都进入了排水，印染废水成分复杂，颜色深， c o d 浓度可达数千甚至上万m g l ，非常难以生化降解。据有关不完全统计，仅 印染行业的年耗水总量就超过1 0 0 亿吨。不仅耗水多，而且因其废水成分复杂多 变、色度深、碱性大，处理难度很大。每排放1 吨印染废水将污染2 0 吨清洁水 体 8 】【9 1 。 目前我国印染发达地区，水污染普遍较重，虽然因素很多，不可否认印染废 水是重要原因之一。据统计【5 】【1 0 1 ，我国具有一定规模生产能力的、有统计资料的 4 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 印染织物总量2 0 0 3 年为2 9 0 亿米，加上未能统计的小型印染厂，估计总印染量 为3 2 0 亿米。按平均染整1 0 0 米织物产生废水5 吨计，全国约为1 6 亿吨年。 1 2 3 纺织染整废水危害 纺织工业在生产过程中排放较大量的废水和一定量的废气和废渣等污染物， 对环境产生污染，其中以印染行业生产过程中排放的废水对环境的污染最为严 重。印染废水是纺织工业的主要污染源，不仅排放废水量大，而且污染物总量也 多。印染废水中的污染物质，主要来自纤维材料、纺织用浆料和印染加工所使用 的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。从印染加工工艺来看，印染废水 主要由退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水组成， 具有高浓度、高色度、高p h 值、难降解、多变化五大特征。由此可见，印染废 水是一种高强度的环境污染源，如不加处理而直接排放，将对周围水环境造成严 重污染。 、 由于印染工业涉及到许多有害化学药品，这类废水有机物含量高、色度深、 成分杂、有害物质含量高、对水体会造成严重危害，纺织印染废水对环境和人类 的危害引起了越来越多人的关注。印染废水的危害程度依所含污染物的不同可分 为5 级，1 级最轻微，5 级最严重【1 l 】，如表1 4 所示。 表1 - 4 印染废水污染危害程度 危害程度污染种类污染物 一般污染物，相对 1 酸、碱、盐、氧化剂 无害 中等至高b o d 但易 淀粉浆料、植物油、脂肪、蜡质、可被生物降解表面活 2 性剂、低分子有机酸( 甲酸、乙酸) 、还原剂( 硫化物、亚 生物降解 硝酸盐) 染料和聚合物难以染料和荧光增白剂、绝大多数纤维及聚合物杂质、聚丙 3 生物降解烯酸染料、合成高聚物整理剂、硅酮 中等b o d 难以生物羊毛脂、聚乙烯醇浆料、淀粉醚和酯、无机油、拒生物 4 降解降解的表面活性剂、阴离子型和非离子型表面活性剂 很小b o d ，但不能甲醛、n 甲基反应物、阳离子缓染剂和柔软剂、有机金 5 用传统生化法处理 属、络合物、重金属盐( 铬、铜、汞、锅、锑) 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【1 2 1 ，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。有些染料、固 色剂、媒染剂、氧化剂等含有有害重金属离子，它们在自然界中能长期存在，并 5 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 通过食物链等危及人体健康，如c 玎( v i ) 己被确认能致癌，汞能毒害人的神经系统， 使脑部受损。世界上八大公害事件中的水误病事件就是汞中毒所致，痛痛病事 件则是由镉引起的。一般的酸、碱、盐等相对无害，但许多含氮、磷的化合物排 放后会使水体富营养化，藻类疯长，鱼类难以生存。 从纺织工业的快速发展到污水的泛滥，从水质型缺水到工厂的停产，污染型 经济已经形成了一种恶性循环。但是资源给人破坏的承受力是有限的，如果有一 天这个恶性循环的生产链条中的某一个环节发生断裂，可能给整个经济带来沉重 的打击和破坏。目前，中国纺织工业在高速发展的同时，实际上也是在加速这种 恶性循环，中国纺织工业水污染形势之紧迫已经到了刻不容缓的地步。 1 3 纺织染整废水水质概况 1 3 1 废水污染物质的来源 印染废水，即纤维织物在染色、印花、整理过程中所产生的废水，主要含有 纤维、各类纺织浆料染料、化学助剂等，其中的一些浆料和染料的高浓度矿物盐 和有机化合物含量很高( 特别是偶氮染料) 。印染基本工序及其污染物排放情况 如图1 1 所示 1 3 1 5 】： 废水 稀浆 浆料分解物 如葡萄糖 表面活性剂 油、蜡 废气、颜料 表面活性剂 盐 氢氧化钠 废染料 化学剂 表面活性剂 废化学剂 表面活性剂 工序输入 氢氧化钠 清洁剂 双氧水、氯 次氯酸、碱 染料、表面活性剂 化学剂 软剂、淀粉 化学剂 图1 - 1 印染基本工序及其污染物排放情况 6 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 印染布是由棉、麻、人造纤维、合成纤维等纤维材料纺织而成，其中棉、麻 含有共生杂质，如半纤维、果胶质、油脂、蜡质；人造纤维、合成纤维含有加工 油剂和低聚物，这些前处理过程中被处理后溶入废水成为污染源之一。 印染布在织造时需要上浆，所用的浆料种类很多，如淀粉类、丙烯酸类、p v a 类等。这些浆料对织造起到保证质量的作用，但对印染加工则有较大的影响，故 在印染加工前必须处理除去。天然的淀粉类浆料，处理后形成b o d 高的废水； 丙烯酸和p v a 类浆料，处理后形成c o d 高的废水，这是重要的污染源之一。 印染生产中使用各种染料，这些染料具有不同的结构和性质，同时由于加工 方法的不同，各种纤维所使用的染料不能全部上染到纤维上去，有部分染料会留 在残液中，成为有色废水，这是印染废水污染源之一： 印染生产中需用大量的化学药剂( 如酸、碱、氧化剂、还原剂、盐类等) 、 多种助剂( 如渗透剂、扩散剂、助溶剂、乳化剂等) ，这些化学药剂和助剂在印 染加工后，大都进入废水，是印染废水的污染源之一。 已经印染到织物上去的染料，为了保证其质量，一般在工艺中都需采用洗涤 剂充分洗涤，所用的洗涤剂和洗涤助剂，在使用后随残液进入废水，成为主要的 污染源之一。一般在印染废水中，c o d c ，污染的主要来源是助剂等，而色度污染 的主要来源是染料。 不同纤维的织物使用不同染料和化学药剂，其中主要纤维品种的常用染料见 表1 5 。 表1 5 主要纤维品种的常用染料 纤维品种常用染料 纤维素纤维( 棉纤 维、粘胶纤维、麻纤 活性染料、直接染料、暂溶性还原染料、还原染料、硫化染料 维及其混纺产品) 毛酸性染料、酸性媒染、酸性含煤染料 幺幺 直接染料、酸性染料、酸性含酶染料和活性染料 涤纶分散染料、不溶性偶氮染料 涤棉混纺分散还原染料、分散不溶性偶氮染料 腈纶 阳离子染料( 如碱性染料) 、分散染料 腈纶羊毛混纺阳离子染料与酸| 生染料先后分浴染色 维纶还原染料、硫化染料、直接染料、酸性含酶染料 锦纶酸性染料、分散染料、酸陛含酶染料、活j i 生染料 织物采用染料及化学药剂见表1 - 6 ： 7 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 表l _ 6 织物采用染料及化学药剂 染料品种使用的主要化学药剂 直接染料硫酸钠、碳酸钠、食盐、硫酸铜、表面活性剂 硫化染料硫化碱、食盐、硫酸钠、双氧水 分散染料保险粉、水杨酸酯、苯甲酸、邻苯基苯酚、氯化苯、表面活性剂 酸性染料硫酸钠、醋酸钠、丹宁酸、吐酒石、苯酚、间二苯酚、醋酸 不溶性偶氮染料烧碱、太古油、纯碱、亚硫酸钠、盐酸、醋酸钠 阳离子染料醋酸、醋酸钠、尿素、表面活性剂 还原染料烧碱、保险粉、双氧水、醋酸 活性染料尿素、纯碱、碳酸氢钠、硫酸铵、表面活性剂 酸性染料醋酸、无明粉、重铬酸钾、表面活性剂 在织造过程中，轻纱必须上浆，但在染整过程中浆料又需除去( 即“退浆”) 。 退浆废水是染整废水中浆料的主要来源，带入了大量b o d 5 及c o d 。另外，在 印花及整理过程中也要使用浆料。 1 3 2 纺织染整废水的水质特征 纺织印染废水水质成分变化十分复杂，水体色度深，c o d c ，浓度可达数千甚 至上万m g l ，b o d 5 和c o d c ，比值低，非常难以生化降解。染整是对纺织材料 ( 纤维、纱线和织物) 进行以化学处理为主的工艺过程。染整包括预处理、染色、 印花和整理等。预处理亦称炼漂，主要是除去纺织材料上的杂质，使后续的染色、 印花、整理加工得以顺利进行。染色是通过染料和纤维发生物理的或化学的结合 而使纺织材料具有一定的颜色。印花是用色浆在织物上获得彩色花纹图案。整理 是通过物理作用或使用化学药剂改进织物的光泽、形态等外观，提高织物的服用 性能。印染废水主要来之于其生产加工过程中的各个环节，其产生过程和水质特 点特性如表1 7 所示l 1 6 - 1 9 ： 退浆过程的废水量少，但污染较重，是染整废水有机物的重要来源。纯棉如 织物用淀粉浆料，此时退浆废水的b o d 5 可占整个染整废水的b o d 的近一半。 当用p v a 和丙烯酸类时，b o d 虽下降但c o d c ，上升，退浆废水的c o d 从原来 的7 0 0 0 - - 1 0 0 0 0 m g l 上升到3 0 0 0 0 - - 4 0 0 0 0 m g l ，处理更困难，需要实行清洁生 产，回收浆料，减轻后处理工艺的负担。煮炼在退浆后进行，采用热碱液和表面 活性剂去除纤维所含油脂、蜡质、果胶等杂质，致使废水呈碱性并带褐色。其 c o d 、b o d 5 值很高，达数千m g l 。漂白是用次氯酸钠、亚氨酸钠、双氧水等氧 化剂去除纤维中色度，其水量大，污染较轻。为提高纤维光泽和对染料吸收，棉 8 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 麻等纤维素纤维的纱线和织物一般需经丝光处理，( 即用烧碱浴液处理) 。从丝光 处理工序排出淡碱液，可用多效蒸发等方法回收，但仍有相当部分废碱液作为废 水排放，故丝光废水p h 高达1 2 - 1 3 。 表1 7 印染过程各环节废水特点特性 工艺类别废水类别废 水 特性 退浆废水有机废水，c o d 很高，约占印染废水的4 5 左右 煮炼废水 污染物浓度高，呈强碱性，b o d 和c o d 值较高 漂染工艺过程 漂白废水水量大，污染程度较轻，可直接排放或循环再用 丝光废水碱性较强，b o d 、c o d 、s s 比较高 染色废水水量较大，强碱性，色度高，可生化性较差 染色、印花工艺过程皂洗废水水量较大，碱性大 印花废水色度高，污染物浓度较高，b o d 和c o d 都较高 罄理t 劳i , - t 稗 整理废水水量较小，对全厂混合废水的水质水量有一定影响 不同的纤维原料需要不同染料、助剂、染色方法、染料上染性能，染料浓度， 染色设备和规模亦不同，故染色废水性质变化较大。一般染色废水碱性都很强， 色泽也较深。染色废水c o d 比b o d 高较多，可生化性差。在织物印花过程中， 主要废水源为配色调浆、印花滚筒、印花筛网的冲洗废水，以及印花布后处理时 皂洗，水洗废水。由于印花色浆中，浆料量比染料量多几倍到几十倍，故印花废 水中除染料、助剂等污染物，还含大量染料，b o d 、c o d 均较高。整理废水含 纤维屑、树脂甲醛、油剂和浆料等，但水量小，故对染整废水影响较小。 由于废水中的污染物是多种多样的，其物理和化学性能各不相同，它们在废 水中存在的形式有：水溶性、非水溶性、固态悬浮物、溶解性气体。污染物在废 水中的浓度根据不同废水而不同，在回收价值上也有差异。为了使废水达到排放 水质的要求，对于不同的污染物有不同的处理方法。 1 4 纺织染整废水处理方法综述 纺织印染废水既含有剩余染料，又含有相当量的助剂及纤维上被去除的各种 天然有机污染物和人工合成的有机污染物。因此，印染废水总体上属于含有一定 色度、一定量难生物降解物质的有机性废水。针对不同类型的印染废水，在实际 中常用的方法有：物理法、化学处理法和生物处理法。 1 4 1 物理处理技术 废水处理常用的物理法有过滤法、气浮法、沉淀法、磁分离法以及膜分离法 9 纺织染整废水的再生利用研究与回用水水质标准的制定 等方法。过滤法和沉淀法可以去除污水中的颗粒悬浮物，常作为废水治理的预处 理。气浮法是常用的工业净水方法。j a n gy e u n h o n g