（环境工程专业论文）针织印染废水处理回用技术研究.pdf

针织印染废水处理回用技术研究 摘要 本课题基于棉针织产品的印染生产工艺，对印染污水回用技术展开研究。研究 内容包括：污水分流方案的确定和优化、回用污水厂的工艺路线研究、回用水质 的生产适用性研究和回用技术的经济分析。 织物印染加工中，煮炼、漂白、染色工序用水量小，但排水水质污染严重；而 洗涤环节用水量大，排水水质污染程度较轻，有处理回用的潜力。据此，本项目 提出分流处理印染废水并回用的节水方案：分流污染程度较重的煮炼、漂白、染 色、初步洗涤工序出水，排至综合污水厂处理后达标排放；收纳污染程度较轻的 后续洗涤污水进入回用污水厂，经处理净化后回用于织物染色生产。 以印染行业生产用水质量标准为依据，结合洗涤污水水质条件，拟定合理的回 用水质量标准。以该水质标准要求为依据，确定了回用污水厂的工艺路线：二级 生物处理+ 深度处理。通过小试实验，验证了工艺路线是可行的，能有效地将洗涤 污水净化达到回用水质量的要求。 在小试实验的基础上，通过对企业原有污水厂的改造，建立了一个规模为 3 0 0 m 3 d 的中试回用污水工程，研究和优化净化工艺路线的设计和运行参数，并开 展回用水质对织物染色生产质量的影响性评价。通过中试回用工程的研究，获得 了净化系统的系列设计参数；收集了有关水力负荷、污染物负荷( c o d 、碱度) 、 搅拌方式、曝气量、水体温度等运行条件影响的资料，为大型工程的设计和管理 提供依据。 通过小试和中试的研究，回用污水厂工艺路线得到了认可，处理系统能有效地 将洗涤污水净化达到回用水质量的要求。接下来着重探讨回用水质量对织物染色 生产的适用性，通过水质分析，筛选了两个可能影响染色产品质量的水质指标： p h 值和盐度( 硫酸钠) 。选用织物染色质量的评价指标：色差、皂洗色牢度和摩 擦色牢度。设计选用合理的分流方案，通过回用污水厂的净化，控制其他水质指 标基本恒定，分别考察p h 值和盐度对织物染色质量的影响。证实p h 值高于8 5 时，产品的色牢度下降，色差正常。要求回用水的p h 值低于8 5 ，最好为中性， 从而不影响产品质量：在积累范围内，盐度对产品质量影响不明显，色差和色牢 度正常。从而为企业科学使用回用水提供指导。 回用污水厂的规模或回用率是回用技术工程经济分析的基础，回用率的取值受 到污水净化技术层面和企业生产、发展层面双重因素的制约。中试实验从净化技 术层面因素出发，限定回用率在6 6 以下；通过对企业生产特点和发展计划的调查 分析，结合净化技术层面因素，进一步将回用率限定在5 0 。当回用污水厂的规模 确定后，回用技术工程的经济分析就可以开展。通过估算工程的一次性费用、运 行成本和节约费用，综合分析得：回用工程在第二个生产年度即可实现盈利，回 用技术推广前景十分光明。 通过净化工艺研究、回用水质适用性研究和经济分析，从技术和经济两个方面 来证明了印染污水回用技术的可行性。这些工作将有利于回用技术的推广，为印 染企业创造经济效益，同时减少污染，创造良好的社会效益和环境效益。 关键字：织物；印染污水；分流方案；污水净化；回用分析；经济分析 a b s t r a c t b a s e do nt h ed y e i n ga n df i n i s h i n gp r o c e s so ft h ec o t t o nk n i t t i n gt e x t i l e ，r e s e a r c h t h er e c y c l et e c h n i q u e so ft h ed y e i n ga n df i n i s h i n ge f f l u e n t s 1 1 1 es t u d yi n c l u d i n g d e s i g n i n ga n do p t i m i z i n gt h ed i s t r i b u t a r ya r r a n g e m e n to ft h ee f f l u e n t s ，r e s e a r c ho nt h e p u r i f y i n gp r o c e d u r eo ft h ew a s t ew a t e rt r e a t m e n ta n do nt h ea p p l i c a t i o no ft r e a t e d w a t e rf o rr e c y c l e a n de c o n o m i ca n a l y s i so ft h er e c y c l et e c h n i q u e si sa l s oi n v o l v e di n t h er e s e a r c h i nt h ed y e i n ga n df i n i s h i n gp r o c e s s ，t h es e c t i o n s ，b o i l i n g , w h i t e n i n ga n dd y e i n g , u s eas i n a i lp e r c e n t a g eo fw a t e rw h i c hw o u l db es e r i o u s l yp o l l u t e dd u r i n gt h e p r o d u c i n g b u tt h ew a s h i n gs e c t i o nr e q u i r e sag r e a tm o r ed e a lo f w a t e rt h a tw o u l db e s l i g h t l yp o l l u t e da n dh a v ep o t e n t i a lf o rr e c y c l ea f t e rt ob et r e a t e d a c c o r d i n gt ot h e w a t e rq u a l i t yo ft h ee f f l u e n t s ，w ep u tf o r w a r dd r a i n a g ed i s t r i b u t a r ya r r a n g e m e n tf o r r e c y c l et h a tc o l l e c tt h es e r i o u s l yp o l l u t e de f f l u e n t sa n df e e d i n gt h e mt oap u b l i cw a s t e w a t e rf a c t o r yf o rt r e a t m e n ta n dd r a i n a g e c o r r e s p o n d i n g l y , c o l l e c tt h ew a s h i n g e f f l u e n t st ot h er e c y c l et r e a t m e n tp u r i f y i n ga n dr e c y c l i n g a c c o r d i n gt o t h ew a t e rq u a l i t ys t a n d a r df o rd y e i n ga n df i n i s h i n gi n d u s t r y , c o m b i n e d1 7 l ，i n lw a s h i n gw a t e rq u a l i t y , w em a po u ta na c c e p t a b l ew a t e rq u a l i t y r e q u i r e m e n tf o rr e c y c l e b a s e do nt h er e q u i r e m e n t , d e s i g nt h ep u r i f y i n gp r o c e d u r ef o r t r e a t m e n tt h a ti sc o m p o s e db yt w o - u n i t so fb i o l o g i c a lt r e a t m e n ta n dd e e p - s e a t e d p u r l f y i n gt r e a t m e n t a f t e rl a b - t e s t i n g ，t h ep u r i f y i n gp r o c e d u r ep r o v e dt ob ef e a s i b l e f o rt r e a t i n gt h ew a s h i n gw a t e rt om e e tt h er e c y c l ed e m a n d c o n s e q u e n t l y , e s t a b l i s har e c y c l et r e a t m e n ti ns i z eo f3 0 0 m 3 db yr e c o n s t r u c t i n ga l l o l dw a s t ew a t e rf a c t o r y w ec a l li tm i d t e s t i n gt r e a t m e n t a n dt h e n , w ec a l lr e s e a r c h a n do p t i m i z et h ed e s i g na n do p e r a t i o np a r a m e t e ro f t h er e c y c l et r e a t m e n t b ys t u d y i n g o nt h em i d - t e s t i n gp r o j e c t ，a c h i e v es o m em e a n i n g f u lp r o j e c td e s i g ni n f o r m a t i o n m e a n w h i l e , w ea l s oc o l l e c tal o to fo p e r a t i o nd a t ac o n c e r n i n ga b o u tf l u xl o a d , p o l l u t i o nl o a d ，m i x t u r em o d e ，a i r - w a t e rr a t i oa n dw a t e rt e m p e r a t u r e a l lt h o s e i n f o r m a t i o nw o u l db eas e to fv a l u a b l eg u i d e l i n e st od e s i g na n do p e r a t eab i gs c a l eo f r e u s ep r o j e c t r e s u l t sf r o ml a b - t e s t i n ga n dm i d t e s t i n gi n d i c a t et h ef e a s i b i l i t yo fp u r i f y i n g p r o c e d u r e n e x t ，w ew o u l dp a ya t t e n t i o nt ot h ea p p l i c a b i l i t yo ft r e a t e dw a t e rf o r r e c y c l i n gt ot h ed y e i n ga n df i n i s h i n gp r o d u c i n g w ec h o o s et w ow a t e rq u a l i t yi n d e x e s ， p ha n ds a l tc o n t e n t ，w h i c hm i g h th a v ep o t e n t i a ln e g a t i v ei m p a c to np r o d u c t i o nq u a l i t y t h a tc a nb ee x p r e s s e db yi n d i c a t o r sc o l o ra b e r r a t i o na n df a s t n e s s b yp u ti n t of o r c et h e w a t e rp u r i f y i n g ，c o m b i n e dw i t hw a t e rd i s t r i b u t a r y , o t h e rw a t e rq u a l i t yi n d e x e sc a l lb e c o n t r o lt ob ei n v a r i a b l et h a tw o u l db eh e l p f u lf o rr e s e a r c h i n gt h ei m p a c to f p ha n d s a l tc o n t e n to np r o d u c t i o nq u a l i t y w es t u d yt h ei m p a c to fp ha n ds a l tc o n t e n t r e s p e c t i v e l y t h er e s u l ti st h a tt h ep r o d u c t i o nc o l o rf a s t n e s sw o u l dd r o pw h e np hi s h i g h e rt h a n8 5 ，b u tt h ec o l o ra b e r r a t i o ni sa c c e p t a b l e s ow ea d v i c et h ep ho ft h e t r e a t e dw a t e rs h o u l db el o w e rt h a n8 5 ，a n de q u a lt o7i sb e t t e r o nt h eo t h e rh a n d ， u n d e rt h ea c c u m u l a t i o nr a n g e ，s a l tc o n t e n th a v en on e g a t i v ei m p a c to np r o d u c t i o n q u a l i t y a 1 1t h e s es t u d yi n f o r m a t i o nc o u l da l s ob e t h ed i r e c t i o nt o u s ee m u e n t r e c y c l et e c h n i q u e sf o rd y e i n ga n df i n i s h i n ge n t e r p r i s e s a st h eb a s i cf a c t o rf o re c o n o m i ca n a l y s i s ，t h er e c y c l ep r o j e c ts i z ei sd o t e r m i n e db y r e c y c l et e c h n i q u e sa n dp r o d u c i n gc h a r a c t e r so ft h ee n t e r p r i s e a c c o r d i n gt or e c y c l e e x p e r i m e n tr e s u l t ，c o m b i n e dw i t ht h ep r o d u c i n gc h a r a c t e r sa n dd e v e l o p m e n tp l a no f t h ee n t e r p r i s e ，a na c c e p t a b l er e c y c l er a t e ，5 0 ，i sg o t s oi st h er e c y c l ep r o j e c ts i z e b a s e do nt h ep r o j e c ts i z e , t h ec o s ta n dt h es a v i n gc o u l db ec a l c u l a t e da n dab i g a m o u n to fs a v i n gi st h er e s u l t i ti sc l e a rt h a tt h ep o p u l a r i t yo ft h ee 御u e n t sr e c y c l e t e c h n i q u e sw i l lh a v eab r i g h tf u t u r e t h er e s e a r c h0 1 1t r e a t m e n tp r o c e s sa n da p p l i c a b i l i t yo ft r e a t e dw a t e rf o rr e c y c l e ， c o m b i n e dw i t he c o n o m i ca n a l y s i s ，t e s t i f yt h ef e a s i b i l i t yo ft h ee f f l u e n t sr e c y c l e t e c h n i q u e s t h ew h o l es t u d yw o u l db eh e l p f u lt op o p u l a r i z et h er e c y c l et e c h n i q u e st h a t w o u l dc r e a t ec o n s i d e r a b l ep r o f i tf o re n t e r p r i s e m e a n w h i l e , t h ep o p u l a r i t yo fr e c y c l e t e c h n i q u e sw o u l dh e l pl e s s e nt h ep o l l u t i o nc a u s e db yd y e i n ga n df m i s h i n ge n t e r p r i s e s t h a tc o u l dc r e a t e sc o n s i d e r a b l eb e n e f i tf o rs o c i e t ya n de n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：t e x t i l e ；d y e i n ga n df i n i s h i n ge f f l u e n t ；e f f l u e n td i s t r i b u t a r y ；w a s t ew a t e r t r e a t m e n t ；a n a l y s i so nr e c y c l e ；e c o n o m i ca n a l y s i s 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我格守学术道德，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己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：c 弓象爪 e l 期：孰阿7 i i ；口 附件二： 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。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 | 不保矧 学位论文作者签各：o 马汞寻 e t 期：即7 ，弓口 指导教师签名 e i e t 剪i ：似矽占，为 针织印染废水处理回用技术研究 第一章棉纺印染产品生产工艺和污水处理回用技术概论 1 1 棉纺印染产品生产工艺 纯棉和棉混纺产品，根据其织造方法不同，可分为两大类，即机织产品和针织 产品。从污染物产生量分析，机织产品在纺纱和织造过程中经纱需要上浆料，而针 织产品的纱线则不需浆料，由于浆料对印染废水水质影响较大，下面对机织产品染 色工艺和针织产品染色工艺分别进行叙述。 1 1 1 棉机织产品的染色工艺 ( 1 ) 纯棉或棉混纺织物染色生产工艺，见图1 - - 1 。 烧烧烧染料 成品 炼漂废水 染色废水 图1 1 纯棉或棉混纺织物染色生产工艺 ( 2 ) 纯棉或棉混纺织物漂白生产工艺，见图1 - - 2 烧烧 成品 漂炼废水 图1 2 纯棉或棉混纺织物漂白生产工艺 在上述生产工艺中，烧毛是使织物迅速通过火焰( 煤气或远红外线) 烧去布面 上绒毛使布面美观，防止印花和染色产生着色不均匀心1 。 退浆主要是为去除织造过程中加在经纱上的浆料，使纤维更好地与染料亲和， 同时也可去除织物纤维中部分天然杂质。退浆又分为酶法退浆和碱法退浆，前者多 用于纯棉织物，后者多用于棉纱混织物。由于目前棉混纺织物上浆多用聚乙烯醇 针织印染废水处理回用技术研究 ( p v a ) 及部分变性淀粉，因此退浆废水中含有大量浆料( p v a ) ，据测定p v a 其c o 阢 值为1 0 0 0 0 m g l ，而b o d 5 仅为2 0 3 0 m g l ，是一种较难生物降解的物质。 煮炼是将织物放在高温碱液中蒸煮，以去除在退浆后残留在织物上较大量的天 然杂质( 胶状物质、果胶物质等) ，并使织物具有较好的吸水性，便于印染过程中染 料的吸附与扩散。煮炼剂主要是烧碱，为提高煮炼效果，还需投加表面活性剂，加 入硅酸钠和亚硫酸氢钠等助剂。煮炼残液一般为黑褐色，p h 值高，有机污染物浓度 高。 丝光是使织物在一定张力作用下用浓碱液处理，使纤维膨化、纱线纹路排序整 齐，增加光泽，增加织物对染料的吸附能力。丝光液一般为定量补充，连续使用。 漂白的目的是去除织物上的色素，增加织物的白度，还可继续去除残留的蜡质 及含氮物质等。对印花布和漂白布产品的漂白一般是用次氯酸钠及过氧化氢二道漂 白工序以保证产品质量。漂白工序排放的废水，污染物含量及色度较低。 染色是要使织物染色均匀，需将染料、各种助剂，配制成各种不同的染液，在 不同的温度下对织物进行染色，染色过程是以水为媒介，在湿法中进行。染色过程 中排放一定量的染色残液及相应的漂洗废水，染色废水含有一定量的色度及有机污 染物凹1 。 1 1 2 棉针织产品生产工艺 ( 1 ) 棉针织产品的织造 针织产品是由一根根纱线变成线圈互相吊套连接而成的心1 。它不像机织产品尺 寸稳定，其纵横尺寸都可伸缩，尺寸不稳定，有较大的延伸性。 针织用纱由于要形成圈，必须柔软，而且粘度要小，固针织用纱不需上浆。针 织坯布是由纱线通过经编机和纬编机完成的。 ( 2 ) 棉针织产品的染色工艺， 烧 见图l 一3 烧染料 炼漂废水 图l 一3 棉针织产品的染色工艺 2 染色废水 成品 针织印染废水处理回用技术研究 1 1 3 棉印染产品污染物的来源、特性 纺织印染行业的废水治理主要集中在生产不同纤维产品的印染企业中。我国印 染企业主要采用以水为媒介的湿法加工工艺，生产中使用较大量的清洁水，排放出 较大量的含有一定色度及不同污染物含量的有害废水。这种废水如不进行治理，则 会对受纳水体产生较大的有机性污染，并带有使人感官所不愉快的各种颜色，使水 体的生态系统产生较大的破坏。因此，印染废水的治理受到了广泛重视h 1 。 棉及棉混纺印染产品，其加工过程中排放的废水中污染物主要来自下述几方面： ( 1 ) 天然纤维本身杂质；( 2 ) 制造过程中坯布上面的浆料；( 3 ) 染色过程中剩余的染料及 相应的助剂喳1 。 棉天然纤维本身所含的蜡质、果胶、半纤维素等物质经过退浆、煮炼、丝光、 漂白等工序( 这些工序又总称为前处理) ，被逐渐从纤维上清除掉而排放到废水中， 这些物质基本上是天然有机物，棉混纺织物中的化学纤维本身含杂质极少( 只含少 量抗静电剂等物质) 。织物上所含的的天然浆料和化学浆料，经过退浆工序，也绝大 部分被去除而残存到废水中。织物上浆是织造过程的需要，而在印花和染色之前， 为了使染料和色浆更好地与纤维结合，又必须将桨料从织物上清除掉。退浆、煮炼 废水中含有人工合成有机物和天然有机物1 。 染料在织物染色过程中用量一般通过小型试验确定。由于各种染料的上染率不 同、染料产品质量不同，以及为了防止织物出现色差，染料剩余则是必然的。由于 产品质量的要求较严格，染料的投配量控制较严格n 1 。 染料几乎全是大分子量的多环芳香族结构的化合物，而且具有一定的耐破坏性。 染色过程中投加的各种助剂，基本上是为直链有机物，其主要为使染料更均匀 地渗透到织物中，并使染料与纤维更好地结合。染色过程完成后，其全部排放到废 水中，因此，染色废水中的污染物主要为不同形态的人工合成有机物伸1 。 印花可视为局部染色，印花是将染料及相关助剂在粘合剂作用下，印在织物上 面，再经过汽蒸、固色，将浮色及浮浆洗掉后排入废水中，这些浮色、浮浆主要是 人工合成有机物。不过，印花废水水量很少。 织物经过印花和染色后，一般需经过整理，以使产品更具有挺括、光滑感。整 理过程基本不用水，也无废水产生阳1 。 从上面分析看出，棉及棉混纺织物在染色和印花过程中排放的废水( 包括前处 3 针织印染废水处理回用技术研究 理工序、染色或印花及后整理工序) 均为有机性废水，废水主要成分为人工合成有 机物及部分天然有机物，并含有一定量难生物降解物质m 1 。 1 1 4 纺织印染废水治理的基本路线 自1 9 7 0 年代中期开始，东部沿海纺织印染企业开展了印染废水治理的科研和生 产性试验n 。其后一些企业陆续兴建了废水治理工程，主要是以好氧生物处理为主。 但是后来，由于我国化纤工业的快速发展，天然纤维和化纤纤维按不同比例混纺织 物数量的增加，使印染过程排放的废水水质也在不断变化，废水的可生物降解性能 也在不断变化。1 9 8 0 年代，又开发出以厌氧一好氧生物治理技术为主的治理工艺。 由于印染废水浓度不是最高，因此，在厌氧处理过程中，没有采用完全厌氧工艺， 而是采用厌氧消化工艺的第一阶段，即厌氧水解酸化工艺。该工艺不以产气为主， 而是以破坏难生物处理的大分子和环状分子结构为主，并适当改善废水的可生物降 解性能n2 1 。但是，随着难生物降解物质浓度增加，以及环境质量标准不断提高，单 纯的生物处理难以实现达标排放要求，并由于经生物处理后废水中有机物浓度不很 高，可再采用物理化学方法继续处理，即可满足达标排放要求n3 1 。这种以生物处理 为主，再辅以物理化学处理技术相结合的综合治理技术，是“印染废水处理技术政 策 中推荐的治理工艺流程1 。 印染废水治理工艺流程中，是由若干个不同作用的治理单元组成的，为了满足 流程的处理效果，要求各个单元均应发挥其应有的作用和去除污染物的能力。由于 纺织印染企业产品生产的多样性及生产工艺的多变性，使排放的印染废水也处于经 常变化之中。 前面已经介绍过的纺织印染生产工艺是指生产过程中对各类纺织材料进行物理 和化学处理的总称。它包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程。上述 各过程产生的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、 一定量的难生物降解物质的有机性废水n 。 但是印染废水处理工艺流程中，各个工艺单元又需要相对稳定的工作状况，废 水水质和水量的变化将对其运行状况产生冲击，因此印染废水水质和水量的调节是 必须的，特别是废水水质的调节尤其重要。在印染废水处理工艺流程中均设有调节 池，而且保证一定的调节时间。 4 针织印染废水处理回用技术研究 由于印染废水属于有机性废水，采用生物处理方法具有较好的效果。只要供给 其一定量空气，印染废水中的有机污染物作为微生物的营养源，将被不断吸附、氧 化、分解，经过沉淀分离，从而达到不断去除污染物的目的。化学处理主要是采用 投加一定量絮凝剂，通过药剂的水解、电中和、凝聚架桥等作用，而继续去除废水 中的污染物。 实践证明在印染废水处理中，采用生物处理方法，会获得较为稳定的去除效果。 这是因为经过较长时间的运行后，微生物不断被驯化，对印染废水有一定适应性。 由于废水中含有一定量的难生物降解物质，先采用厌氧水解酸化处理工艺，作为好 氧生物处理工艺的预处理，共同组成厌氧水解一好氧降解的生物处理工艺。完全厌 氧处理工艺主要用于较高浓度的洗毛废水、脱胶废水等。其不仅有较高的去除率， 而且还会产生一定量的沼气。而厌氧水解酸化工艺是利用厌氧过程中的产酸阶段将 难生物降解物质变为较易降解物质。由于生物处理过程中仅好氧处理需消耗一定电 力，而厌氧处理基本没什么消耗，因此，废水采用生物处理运行费用相对较低h 以 1 。 化学处理也是印染废水的一种处理方法，但是，目前由于混凝剂等药剂的有效 成分含量较低，单纯采用化学处理治理印染废水其投加量较大，污泥产生量也较大， 运行成本较高。但是在生物处理之后采用化学处理，由于污染物含量较低，投加量 相对较少，在满足达标排放要求时，可降低运行成本。今后随着科学技术的不断发 展，以高科技为依托生产的絮凝剂，由于质量和价格上的优势，会得到进一步应用。 随着人们对环境质量要求的不断提高和改善，废水排放标准要求也越来越严格。 对印染废水而言，单独的生物处理或化学处理都难以达到排放要求。随着人们对印 染废水治理技术的不断总结，结合我国实际情况，采用生物处理技术为主，再辅以 化学处理技术，组成一个完整的综合治理流程，更适合我国国情n8 1 。其既保留了生 物处理方法可去除较大量有机污染物和一定颜色的能力、运行基本稳定的特点，又 发挥了物理化学法去除颜色和剩余有机污染物能力的特点，二者相结合使运行成本 相对较低。因此，技术政策中提出了印染废水采用以生物处理为主、化学处理为辅 的综合治理技术路线n 9 20 1 。另外随着科学技术的发展，将催化、氧化、磁化、光氧 化、臭氧氧化等技术综合在一起的化学处理技术，近些年也实现了产业化心。除了 具有去除有机污染物和色度的效果外，其污泥产生量也较少。该类技术在印染废水 资源化方面将有良好的应用前景h 1 。 5 针织印染废水处理回用技术研究 从我国已建的印染废水处理工程效果分析，当处理相同废水量时，采用生物处 理工程的一次性投资( 基建投资) 高于采用化学处理方法的投资，但其运行成本则 低于化学处理方法。 由于各类纺织印染行业使用的纤维原料、生产工艺和排放废水水质不同，其处 理方法和有关参数也不相同。在了解了各类处理方法的基本原理和特点后，对不同 废水会产生出各种不同的治理方案轧圳。 1 2 纺织印染产品废水治理技术 1 2 1 概述 各类纺织印染行业生产过程中排放的印染废水均属于含有不同污染物浓度和一 定颜色的有机性废水。其中污染物成分主要分为天然有机物和人工合成有机物。天 然有机物主要来自各种纤维本身，而人工合成有机物主要指染料和各种助剂。但从 印染废水主要成分看，人工合成有机物占主要成分，其中有相当量是属于难生物降 解的物质心。天然有机物因产品种类不同而异，但其数量不多。 由于不同纤维加工过程中排放的废水水质浓度不同，为达到国家排放标准，有 机污染物含量较高的废水处理治理流程相对较长心引。 在各种纺织印染废水中，棉印染废水治理流程较为复杂。这一方面除了由于棉 花纤维本身所含杂质外，混纺产品中较大量化学纤维成分的增加，也使废水水质发 生变化，可生物降解性能变差，增加了其处理难度。毛纺印染行业的洗毛废水以及 丝麻行业的脱胶废水，均属于高浓度的有机性废水，但由于其天然有机物成分含量 较高，可生物降解性能较好。为达到排放标准，其治理流程也较长。毛精纺产品染 色废水及真丝绸产品染色废水，由于污染物含量相对较低，其治理工艺比毛粗纺产 品染色废水治理流程相对较简单。仿真丝印染废水，由于碱减量工艺废水污染物浓 度高，可生物降解性能差，治理流程较为复杂，治理难度较大心 。 实践证明，对印染废水采用生物处理为主，物理处理和化学处理相结合的综合 治理路线是当前稳定达标排放的治理路线心引。 1 2 2 棉印染产品废水治理技术 棉印染废水整体属于有机性废水，而且具有城市污水、生活污水的某些特性， 但其废水的可生物降解性能较差，并且印染废水还具有某些特殊颜色阻3 。 1 9 7 0 年代中期，我国首先在一些大城市及东部沿海纺织工业较发达地区开展印 6 针织印染废水处理回用技术研究 染废水治理的研究和工程实施。这一时期采用较多的治理技术为生物治理技术中的 活性污泥法，由于企业废水治理量一般规模为2 0 0 0 - - 5 0 0 0 m 3 d ，而且又多是采用表 面加速曝气型式，为了提高其处理效率，使运行更加稳定，在其后又陆续开发除了 不同结构池型( 圆形池、方形池) 、不同工艺形式( 合建式、分建式) 的多种活性污 泥处理形式。由于当时棉纺印染产品主要以天然棉纤维为主，废水可生物降解性能 较好，一般b o d 。c o d = 0 3 一o 3 5 ，经活性污泥处理后可获得满意的效果，其c 0 瞻 去除率一般为6 5 - - 7 5 ，b o d 。去除率为9 0 一9 5 ，色度去除率为5 0 - - 6 0 。 1 9 7 0 年代末至1 9 8 0 年代初，引进当时国外先进环保治理技术并结合我国具体 情况，进行试验研究，开发出生物膜法的生物接触氧化法，塔式生物滤池和生物转 盘法形式。其后，生物接触氧化法获得较快的发展和应用。随着这种方法的采用， 软性填料、半软性填料也研制成功并获得应用。生物接触氧化法实质上是生物膜法 与活性污泥法的混合形式。国外又称为淹没式生物滤池法。由于在池中放置一定数 量的、而且具有一定孔隙率的比表面积的填料，为微生物的生长提供了栖息场所， 具有明显的生物膜法特点。同时它又采用活性污泥法的曝气方式，并在池体中和填 料间也有一定数量的活性污泥，因此它又具有活性污泥特点。由于它采用鼓风曝气 形式，不受池体表面产生的泡沫影响，不产生污泥膨胀，有机负荷高，占地少，自 1 9 8 0 年代中后期这种形式很快得到推广，并且在棉印染行业逐步取代了表面加速曝 气形式。 但是，随着棉印染产品中化学纤维的数量不断增加，使废水的可生物降解性能 逐渐变差，使原有的生物处理系统去除能力有所降低。为了满足达标排放要求，随 后又采用生物化学处理方法之后再串接到化学处理的方式，来满足达标排放的要求 1 。化学处理中以化学投药法为主，主要采用混凝沉淀和混凝气浮的形式。实践中采 用最多的为混凝沉淀池形式，这种方法运行管理较简单。采用生化和物化联合治理 工艺，可以充分发挥生物处理法去除大部分有机污染物的能力，而其剩余的有机污 染物和色度则是由化学处理法承担，这样可以减少药剂投加量，使处理成本降低。 实践证明，这是适合当前我国棉印染废水的经济合理的治理方式。 1 9 8 0 年代末，由于棉混纺织物数量的增加，在棉机织产品印染废水中，存在一 定数量的化学浆料( 聚乙烯醇等) 和剩余染料等难生物降解物质，因此单纯采用好 氧生物处理工艺难以将其氧化分解，不能满足达标排放标准。为了解决达标排放问 7 针织印染废水处理回用技术研究 题，纺织工业在“七五 期间又开发出低能耗的厌氧一好氧生物治理工艺m 1 。其中的 厌氧法主要是利用厌氧过程的产酸阶段，即水解酸化阶段，提高废水的可生物降解 性能。为了加快其处理过程，应投加一定量的经过培养的菌种，使难以降解的大分 子量有机污染物质变成较易降解的小分子量有机污染物。这些水解酸化菌对染料、 浆料和表面活性剂都有较为明显的破坏和降解作用，为后面的好氧生物处理提供较 为有利条件，使废水治理系统得以正常运行，从而减少后面化学处理单元的负担啪1 。 在此期间，为了提高生物处理单元的去除率，也曾试验投加优势菌种，提高去除率 的问题。但是，由于棉印染废水量相对较大，长期运行后，优势菌种优势难以保证， 所以，正常运行中很少采用投加优势菌种的办法。 1 3 印染废水深度处理与回用技术 1 3 1 曝气生物滤池 曝气生物滤池( b a f ) 充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快速滤池的设计思 路，集曝气、截留悬浮物降解有机物、高滤速、定期反冲洗等特点于一体。工艺原 理为：在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤粒，当废水均匀地洒布在滤池表面后， 在废水自上而下流经滤料表面，而空气由下向上与废水逆流接触，在滤料表面会逐 渐形成生物膜。在滤料的截留作用和生物的降解作用下，池体对污水有净化作用随3 7 1 。 1 3 2 微滤、超滤与亚滤 ( 1 ) 微滤( m f ) 操作是分无流动和错流两种，前者应用于稀料过滤和小规模过 滤。错流操作又称为切线流操作，它在近2 0 年来发展很快，是印染废水深度处理的 一种重要技术。以中空纤维膜为滤料，废水以切线方向流过膜表面，在压力作用下 通过膜，废水中的染料及其他污染物颗粒则被膜截留而停留在膜表面形成一层污染 层。废水流经膜表面时产生的高剪切力可使沉淀在膜表面的颗粒扩散返回主体流， 从而被带出微滤组件，由于过滤产生的颗粒在膜表面的沉积速度与颗粒返回主体流 的速度达到平衡，可使该污染层不再无限增厚而保持一个较薄的稳定水平。 微滤的截面粒径在0 0 2 - - , 1 0l am 之间，渗透通量为5 0 0 1 2 0 0 l ( m 2 h ) ，操作压 力低，出水澄清。除去除悬浮物外，水中c o 瞻也有相当去除率，当深度处理要求不 十分高时，微滤都能满足要求。 ( 2 ) 超滤 超滤膜具有精密的微细孔，对于截流水中的悬浮物，胶体、亲水性大分子染料 8 针织印染废水处理回用技术研究 颗粒等微粒相当有效。超滤的渗透通量小，约1 0 0 , - - - 5 0 0 l ( m 2 - h ) ，截留分子量1 0 0 0 - - 3 0 0 0 。超滤用于染料回收也很有效，只是滤速要降低。超滤的渗透液通常可作回用 水。 ( 3 ) 亚滤 微滤膜操作压力小能耗较低、通量大，造价较低；超滤膜处理效率高，能耗较 大、通量小，造价较高。结合两者的特点，东华大学开发了亚滤膜技术，其过滤孔 径介于微滤膜和超滤膜之间，能在低操作压力条件下得到较高的水通量，同时保证 处理效果，有效地截留水中的悬浮物、胶体、亲水性大分子染料颗粒。目前开发出 来的中空纤维膜和陶瓷膜已经在多个污水厂工程中应用啪1 。 1 3 3 废水处理后再利用 纺织印染行业生产过程中排放的印染废水，在采用现行成熟的各类综合治理技 术路线治理后，可以达到排放标准要求而进行排放。但是，在水资源比较短缺的北 方地区和一些沿海城市，由于供应的新鲜用水总量受到限制，使企业产品产量的增 加或生产规模的扩大受到制约，企业生产发展受到限制，因此必须实现开源节流来 满足生产过程中增加的用水量。 从现代化角度分析，印染废水也是一种潜在的资源，这种废水在处理到符合达 标排放要求后，还可以根据生产过程中的不同工序要求，处理到生产用水标准再回 用于生产过程中。在现代高新科技发展的推动下，在采用生物和化学处理技术之后 再通过采用光化学或电化学等深度处理工艺，即可实现回用的目的。 目前，部分纺织印染企业已有实现废水资源化的实例。但是，排放废水是全部 实现资源化，还是部分实现资源化，由企业具体情况，应因地制宜实施。随着我国 经济规模进一步发展，各行业对水的需求量将继续增大；随着国家对环保力度的增 大，自来水费和排污费必然上涨，这将大大增加用水排水企业的生产成本，纺织印 染行业要持续发展，将印染污水资源化是必由之路。这也必然使印染废水的净化回 用行业有光明的发展前景。 1 4 国内印染废水处理回用概况 印染业是一个用水量、污水量大的行业，主要集中在我国东南部沿海、沿江城 市，这些区域的雨水充足，适合印染业发展。然而，自来水费用和污水处理费用占 据印染生产成本的相当部分份额，而且在国家节能减排政策不断强化的背景下，用 9 针织印染废水处理回用技术研究 水量大、污水量大逐渐成为制约该行业的发展的重要因素。为了开源节流，不少企 业开始开发印染废水的处理回用技术。从当前印染企业处理综合废水技术出发，由 于处理出水水质较差，出水只能回用于绿化，冲洗地板等卫生用途，不能回用于织 物染色生产，回用率很低，并不能为企业带来可观的费用节约。 2 0 0 5 年以来，国内大型印染企业开始投资研究印染废水处理回用于生产的技术。 其中，浙江的政府和企业在这方面走在前列，大力投入污水回用于生产的技术开发， 并取得初步成功。与以往单一工艺路线处理综合污水的方案不同，新的回用技术做 了两大方面的针对性设计，一方面是根据不同水质分流污水，将重污染水和轻污染 水分开；另一方面针对不同的污水采用不同的处理工艺，其中将污染较轻的洗涤污 水处理净化后回用于染色生产。将煮漂残液、染色残液和初步洗涤污水分流出来， 这是污染较重的污水，送至综合污水厂处理达标后排放；收纳污染程度轻、数量大 的后续洗涤污水，进入回用污水厂，经针对性的净化工艺后，达到较好水质，回用 于生产。 在我国，开发印染废水处理回用技术是新的科技研究领域，0 5 年以来引起了地 区政府和印染企业的高度重视，积极参与该技术的研发，使该技术在2 年内得到迅 速发展。0 6 年宁波申洲集团建立国内首个万吨级的回用污水厂，并正常运行，为印 染业内其它企业树立了榜样，指明的方向。 1 5 课题的提出及研究意义 纺织印染业是我国的优势产业，特别是2 0 0 1 年加入w t o 以来，该行业发展迅猛。 其中印染业主要集中在我国东部和南部水量充足的省份，用水量大、污水量大制约 着该行业的发展。印染污水回用技术的研发为该行业突破水资源瓶颈开辟了道路。 实践证明：污染较轻、数量较大的印染洗涤污水有很好的回用潜力。 开发印染废水处理回用技术是新的科技研究领域，已有工程应用，是一项值得 推