文献综述-毛纺厂印染废水处理工艺设计.doc

毕业论文：文献综述 学生姓名：XXX定稿时间：2014年4月30日-毕业论文（设计）文献综述题目：印染废水处理综述学 院：环境科学与工程学院专 业：环境工程班 级：环境工程1001学 号：学生姓名：指导教师：二一三 年十一 月印染废水处理综述摘要：印染废水是一种有机物含量高，色度高，生化性能差的难降解废水。本文介绍国内企业印染废水的污染现状及对周边环境和人体健康的影响。着重阐述绍兴县面料基地印染废水的污染情况及当今污水处理的方法，并对多种污水处理工艺进行评价，同时讲述印染废水处理工艺未来的发展趋势。关键词：印染废水；绍兴县面料基地；污水处理技术；工艺发展趋势The review of dyeing wastewater treatment Abstract:Printing ang dyeing wastewater is a kind of wastewater with high content of organic matters，high colority and poor biochemical performance and is hard to degrade .This article Introduces dyeing wastewater pollution status of domestic enterprises， and its impact on enviroment around and the health of human beings.The content focuses on elaborating about pollution status based on dyeing wastewater of Shaoxing fabric base and the method of sewage treatment today，evaluating a variety of sewage treatment processes， at the same time talk about the future of printing and dyeing wastewater treatment trends.Keywords:Dyeing wastewater;Shaoxing fabric base;Sewage treatment processess;Technology Trends前 言纺织印染行业是促进国民经济快速发展不可缺少的行业，也是为人们提供日常衣物及布料的源头行业。近几年，国家把印染行业的技术改造列入纺织行业重点支持的行业，同时在技术开发和科技攻关方面也给予了相应政策支持与经济补贴，使我国印染行业在品种、质量、效益等各个方面得到很大改善，使其整体竞争力有所提高。而作为一个传统行业，如今却饱受批判的声音，原因是在其粗放型的发展过程中，所排放的废水深深地影响了人们生活的环境和人体的健康。1.1 国内印染废水的污染现状 纺织印染行业是我国传统的支柱产业，包括纺织部分、印染部分、化纤部分和纺织专用设备制造等4个部分。据大致统计，我国印染废水的每天排放量为400500万立方米，具有有机污染物浓度高、排放水量大、碱度大、色度深、水质不稳定、成分复杂等特点，属于较难处理的工业废水。而如今，随着国民经济的快速持续发展，我国的印染业也开始进入了高速发展期，设备的技术含量和工艺技术水平明显提升，生产工艺及设备不断更新换代，印染企业尤其是民营印染企业的发展非常迅速。然而，印染行业生产过程中排放的“三废”，尤其是废水治理不当将会对环境造成严重污染；另一方面，随着产品结构和印染工艺的改变，印染废水水质也发生了大幅度变化，废水的处理难度也随之加大1。1.2 印染废水的组成和分类印染废水是在纤维织物染色、印花过程中所产生的废水。但实际印染厂一般均有染整工艺，而且整理工艺所产生污染废水贡献常大于印染部分。印染废水不仅仅是“一种”废水，而是一种由多种成分组成的，很复杂的废水。根据所含纤维的不同，例：棉、毛、麻、丝、粘胶(人造纤维)和各种化学纤维(如涤纶、丙纶、氨纶、腈纶、锦纶等)，所用染料不同(阳离子、酸性、活性、靛蓝、分散、硫化染料等)、助剂也不同，印染废水性质差别很大，处理方法也相应地有所不同。印染废水分类是根据纤维种类、染整工艺来划分的。印染产品按大类分为漂白布匹、染色布匹和印花布匹三类。其中，漂白布的比重最小，占13%左右;印花布占24%左右;染色布所占的比重最大，约为63%。印染产品按纤维分为棉混纺印染布、棉印染布和纯化纤印染布三类:棉混纺印染布约为28%;棉印染布比重约为37%;纯化纤印染布比重在35%左右。加上毛、麻、丝、锦纶、腈纶等印染织物，每年约有200万吨2可产生。 单就印染废水而言，其中的废水污染物大部分为有机物，以主要污染指标COD为例，主要的不是由染料所造成的而是由助剂引起的，因为大多数染料的上染率在70以上，废水中残余染料不多(对COD的贡献只是一部分)，但助剂(助染剂、渗透剂)基本留在废水中。当然废水中的色度主要由染料所产生。印染废水的另一特点是可生化性差，一般BC比在025左右3。1.3 中国印染废水产生量及其分布 据统计，中国有统计资料的且具有一定规模的印染织物总量的在2003年为290亿米，加上未能统计到的小型印染厂，估计总印染量为320亿米。按平均印染100米的织物产生废水5吨来计算，全中国每年产生印染废水约为16亿吨。我国印染废水的产生和分布见表1。表1 我国印染废水的产生和分布（2002年统计数据）产地全国浙江（其中绍兴县）江苏广东山东福建其他产量（亿米）251.32125.47（70.4）32.0531.7518.309.8033.95废水量（亿吨）12.576.27（3.52）1.61.590.920.491.70废水量（万吨）349.2142.3（97.8）44.5144.1025.4213.6147.15所占比重（%）10049.94（28）12.7512.637.283.913.51 由表l可见：浙江、江苏、广东、山东及福建5省印染量约占全国总量的90，同时配套的原料、纺织、针织等，全国纺织、印染废水绝大部分集中在这5个省。1.4 绍兴县面料基地污染现状 浙江省绍兴县位于钱塘江畔，素来负有“江南水乡”和“鱼米之乡”的盛誉。该县历史悠久，人杰地灵，经济、文化均较发达，酿酒和轻纺是该县的主要传统工业。党的十一届三中全会以来，绍兴县的工业发展迅猛，产值连续几年占居全省之首。以印染，轻纺为主的绍兴县部分地区，例如上虞，滨海等地，近年来逐渐扬起发展的势头，带领绍兴县走在中国纺织印染行业的前列。同时，在发展的大好前景下，绍兴县的居民日益感受到印染废水带来的危害。根据不完全统计，乡镇印染行业工业用水量及废水排放量在绍兴县10个主要污染行业中分别占总量的86.8%和89.2%。印染行业废水污染物主要是COD、SS和S2-，分别占该县乡镇工业排放总量的82.8%、66.1%和80.0%。调查结果还表明，乡镇印染行业新鲜用水转化为废水排放的比率也是比较高的，转化率为90.5%4。1.5 印染废水对周边环境和人体健康的危害1.5.1 印染废水中染料的危害 造成印染废水色度的主要因素是废水中存在的染料显色而导致排放的污水中存在各种颜色。据估计，全世界纺织印染用染料生产数量大致为每天40多万吨，印染加工过程中约有10%25%的染料以溶于废水的形式排出，进入江湖、大海、河流等地面水及地下水中。废水中的染料能吸收光线，降低水体的透明度，严重影响水生生物和微生物生长，并且不利于水体自净，同时易造成视觉上的污染。严重污染的水体会影响到人类的健康。因此，对染料的排放要求必须严格控制，尤其是那些对人体及环境毒害程度严重的染料，如一些偶氮类染料和酞青铜盐类染料5等。1.5.2 印染废水中重金属的危害 一般的生化方法对铬、铅、汞等重金属盐类，难以起到降解作用。因此它们在自然环境中能够长期存在，并且会通过食物链等生物传递危及人体健康。日本在上个世纪曾发生过重金属汞和镉污染灾害而造成的水俣病、痛痛病等公害事件。重金属铬在印染行业中在加工方面用量相对较多，染色工艺中则常用重铬酸钾作氧化剂和媒染剂。1.5.3 其它物质的危害 对于那些易产生甲醛的树脂整理剂、有机金属阻燃剂、含铬防水剂、部分阳离子型柔软剂等危害程度大，又不能用传统方法处理的污染必须严格控制和排放。一般的，酸、碱、盐等物质和肥皂等洗涤剂虽然相对无害，但它们对环境仍有一定的影响。近些年，许多含氮磷的化合物大量用于生产净洗剂，尿素也常用于印染各道工序，使废水中总磷氮含量增高，排放后使水体富营养化，严重影响水体平衡。中国池塘大面积浮鱼和近海水域发生严重赤潮就是明显的水体富营养化的例子。因此，对这类物质的使用量也应该有所控制，必须限制其大量使用。印染废水含大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其它水生生物的生存。沉于水底的有机物，会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，使环境恶化。 印染废水的色泽深，严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。目前全世界染料年总生产量在70万吨以上，其中60%以上用于纺织品染色；而在纺织品印染加工中，有10%25%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤为严重，用一般的生化法难以去除。有色水体还会影响日光的透射，不利于水生物的生长。在使用化学氧化的方法去除色度时，虽然能使水溶性染料中的发色基被破坏而褪色，但其残余物的影响仍然存在。排放的印染废水大部分偏碱性，进入农田，会使土地盐碱化；染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转化为硫化物，产生硫化氢5气体。2.1 印染废水处理技术2.1.1 物理处理方法2.1.1.1 沉淀 废水中的悬浮颗粒物，经混凝剂混凝后形成的絮体、生物作用处理后产生的污泥或生物膜可在重力作用下而分离，这一过程称为沉淀。沉淀法只适用于去除20-100微米及以上的颗粒。2.1.1.2 气浮 气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微小气泡，以形成水、气及被去除物质的三相混合体，在气泡上升浮力、界面张力及静水压力差等多种力的共同作用互相平衡的条件下，促进细微气泡粘附在被去除的微小颗粒上后，因粘合体密度小于水的密度而上浮到水面，从而使水中悬浮物被分离去除。2.1.2 化学处理方法2.1.2.1化学混凝沉淀法化学混凝沉淀法是目前较为常用的处理方法，对印染废水中的悬浮颗粒物及胶状物质有较好的去除效率，操作管理也较为方便，常用石灰和硫酸亚铁作为絮凝剂进行处理，其工艺流程一般如图1所示。絮凝剂 PH 调节 废 水 匀 质 池 排 放 清 流 溢 出 沉 淀 池 混 凝 池 污泥干化 或拌入煤渣图1 化学混凝沉淀法治理印染废水工艺流程 废水排放量较大的企业则多采用蜂窝斜管沉淀法，废水量较少的企业一般采用间歇式处理。该法处理后出水一般较为稳定，正常运行时，COD去除率可达50-70%，运行费用约0.4元/吨水，设备投资150-200元/吨水。由于该法投资较少，操作较简单，而且处理成本较低，对使用不同染料的废水可采用不同型号的混凝剂，且对不同的废水适应性强。因此，是一种颇受乡镇印染企业青睐的治理技术。但该方法一般处理后仍然不能达到国家规定的排放标准，且污泥量大，处理不当会造成二次污染6。而色度的去除，一般以物理化学方法为主，对于规模大、处理技术水平高的工厂，则可采用电解、化学絮凝、臭氧氧化等工艺，对于小规模的工厂，可采用炉渣过滤7的方式。2.1.2.2混凝气浮法 该法是近年来发展较快的印染废水治理技术，设备投资约200-250元/吨废水，且占地面积较小，能够比较适合乡镇企业生产特点，因而在绍兴县应用范围较广，很有发展前途。该法常采用碱式氯化铝和聚丙烯胺作为絮凝剂8。其工艺流程见图2 。该法污泥产生量少，但动力消耗较大，且操作要求高，有诸多的外界条件影响处理效果。正常运行时COD去除效率可达70%以上，实际运行时去除率常常达不到设计要求。而且由于混凝剂质量不稳定，无法准确达到配比要求而影响处理效果。该法需较好地解决混凝剂问题，并提高操作人员的技术素质。其他治理方法诸如生化法、氧化法、活性吸附法等，在绍兴县乡镇印染行业中应用较少。碱式氯化铝溶 气 水水外排或进一步处理调PH 废 水污泥干化槽脱 水 气 浮 池 均 质 池图2 混凝气浮法治理印染废水工艺流程2.1.2.3 氧化脱色法（一）氯氧化脱色法：利用存在在废水中的显色有机物具有较容易氧化的特性，应用氯或其化合物作为氧化剂，氧化显色有机物并且破坏其结构，达到脱色的目的。（二）臭氧氧化脱色法：在印染废水处理过程中，脱色处理应用臭氧进行，一般认为，染料显色是由染料的发色团引起，如：偶氮基，乙烯基，氧化偶氮基，亚硝基，羰基等。这些发色基团都有不饱和键，臭氧能使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色能力。（三）光氧化脱色法：利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物，使废水的BOD，COD和色度大幅度下降的一种处理方法。光氧化脱色法中采用的氧化剂有臭氧、氯、过氧化氢、空气等，常用的是氯气，有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解和污染物质的氧化起催化作用。因此用特殊紫外线作为光源为佳。2.1.3 生物处理方法2.1.3.1 厌氧生物处理技术印染废水的厌氧生物处理指的是在废水中没有存在游离氧的情况下，以厌氧微生物为有机物的主要降解对象进行降解的一种处理方法。在厌氧生物处理过程中，有机化合物被降解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放出能量。依据微生物生理类群的代谢差异，可把有机物厌氧的分解分为三个阶段。第一阶段为水解发酵阶段，微生物使碳水化合物，蛋白质，脂肪转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、CO2、H2等；第二阶段为产氢产乙酸阶段；第三阶段为甲烷化阶段。（1） 水解酸化反应池水解（酸化）处理方法是一种介于厌氧和好氧处理法之间的方法9，和其它工艺组合可以降低处理成本并提高处理效率。水解酸化工艺根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌和酸化菌作用下将不溶性的有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。（2） 升流式厌氧污泥床反应器 UASB由三相分离器(包括沉淀区)、污泥反应区和气室三部分组成。在底部反应区内存在大量厌氧污泥，具有良好的凝聚性能和沉淀性能的污泥在下部形成厚厚的污泥层。需要处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层中，与污泥进行混合接触，污泥中的微生物能够分解污水中的有机物，把它分解为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在释放过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的冲击形成一个污泥浓度较稀薄的污泥与水一起上升进入三相分离器，沼气遇到分离器下部的反射板时，喷向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室的沼气将用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区内，污水中的污泥发生絮凝，颗粒渐渐增大，并在重力作用下进行沉降。沉淀到斜壁上的污泥沿着斜壁落回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后废液从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床外。2.1.3.2 好氧生物处理技术 生物接触氧化法和活性污泥法是生物法处理废水的两种基本方法10，在印染废水处理中这两种方法以处理效率高，运行费用低而得以广泛应用11。（1） 活性污泥法 活性污泥法是以活性污泥为主体的生物废水处理的主要方法。活性污泥法是向废水中通入空气，经一段时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群落，具有很强的氧化与吸附有机物的能力。（2） 生物膜法 生物膜法是利用附着于某些固体表面的微生物（即生物膜）进行污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧细菌、厌氧细菌、兼性细菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生物生态系统，其附着的固体介质称为载体或滤料。生物膜从滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层和运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附水层中的有机物，由好气层的好氧细菌将其进行分解，再进入厌气层进行厌氧分解，流动水层的作用则是加速生物膜脱落和更新，以保持较大活性12，如此往复以达到净化污水的效果。3 印染废水处理工艺未来发展趋势 我国是纺织印染行业的大国，每天对许多印染废水进行排放，排放的印染废水占工业废水总量的十分之一，同时，每年需要用掉120多亿吨的清洁水。正是因为如此，面对这样巨大的排放量，若不加以管制及提升技术，则会对相当大的一片土地造成污染。针对印染废水高浓度，高PH值，高色度，难降解和难控制的特点，印染废水一直通过传统的活性污泥法，物理化学法和膜处理法等进行处理和净化。但这些方法在处理的过程中都存在二次污染的现象。而近年来新出现的高级氧化法，如紫外辐射法、光催化氧化法、Fenton氧化法、臭氧氧化法以及辐射降解法等，以其高效降解，无二次污染等优点逐渐得到研究人员广泛关注。在诸多高能氧化法中，辐射技术具备效率高，处理效果好，工艺简单，对环境影响小等特点，是一种应用前景较广的废水处理方法。再就是膜与其他技术相结合，如何降低膜的制作成本来提高过滤性能，保持膜的通量稳定，是未来研究的重点和方向。 而“十一五”期间，印染行业发展总体良好：产量和产值持续增长，运行质量及效益提高；内需拉动的作用增强，国际竞争力明显提升；结构调整取得进展，转型升级加快推进；淘汰落后的产能效果显著，扎实推进节能减排。印染行业“十一五”时期产量的增速低于“十五”时期，从数量型增长向质量效益型增长转变明显。“十一五”期间，印染行业经历了应对危机的特殊状态，克服了危机冲击的影响，逐步回归到正常增长轨道。“十二五”时期，经济全球化将继续发展，总体上看，国际国内的环境有利于印染行业继续保持稳定持续发展态势，机遇大于挑战。“十二五”期间，印染行业将重点推动行业技术创新、技术进步，减少环境污染，降低资源消耗，提高产品附加值，提高经济增长的质量和效益，创新营销模式，加快推进结构优化调整和发展方式的转变。4 结论随着可持续发展战略的提出以及我国水资源状况的日益严峻，保护现有水资源、污染水资源的净化以及循环利用已经提上议事日程13。近几年节能减排成为了我国工业发展的一个趋势，对于污染较大的印染行业面临着国家一系列的政策限制。印染废水是在纺织印染过程中产生的，其高浓度，高PH值，高色度，难降解和难控制的特点对周边环境和人体健康产生了极大的影响，轻则破坏环境，污染空气，引发人类多种呼吸道疾病