印染廢水工程化處理技術(shù)應(yīng)用最新進(jìn)展

印染廢水工程化處理技術(shù)應(yīng)用最新進(jìn)展

紡織印染是浙江省支柱性產(chǎn)業(yè)，也是廢水排放量較多的工業(yè)部門之一，每年約排放印染廢水9.6×108噸，這些廢水具還原性高、pH值不穩(wěn)定、可生化性差、單一手段難以處理等特點(diǎn)。近年來(lái)多篇論文文獻(xiàn)圍繞生物法、物化、生化工藝的單一或組合工藝進(jìn)行了廣泛的研究，多種組合工藝并實(shí)驗(yàn)室中取得了較好效果，但大多存在成本較高、處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、人力資源消耗過(guò)大等缺點(diǎn)，應(yīng)用于工程實(shí)踐的工藝技術(shù)報(bào)道較少。另一方面，浙江省“五水共治”對(duì)印染廢水深度處理提出了更高的要求，如浙環(huán)發(fā)［2012］60號(hào)文件要求非棉印染企業(yè)的廢水的重復(fù)利用率50%以上，所以在目前全國(guó)彌補(bǔ)生態(tài)短板的大背景下，印染行業(yè)堅(jiān)持在保護(hù)環(huán)境的前提下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益是自身生存發(fā)展的唯一選擇。本文就國(guó)內(nèi)外報(bào)道的印染廢水工程化應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行綜述，旨在推動(dòng)工程化技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

工程化技術(shù)應(yīng)用原理

因印染廢水中pH值變化較大，通常需要首先調(diào)節(jié)pH值，然后進(jìn)行物化處理（如超聲波處理、氧化處理），以消除廢水中某些對(duì)生化處理造成威脅的微生物，破壞還原性高分子有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，提高印染廢水的BOD5/CODCr，使印染廢水中絕大部分染料活性染料及助劑分子的的可生化性提高，接下來(lái)再進(jìn)行生物法處理。10余年來(lái)，在可生化領(lǐng)域出現(xiàn)大量研究論文，主要有Fenton高級(jí)氧化、電離輻射、臭氧氧化、紫外光催化（UV-Cata）、電化學(xué)氧化及其傳統(tǒng)工藝的聯(lián)合處理技術(shù)研究上，但上述技術(shù)尚無(wú)應(yīng)用于生產(chǎn)的報(bào)道。

生物法處理印染廢水按照微生物對(duì)氧的需求可分好氧法、厭氧法及兼氧法。厭氧生物處理是在缺氧環(huán)境中，異養(yǎng)菌將污水中的不溶性的還原性物質(zhì)和可溶性的耗氧性物質(zhì)水解為有機(jī)酸，使不溶性還原性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可溶性分子，降低大分子還原性物質(zhì)的分子量，大幅提高廢水的可生化性。好氧生物處理是在好氧的條件下，微生物利用水中的有機(jī)污染物為基質(zhì)進(jìn)行的生物催化反應(yīng)，最終耗氧性有機(jī)物在生物酶的作用下反應(yīng)生成小分子無(wú)機(jī)物，達(dá)到無(wú)害化的要求。因此，厭氧生物處理過(guò)程比好氧過(guò)程復(fù)雜，發(fā)揮作用的微生物種類較多、生化反應(yīng)性質(zhì)和功能較多，能夠?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)物污染分子分解為小分子污染因子，提高可生化性，因此通常將厭氧過(guò)程作為好氧過(guò)程的前過(guò)程。

“物化+生化”組合工藝在印染廢水工程實(shí)踐中的應(yīng)用

2000年以后，隨著紡織印染市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求的變化，更多難易降解的活性染料及助劑分子得以應(yīng)用，印染廢水的處理難度加大，很多小試或中試工藝開始在放大應(yīng)用于工程實(shí)踐中，但仍以“厭氧+好氧”的生物法輔以化學(xué)法聯(lián)合工藝為主，其中根據(jù)厭氧和好氧處理方式的差別、化學(xué)法在生物法處理前、中、后期的應(yīng)用，形成了多種不同的工程化實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)。張鳳英等在杭州新開工廠內(nèi)采用“混凝沉淀+氣浮法+水解酸化+生物接觸氧化”等處理印染染料和助劑混合廢水達(dá)到了入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。梅榮武等在4500m3/d的規(guī)模上，利用“氣浮+水解酸化+好氧生物處理+二沉池+氣浮”的提標(biāo)改造工藝處理含PVA（聚乙二醇）的印染廢水，處理后的廢水可排放指標(biāo)。河北省高陽(yáng)縣污水處理廠在20萬(wàn)m3/d規(guī)模上，采用“混凝沉淀+水解酸化+好氧曝氣+混凝沉淀+活性砂過(guò)濾器”，能夠?qū)崿F(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放。廣東佛山某大型紡織企業(yè)在1.5萬(wàn)m3/d規(guī)模上采用“混凝沉淀+厭氧生物池+好氧生物池”組合工藝處理印染廢水，出水水質(zhì)符合《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）要求。李盼等對(duì)無(wú)錫市某印染廠原污水處理工藝路線后添加“水解酸化+接觸氧化+混凝沉淀”的工藝設(shè)備進(jìn)行廢水處理，出水水質(zhì)符合納管要求且處理成本較低。婁金生等采用“水解酸化+生物接觸氧化+穿孔旋流斜管沉淀池+生物炭池”的技術(shù)工藝在5000m3/d規(guī)模基礎(chǔ)上成功處理了棉布印染廢水。謝維等在廣東某工業(yè)園區(qū)利用“水解酸化+混凝沉淀+生物接觸氧化+混凝沉淀”工藝在3.2萬(wàn)m3/d的規(guī)模上處理了2家工廠產(chǎn)生的高濃度廢水，運(yùn)行結(jié)果表明，廢水處理系統(tǒng)對(duì)BOD5、CODCr、懸浮物、色度的去除率均超過(guò)92%，出水水質(zhì)優(yōu)于《廣東省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）要求，運(yùn)行成本低且實(shí)現(xiàn)了部分回用。付永勝等采用“水解酸化-UASB（上流式厭氧污泥床反應(yīng)器）-SBR（序批式活性污泥法）”組合工藝在綿陽(yáng)和成都2家印染廠廢水處理工程中實(shí)施，廢水經(jīng)酸化處理后，BOD5/CODCr從0.15～0.30提高到0.30～0.45，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

隨著印染廢水工程化技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，較為經(jīng)典印染廢水處理工藝初步顯現(xiàn)，該工藝為“去除雜質(zhì)（格柵、過(guò)濾器等）+調(diào)節(jié)水質(zhì)+混凝沉淀+氣浮處理+水解酸化（或厭氧池、兼氧池處理、生物膜技術(shù)或其他等效方式）+好氧生化（接觸氧化、流化床、生物膜技術(shù)或其他等效方法）+沉淀或氣浮”。

新型技術(shù)（或新型組合技術(shù)）在印染廢水中試規(guī)模的研究

隨著實(shí)驗(yàn)室小試規(guī)模的研究進(jìn)展，若干新型技術(shù)應(yīng)用于中試規(guī)模的研究，但仍集中在經(jīng)典的“物化+生化”組合工藝以及圍繞生物法為主聯(lián)合其他工藝的處理方法。項(xiàng)頌等采用“混凝沉淀-ABR（折流式水解反應(yīng)器）水解酸化-A2/ O-曝氣生物濾池”工藝對(duì)江蘇某工業(yè)園內(nèi)綜合廢水進(jìn)行了中試規(guī)模（24m3/d）處理研究，ABR水解酸化后，廢水的可生化性顯著提高，整個(gè)工藝對(duì)BOD5、CODCr、總磷、總氮、色度去除率分別達(dá)到87%、93%、76%、94%、68%。孫建國(guó)等在陜西華潤(rùn)印染有限公司污水處理站，利用“水解酸化+復(fù)合膜生物反應(yīng)器”進(jìn)行了中試研究，結(jié)果表明，在優(yōu)化條件下，CODCr可以由1500～2300mg/L降低至67.2mg/L、色度可以由800～1200倍降低至16倍，懸浮物可以由300～500mg/L降低至0mg/L，膜生物反應(yīng)器能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，且通過(guò)控制膜通量、壓力等參數(shù)能夠較好控制膜污染，延長(zhǎng)膜的使用壽命。董倩倩等采用“混凝沉淀+BAF（曝氣生物濾池）”處理的印染廢水，出水CODCr平均值降低至37.8mg/L，總磷均值降低至0.398mg/ L，優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）標(biāo)準(zhǔn)要求。郭冀峰等采用“調(diào)節(jié)+混凝沉淀（FeSO4）+水解酸化+生物接觸氧化+二級(jí)沉淀+曝氣生物濾池法”對(duì)西安某紡織公司的棉布漂染廢水進(jìn)行了中試規(guī)模（120m3/ d）的試驗(yàn)，在優(yōu)化條件下，BOD5、CODCr、懸浮物及色度的去除率均達(dá)到95%以上，為處理難降解廢水提供了有效可行的處理思路及方法。余斌等針對(duì)浙江省某印染制革園區(qū)污水處理廠“水解酸化+CASS（周期循環(huán)活性污法）”二級(jí)生化出水，開展了處理規(guī)模36～120t/d的中試研究，在優(yōu)化條件下臭氧-活性炭混合填料BAF處理方法的出水CODCr、色度能穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)要求。尤雋等 在10000m3/d規(guī)模基礎(chǔ)上采用“格柵去雜+UASB+厭氧+好氧+混凝反應(yīng)”組合工藝處理印染廢水，BOD5、CODCr、懸浮物及色度的去除率均達(dá)到93%以上，使出水水質(zhì)達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

廢水回用技術(shù)在印染廢水深度處理中的應(yīng)用

按照浙環(huán)發(fā)［2012］60號(hào)文件要求非棉印染企業(yè)的廢水的重復(fù)利用率50%以上，這一規(guī)定促使省內(nèi)印染行業(yè)中水回用項(xiàng)目大量上馬。膜法因其穩(wěn)定的脫色、脫鹽能力成為印染行業(yè)重要的技術(shù)手段，而以“超濾+反滲透”為核心的雙膜法工藝占據(jù)膜法處理測(cè)主導(dǎo)地位。朱樂(lè)輝等利用寧波某針織工貿(mào)有限公司利用“混凝沉淀+水解酸化+活性污泥+二沉池沉淀”的出水，采用“混凝沉淀+曝氣生物濾+納米材料符合膜系統(tǒng)”中試工藝進(jìn)行深度處理，處理后的廢水回用于生產(chǎn)。廣東佛山某大型紡織企業(yè)在“混凝沉淀+厭氧生物池+好氧生物池”組合工藝處理印染廢水后經(jīng)“一體式曝氣生物濾池+上流式曝氣生物濾池”組合工藝深度處理（規(guī)模5000m3/d），出水為膜法中水回用系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的進(jìn)水。郭海林等利用“絮凝沉淀+A/O+MBR+RO”使CODCr、SS降低到FZ/T01107-2011以下，實(shí)現(xiàn)了廢水回用處理及回用，工程運(yùn)行1年穩(wěn)定運(yùn)行結(jié)果表明，產(chǎn)水pH為6.5～8.5，CODCr＜50mg/L，色度＜15倍，電導(dǎo)率＜0.5ms/cm，達(dá)到了FZ/T01107-2011回用水質(zhì)指標(biāo)，中水回用率達(dá)到60%。李連生等采用“水解酸化+接觸氧化+MBR+RO”廢水處理及回用工藝處理印染廠廢水，設(shè)計(jì)回用水量為1200m3/d，回用率為66.7%，回用水滿足生產(chǎn)需求，外排水滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表2標(biāo)準(zhǔn)。李紅蓮等在1200t/d規(guī)模上采用“多介質(zhì)過(guò)濾器+超濾（UF）+反滲透（RO）”工藝良好處理了工業(yè)廢水，處理后的產(chǎn)品水作為生產(chǎn)水回用，出水的pH范圍6.7～7.5、CODCr≤2mg/L，濁度≤2mg/L、硬度≤3mg/L、電導(dǎo)率≤50μg/ms，出水水質(zhì)穩(wěn)定并達(dá)到生產(chǎn)回用水的標(biāo)準(zhǔn)。余恒等采用“混凝沉淀+水解酸化+膜生物反應(yīng)器（MBR）+反滲透（RO）”工藝相結(jié)合對(duì)印染廢水進(jìn)行處理和生產(chǎn)回用，廢水回用率達(dá)到60%，回用水指標(biāo)科滿足車間生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)用水。

印染廢水的工程化技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

（1）環(huán)保染料和助劑的研發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用。印染廢水的處理難關(guān)鍵在于廢水中含有各種難于生化降解的印染漿料和助劑，因此在印染過(guò)程中，研發(fā)成本低廉、效果良好的、污染指數(shù)低的環(huán)保型漿料成為印染廢水處理中首要選擇，配比科學(xué)的環(huán)保原料應(yīng)用于工程實(shí)踐必然大幅度降低水污染程度。

（2）生物法在在更廣的范圍的拓展應(yīng)用。生物法工程化技術(shù)應(yīng)用研究集中在高效降解菌、微生物酶、生物膜技術(shù)發(fā)展等三個(gè)方面。高效降解菌應(yīng)用主要為產(chǎn)酶酶系廣且專一性較好的產(chǎn)酶菌株的篩選和構(gòu)新型工程菌的構(gòu)建及應(yīng)用；微生物酶則主要涉及復(fù)合生物酶的應(yīng)用和應(yīng)用成本的降低研究等方面；生物膜技術(shù)發(fā)展集中在生物填料改性、生物固定化、生物膜污染控制技術(shù)方面。

（3）生物法為主結(jié)合物化和生化法的組合工藝更加優(yōu)化。將物理技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)和生物技術(shù)形成組合工藝并優(yōu)化，組合的工藝在于彌補(bǔ)單一技術(shù)的不足，充分發(fā)揮各組合單元的優(yōu)勢(shì)，降低成本，提高出水水質(zhì)。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.041