印染废水深度处理及回用技术概述

我国是纺织印染大国，据不完全统计，全国印染废水排放量约为(400 ～ 500 )× 104m3/d，约占整个工业废水的35%。印染废水具有色度深、碱性大、有机污染物含量高、水质变化大和组成成分复杂的特点，一直以排放量大、处理难度高而成为废水治理工艺研究的难点，是当前国内外公认的较难处理的工业废水之一。
据统计，我国人均淡水资源占有量只是世界平均水平的1/4，是世界13 个严重缺水国家之一。因此，采用污水深度处理与回用的方式可以大大缓解水资源供需矛盾，减少污水的排放量，减轻对水体的污染。
1.现有深度处理技术
1.1 吸附技术
吸附技术是将活性炭、黏土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物质组成的滤床，使废水中的污染物被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。张健俐等用臭氧和活性炭组合系统对印染废水进行处理，系统的处理能力为3000 m3/d，当进水COD 为80 ～ 100mg/L时，出水COD 为6 ～ 10mg/L，处理成本为1.95 元/m3，处理后的水用于冷却水，环境效益和经济效益明显。
孙根行等采用生物活性炭(BAC)技术对某印染厂二级生化出水进行深度处理，经过6 个月的连续性试验结果表明，BAC 对COD、NH3 -N、SS 和色度的平均去除率分别达到了67.3%、68.8%、82.3%和71.2%，出水满足纺织染整工业废水治理工程技术规范(HJ471 - 2009)中对回用水水质的要求。
1.2 强化混凝技术
强化混凝技术由于具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点被广泛应用于工业废水的处理中。
目前常用的絮凝剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂及生物絮凝剂。赵靓等采用4 种絮凝剂(无机多元聚硅酸盐、双氰胺- 甲醛缩合剂、硫酸铝及上述三种絮凝剂的复合剂)对某印染厂废水的生化出水进行深度处理，结果表明： 处理后的水质指标均达到城镇污水排放Ⅰ级A 标准，其中复合剂对印染废水生化出水的处理效果最好，COD 去除率37.5%、TOC 去除率71.6%、色度由40 降至25。
1.2 化学氧化技术
印染废水处理应用的氧化剂很多，但最常用的是O3和Fenton 试剂。Fenton 试剂作为强氧化剂的应用已有一个世纪的历史，其原理就是利用其超强氧化性实现对难以降解物质的深度氧化。王利平等采用Fenton 法对印染废水二级出水进行深度处理，结果表明，Fenton 试剂对印染废水的深度处理效果较好，在最佳工艺条件下，对COD、TN、NH +4 -N、TP、色度的去除率分别为84%、27%、46%、75%和83%。臭氧作为一种强氧化剂，在废水处理方面有广泛的应用。李昊等用臭氧氧化法处理印染废水生化处理出水，实验结果表明，废水的C0D 去除率约为40%，色度去除率大于95%，出水可生化性有所提高。Ahmet Baban 等通过对染浴出水和冲洗废水及生物处理二级出水的综合废水进行脱色和高级氧化，试验结果表明，经40min 的臭氧接触反应后，臭氧吸收率为58mg/L，出水几乎无色(约98% ～ 99%的脱色效率)，同时降低了总体毒性，但对COD 的去除并不理想。
Gianluca Ciardelli 等通过臭氧氧化处理印染废水生物处理二级出水的研究，得到非常高的色度去除率，并实现了处理水在染色阶段甚至浅染阶段的完全回用，对COD 的处理效果也不理想。
N Mohan 等采用电化学原电池处理印染废水二级出水，结果表明电化学方法是一种可行的印染废水深度处理技术，同时出水可以在染色工段得到有效的重复利用。
1.3 光催化氧化技术
光催化氧化技术是以太阳光为潜在辐射源，激发半导体催化剂，产生空穴和电子对，同时利用其很强的氧化还原性能实现废水深度处理的技术。近年来，利用二氧化钛作为光催化剂应用于废水处理的光催化技术已受到广泛关注。冯丽娜等通过TiO2/活性炭光催化剂的光催化氧化作用，对印染废水的生化处理出水进行深度处理，结果表明，出水COD 达到50mg/L，色度为2，满足印染行业回用水的标准。
1.4 生物技术
生物处理技术贯穿在整个印染废水的处理过程中，不仅适用于一级处理与二级处理，而且还是深度处理的一个重要研究方向，比较常用的生物深度处理技术为生物膜技术。
曝气生物滤池(BAF)是一种集物理吸附、过滤和生物降解于一体的新型生物膜处理技术，它适用于低悬浮物和低有机物浓度废水的处理。王宇峰等采用BAF 工艺对兼氧- 好氧生化预处理后的印染废水进行中试规模的深度处理试验研究，其结果表明，在进水COD 为100 ～ 250mg/L、SS 为80 ～ 120mg/L、色度为30 ～ 50 倍的前提下，出水COD≤50mg/L，SS≤20 mg/L，色度≤20 倍，出水水质可满足生产工艺对回用水的水质要求。
膜生物反应器系统(MBR)具有降解残留有机物并获得高品质出水的潜能。Fei Feng 等结合Fenton 氧化和MBR工艺对综合印染废水处理厂污水深度处理的性能进行了评估，实验结果表明，在最佳的水力停留时间下，膜生物反应器出水的平均总有机碳(TOC)浓度及色度分别为16.8mg/L 和2 倍，MBR 的最终出水水质达到城市杂用水水质标准。
1.5 膜分离技术
膜分离是采用高分子薄膜作介质，以附加能量为推动力，对双组分或多组分溶液进行表面过滤分离的一种处理方法。印染废水经过预处理后通过膜分离可实现水的重复使用，从而降低水的消耗和减少废水的排放。膜技术按滤膜孔径的不同有微滤、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。
何耀忠等采用“一体臭氧曝气生物滤池+ 曝气生物滤池(BAF)"组合工艺，对纺织印染废水进行预处理，联合后续膜分离工艺以实现再生水回用。其结果表明反渗透产水可作为染整工艺用水，膜滤浓缩液可达标排放。工程实践证明，该联合工艺可实现对纺织印染废水的深度处理与回用，并解决了膜滤浓缩液的处理难题，具有推广应用价值。
仲惟雷等对某印染厂生化出水进行反渗透处理，其研究结果表明出水COD < 3mg/L，电导率< 100μs/cm，色度< 10 倍，SS < 10mg/L，达到印染厂工艺用水要求。
J.M.Gozálvez - Zafrilla 等采用纳滤对印染废水二级出水进行深度处理试验结果显示，在最佳压力下，NF90 对COD 的去除率为99%； 盐分滞留对结垢没有显著影响，在清洗后通量可以恢复。S A Avlonitisa 等对棉花印染废水深度处理及回用研究也得出类似效果。
Che¨lma Fersi 等采用直接纳滤和UF/NF 组合对印染废水做了深度处理研究，并进行了比较，试验结果表明，UF/NF 组合工艺对色度去除率约95%，电导率和总溶解盐的去除率均为80%，二价离子去除率超过95%，而且渗透通量相对稳定，比纳滤直接过滤膜污染程度低，运行时间短，从而提高了处理效率。
邢奕等采用MBR - RO 工艺对印染废水进行了深度处理试验。原水经MBR 系统处理后，COD 去除率、SS 去除率和色度去除率分别达89.9%、100%和87.5%。MBR 系统处理出水进入反渗透(RO)系统进行处理，硬度去除率和除盐率分别达99.62% 和99.64%，同时可进一步除去剩余的COD、色度，系统出水水质满足生产回用的要求。叶剑娜采用兼氧(A)/好氧(O)+ 砂滤+ 超滤/ RO 膜系统处理原有一级生化出水，出水水质满足印染工段回用要求。
2.结论
目前国内对印染废水的深度处理仅局限在简单的处理回用，含有大量盐分和难降解有机物的水进入回用工序，会造成盐分和难降解有机物的大量积累，对生产和污水处理造成一系列的问题。膜处理新技术虽然处理效果良好，但其维护程序复杂，成本费用高昂，技术性强，一直得不到广泛的推广，另外新型抗光解、抗氧化染料及化学药品的不断使用，使印染废水的可生化性进一步降低，增加了后续深度处理的难度。
实践证明，单一技术不能达到理想的处理效果，采用联合处理工艺可以提高印染废水的处理效率。另外，印染工艺的发展也要求不断开发新型的深度处理技术，进一步提高印染废水的回用率。