印染行业废水深度处理及回用技术

1 国内印染废水处理及回用现状

我国对印染废水回用已有较多的研究，从目前研究及应用的情况来看主要有以下特点：

(1)回用技术大多处于试验研究阶段，多为小试和中试，实际工程应用较少，且水的回用率较低，一般不超过50%，主要回用于对水质要求不高的前道工序，缺乏有利于提高回用水水质及回用率的高效技术的推广应用。

(2)回用处理主要是对印染废水在达标处理的基础上进一步进行处理，达到回用水水质标准。处理工艺主要采用混凝、吸附、过滤和氧化等技术，其中对去除盐度和硬度的关键技术研究较少。

(3)由于现有技术水平的限制，印染废水大量回用对生产及废水处理系统会带来一系列问题，包括有机污染物和无机盐的积累。目前对废水长期回用的水质问题及对水处理系统的影响研究不多，特别是无机盐的积累问题基本没有涉及。

2 印染废水深度处理回用技术及工艺

印染废水深度处理主要对常规二级处理系统出水进行处理，去除的污染物主要是色度、COD 和盐度(电导率)等，使出水水质满足生产工艺要求。印染工艺和产品质量要求不同，对回用水的水质要求也不同。因此，我国尚没有统一的印染废水回用水水质标准。根据行业经验，水质指标都必须控制在用水指标之内。因此，纺织印染业对回用水水质的要求远远高于城市生活杂用水的水质要求。

2.1 深度处理单元技术

2.1.1 吸附处理技术

将废水通过由吸附剂组成的滤床，污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。活性炭是印染废水深度处理中最常用的吸附剂，其微孔多，比表面积可高达500～600 m2/g，具有很强的吸附脱色性能，特别适合相对分子质量小于400 的水溶性染料的脱色吸附。但活性炭对疏水性染料吸附效果较差，其再生也比较复杂且费用昂贵，限制了吸附法在印染废水深度处理中的应用。天然矿物如高岭土、硅藻土、活性白土以及煤粉等也具有较高的吸附性能，在印染废水的深度处理中也有使用。另外，李蒙英等〔2〕研究了利用青霉菌对印染废水进行吸附处理，结果发现：其对黑色和红色染浴废水的色度具有较好的处理效果，去除率达到了98.0%和74.5%，为吸附法的发展提供了新的选择。吸附法虽然见效快，但是使用后的吸附剂再生比较困难，如果不进行回收再生则容易产生二次污染。因此，研发新型高效且易再生的吸附剂是当前吸附方法的研究发展方向。

2.1.2 膜分离技术

膜对不同物质具有透过性差异，膜分离技术就是利用膜的这种特性，在一定的传质推动力下，对混合物进行分离的方法。印染废水深度处理所用的膜分离技术主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。MF 和UF 常作为NF 和RO 的预处理; UF 能分离大分子有机物、胶体、悬浮固体;NF 能实现脱盐与浓缩的同时进行;RO 能去除可溶性金属盐、有机

物、胶粒等并截留所有离子。阮慧敏等〔3〕采用UF+RO 工艺对浙江某印染厂废水生化处理后的出水进行处理，膜系统进水COD 100~350 mg/L，色度180 倍，电导率800~1 350 μS/cm。膜系统处理后出水COD<10 mg/L，色度1~2 倍，电导率<30 μS/cm。 Xujie Lu 等〔4〕采用生物滤池结合膜分离的方法，当进水COD 为150~450 mg/L 时，出水COD 降到50 mg/L 以下，去除率高达91%，且色度、浊度、铁锰浓度的去除效果都非常好。

膜分离技术的优势为：其不仅能去除水中残余的有机物，降低色度，还能脱除无机盐类，防止系统中无机盐的积累，是印染废水深度处理中极具前景的一项技术。然而，膜处理工艺的成本较高，且膜组件易被污染而缩短其使用寿命。只有通过控制并降低膜污染来延长膜寿命，从而降低成本，膜分离技术在印染废水深度处理中才会得到更加广泛的应用。

2.1.3 高级氧化深度处理技术

(1)化学氧化技术。在印染废水深度处理中，O3 和Fenton 试剂是比较常用的氧化剂。O3 具有较强的脱色作用，虽然对COD 的去除效果很小，但是可以改变废水的B/C，从而提高废水的可生化性。卢宁川等〔5〕采用O3 氧化对印染废水进行处理，结果发现： COD 的去除率为72%，而色度降低了94%。郭召海等〔6〕研究了O3 对色度去除和B/C 的影响，发现臭氧的投加量为15 mg/L 左右时，色度的去除率可以达到70%，B/C 也提高了一倍多。O3 氧化的主要优点是设备简单紧凑、占地面积小、容易实现自动化控制;主要缺点是处理成本高，不适合大流量废水的处理。

Fenton 试剂是由H2O2 和Fe2+复合而成的氧化剂，在酸性条件下产生的·OH 具有极强的氧化作用，特别适合处理成分比较复杂的染料废水。姜兴华等〔7〕利用Fenton 试剂对印染废水进行深度处理，结果发现：pH 2~3，H2O2 用量3.2 mL/L，铁炭体积比 1∶1，反应时间90 min 时，出水COD 去除90%以上，色度降低99%，盐度降低64%，回用水水质指标均达到了回用要求。史红香等〔8〕也对Fenton 试剂处理印染废水进行了研究，获得了类似的结果。Fenton 氧化对COD 和色度具有较强的去除能力，但是铁离子的存在可能会影响水的颜色，而且反应的pH 较低，可能对其他处理工序有影响。

(2)光催化氧化技术。利用强氧化剂在UV 辐射下产生具有强氧化能力的·OH 来处理废水，具有低能耗、无二次污染、氧化彻底等优点，最常用的有 UV/Fenton、UV/O3、UV/H2O2 等。光催化研究较多的还有以光敏化半导体为催化剂，其中TiO2 光催化剂应用最广，且处理效果最好。TiO2 在光辐射下，其价带上会产生电子空穴(h+)对，TiO2 表面吸附的有机物被具有强氧化性的h+活化、氧化而降解。冯丽娜等〔9〕采用了TiO2/活性炭负载体系对某印染厂的二级处理出水进行处理，进水COD 在300 mg/L 左右，在最佳反应条件下，出水COD 降到50 mg/L，色度降为 2 倍，研究表明：利用活性炭的吸附性能，有助于解决TiO2 的流失、分离和回收问题，提高光催化剂的处理效果。但废水本身的透光性和光利用率制约着光催化技术在废水处理工业中的应用。

(3)电化学氧化技术。在外加电场作用下，在特定反应器内，通过一定化学反应、电化学过程或物理过程，产生大量的自由基，利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的过程。电化学技术具有易控制、无污染或少污染、高度灵活等特点。

M. Kennedy〔10〕指出电化学方法对印染废水的脱色非常有效，当电化学反应器中废水主流区Fe2+质量浓度为200~500 mg/L 时，色度去除率达到90%~98%，COD 和BOD 去除率分