印染廢水處理技術現狀及發展趨勢論文
印染廢水處理技術現狀及發展趨勢論文
摘要：印染廢水的處理已經成為廣泛關注的課題。對物理，化學，生物等處理印染廢水的方法進行研究·並提出了印染廢水處理的未來發展趨勢。
關鍵詞：印染廢水；處理技術；現狀；發展趨勢
1 引言
紡織印染行業排放的印染廢水是我國工業系統中重點汙染源之一，據國家環保總局統計，印染行業排放的印染廢水總量位於全國各工業部門排放的總量第五位。2004年，全行業排水量13.6億立方，而其汙染物排放總量(以COD計)則位於各工業部門第六位。印染廢水屬於含有一定量難生物降解物質的有機性廢水。其汙染物濃度高(COD)，色度深，是難處理的工業廢水之一。
據有關資料，印染廢水中退漿廢水造成的汙染約佔紡織品溼加工整理廢水總量的50％，退漿廢水中大量的汙染物來源於漿紗過程中所用的漿料。退漿廢水中主要的的汙染物PVA及一些助劑，根據實測資料，天然漿料的退漿廢水COD為10g／L～20g／L，BOD為5～10g／L，屬易生化的高濃度有機廢水，pH值一般在9左右，對於合成漿料(PVA)的退漿廢水COD介於10～40g／L之間，BOD在5000mg／L～1000mg／L之間，pH值一般在6左右屬於難生化的高濃度有機廢水。因此，含PVA的廢水排入水體後，在環境中大量積累，使水體表面泡沫增多，粘度加大，影響好氧微生物的活動，從而造成了嚴重的環境問題。
處理印染廢水常用的方法大致分為三種：①利用微生物新陳代謝作用去除廢水中的有機物的生物方法；②基於膠體化學理論，採用混凝手段的化學方法；③天然礦物質多孔材料吸附和膜分離技術的物理方法。
2 生物法
2.1 好氧生物處理
活性汙泥法在處理印染廢水中應用最為普遍，這是因為活性汙泥法具有可分解大量有機物、能去除部分色素、可調節pH值、運轉效率高且費用低等優點。活性汙泥法的BOD5去除率一般可達到80％～90％，COD去除率一般可達到40％～60％，脫色能力為30％～50％。由於常規活性汙泥法對色度的去除往往不夠理想且COD去除不高。因此，目前印染廢水處理中，大多采用活性汙泥處理的改進工藝。
2.2 厭氧生物處理
厭氧法具有應用範圍廣、能耗低、有機負荷高、剩餘汙泥量少和脫水性良好的特點。由於厭氧法能夠把難降解的大分子有機物分解成小分子有機物現在採用不同措施改善此工藝，取得了一定成果李亞新等設計的厭氧生物濾池實驗取得了較好效果，可使COD去除率達到70％～86％，色度去除率為60％～84％，且出水水質穩定。但是，單一的厭氧處理執行週期比較長，而且往往很難達到排放標準，特別是在氣味和色度上，還需進一步處理。
2.3 好氧一厭氧生物處理
在印染廢水處理中，厭氧一好氧工藝得到了深入的研究和應用。即在好氧處理前先進行厭氧處理，在兼性微生物的作用下。使印染廢水中大分子有機物分解成小分子。非溶解性有機物成溶解性物質，難生物降解物質轉化為生物降解物質。
3 化學混凝法
3.1 混凝法
印染廢水的混凝處理是以膠體化學的理論為依據。在混凝法中混凝劑起著主要作用，混凝劑是一種可用來有效分離引起水汙染的細小懸浮顆粒的化學藥劑，它的加入目的主要是去除直徑在10-7m～10-9m範圍內的'膠體物質，膠體表面一般帶有負電荷，相互排斥呈現出布朗運動的特徵，形成穩定的懸浮液。如果加入的膠體或者帶有正電荷的物質，可以中和膠體表面電荷，物理吸附力(The Van derWaals force)可以超過上述排斥力，從而引發膠體物質的凝聚。混凝過程中使用的藥劑大體可分為無機混凝劑和有機高分子絮凝劑。 3.2 高階氧化法
近年來，國內外專家開始研究高階氧化法處理印染廢水。高階氧化法是由Glaze等首次提出，泛指氧化過程中有大量羥基自由基參與的深度化學氧化過程。包括溼式空氣氧化法、超聲波氧化法、光催化氧化法、超臨界水氧化法、電化學氧化法等。根據雷樂成等研究，Fenton氧化，尤其是在紫外和可見光輻射下的光助Fenton氧化技術處理難降解的PVA高分子退漿廢水氧化效率有極大提高。在低濃度亞鐵離子、理論雙氧水加入、中壓紫外和可見光汞燈的輻射、反應時間0.5h，溶解性有機碳去除率達90％以上。
高階氧化法效果雖好，但處理費用較高，大多離實踐應用還有距離，不利於工業上的推廣應用。
3.3 電化學方法
電化學法處理廢水，實質上是直接或間接地利用電解作用，把水中的汙染物去除或把有毒物質轉化為無毒或低毒物質，其中內電解法最廣泛的是鐵屑炭法。
4 物理法
4.1 膜分離法
自然界中經常存在一種物質體系即在一種流體相內或兩種流體相之間有一層凝聚相物質把流體相分隔成兩部分，這一薄層物質就是所謂的膜。作為凝聚相的膜可以是固態或是液態的，而被膜分開的流體物質可以是液態或是氣態的。
膜分離法的特點主要有：①膜分離法能耗低，因此又稱節能技術，在膜的分離過程中不發生相變；②膜分離法的裝置比較簡單，操作容易且易控制。作為一種新型的水處理方法，與常規水處理方法比，具有佔地面積小，處理效率高等特點；③膜分離技術不僅適用於有機物和無機物、病毒、細菌等微粒的分離。還適用於溶液中大分子與無機鹽的分離以及一些共沸物或近沸點物系的分離。
4.2 吸附法
在物理方法中吸附脫色用的最多，即利用多孔性的固體介質，將染料分子吸附在其表面，從而達到脫色的效果。吸附劑包括再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、矽藻土)、工業廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等。這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水透過其顆粒狀物質組成的濾床，使廢水中的汙染物質被吸附在多孔物質表面上或被過濾而除去。
5 發展趨勢
目前印染廢水處理的逐漸向膜法其他處理技術相結合發展。工程師與研究人員不斷開研製新的超濾膜，改善超濾膜的材質，孔徑大小等方面效能，主要為了降低膜的製作成本，提高過濾效能。然而膜法仍然具有它的缺點，只採用透過液反衝洗的清洗方法己不能保持膜的通量穩定，需採用藥劑清洗，膜的汙染比較嚴重，這一問題尚未很好解決。而且，國內目前還未開發出高質量的超濾膜裝置，需從國外引進成套的工藝裝置，價格必然不菲。因此如何降低成本，保持膜的穩定效能是未來研究的重點。