印染廢水脫色工藝及各種脫色方法效果對(duì)比

　　印染行業(yè)是耗水大戶，廢水排放量和污染物總量分別位居全國工業(yè)部門的第二位和第四位，是我國重點(diǎn)污染行業(yè)之一。印染廢水一直以排放量大、處理難度高而成為廢水治理工藝研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。同時(shí)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水資源緊缺已成為制約我國印染行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的限制因素。為了實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，印染廢水的資源化回用成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

　　目前，以服裝染色、洗滌、整燙為主的生產(chǎn)型企業(yè)，在生產(chǎn)過程中排出大量廢水，廢水中含有一定的有機(jī)物和色度，需要對(duì)廢水進(jìn)行深度處理后才能回用。

印染廢水脫色常用的工藝主要分為以下幾大類：

　?。?span style="font-size: 14px; font-family: Calibri;">1）物化法：利用加入絮凝劑、助凝劑在特定的構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行沉淀或氣浮，去除污水中的污染物的一種化學(xué)物理處理方法。但該類方法由于加藥費(fèi)用高、去除污染物不徹底、污泥量大并且難以進(jìn)一步處理，會(huì)產(chǎn)生一定的“二次污染”，一般不單獨(dú)使用，僅作為生化處理的輔助工藝；

　　物化工藝簡(jiǎn)介常用的主要有：絮凝沉淀、氣浮、吸附、過濾。

　　1.1絮凝沉淀：通過加入絮凝劑、助凝劑，使膠體在一定的外力擾動(dòng)下相互碰撞、聚集、形成較大絮狀顆粒，從而使污染物被吸附去除。常用的處理設(shè)施有：豎流沉淀池、斜管沉淀池、輻流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染廢水脫色處理中常用，一般可去除40～50％的CODcr、60～80％的色度。

　　1.2、氣浮：氣浮是以微小氣泡作為載體，粘附水中的雜質(zhì)顆粒，使其密度小于水，然后顆粒被氣泡攜帶浮升至水面與水分離去除的方法。主要設(shè)施有：傳統(tǒng)溶氣氣浮、CAF渦凹?xì)飧?、超淺層氣浮等。氣浮在印染廢水脫啊額處理中常用，一般可去除40～50％的CODcr、60～80％的色度。

　　1.3、吸附：利用固體表面的分子或原子因受力不均勻而具有多余的能量，當(dāng)污染物碰撞到固體表面時(shí)，受到吸引而停留在固體表面的過程。常用的有：活性炭、硅藻土、樹脂吸附劑等。吸附在印染廢水脫色處理中不常用。

　　1.4、過濾：去除化學(xué)沉淀和生物過程未能去除的微細(xì)顆粒和膠體物質(zhì)。主要有：各類濾池、各種膜材過濾器等。過濾在印染廢水處理中不常用，除非回用水的深度處理或針對(duì)某些難降解化合物的處理。

　?。?span style="font-size: 14px; font-family: Calibri;">2）、生化法：利用微生物的作用，使污水中有機(jī)物降解、被吸附而去除的一種處理方法。由于其降解污染物徹底，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)低，基本不產(chǎn)生“二次污染”等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于印染廢水脫色處理中。

　　生化處理技術(shù)主要分為厭氧和好氧。厭氧包括：水解酸化、UASB等；好氧主要包括：生物膜法、活性污泥法等。

　　2.1、厭氧技術(shù)：在無氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧菌降解有機(jī)污染物，最終產(chǎn)物是二氧化碳和甲烷。厭氧生物反應(yīng)通常被劃分成兩個(gè)階段過程：第一階段是水解酸化階段，第二階段是甲烷發(fā)酵階段。在印染廢水處理中常將厭氧控制在水解酸化階段，來降解廢水中部分污染物，同時(shí)提高廢水的可生化性。即印染廢水脫色中常用的水解酸化工藝，一般CODcr去除率為20～40%，色度去除率可達(dá)40～70%。

　　2.2、好氧技術(shù)：由好氧微生物降解污水中有機(jī)污染物，最終產(chǎn)物為水和二氧化碳。在印染廢水中常用的主要有：活性污泥法、接觸氧化法，一般CODcr去除率為55～88%。

　　2.3、氧化法

　　臭氧氧化法在國外應(yīng)用較多，Zima S.V.等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模式。研究表明，臭氧用量為0.886gO3/g染料時(shí)，淡褐色染料廢水脫色率達(dá)80%；研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運(yùn)行所需臭氧量，而反應(yīng)器內(nèi)安裝隔板，可減少臭氧用量16.7% 。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設(shè)計(jì)成間歇運(yùn)行的反應(yīng)器，并可考慮在其中安裝隔板。

　　臭氧氧化法對(duì)多數(shù)印染廢水脫色能有很好的效果效果，但對(duì)硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。

光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設(shè)備投資和電耗還有待進(jìn)一步降低

（3）、印染廢水脫色常用工藝流程：

　　在印染廢水脫色處理工程中的設(shè)計(jì)中有很大的共性，在以下的討論中，僅以兩種常見流程為例，其他的什么臭氧氧化，光化學(xué)氧化等工藝由于其不適合大水量工程實(shí)施，所見工程實(shí)例很少，就不做詳細(xì)論述了。

　　3.1、中和混凝+接觸氧化（活性污泥法）+氣?。ɑ炷恋恚?，該工藝一般針對(duì)CODcr在1000mg/l左右的印染廢水脫色處理。工藝參數(shù)設(shè)計(jì)正確時(shí)，可以達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是脫色效果較差，脫色工藝段的運(yùn)行成本過高，一般在0.3-0.5元/噸。還有就是染料變化適應(yīng)性較差，需經(jīng)常調(diào)整物化工藝的用藥品種和劑量，容易產(chǎn)生人為操作失誤，造成系統(tǒng)負(fù)荷降低。該工藝流程在環(huán)太湖地區(qū)的應(yīng)用非常廣泛，超過80%的企業(yè)采用該方法。氣浮工藝也可在生化工藝之前。

　　3.2、 Fe-C（鐵碳）預(yù)曝氣+厭氧酸化+好氧+氣?。ɑ炷恋恚?，該工藝適應(yīng)范圍較大，一般在1999年后建設(shè)的，處理效果較好的印染廢水脫色處理工程較多使用該工藝。該工藝是比較先進(jìn)有效的印染廢水處理工藝，處理成本低，投資成本也相對(duì)較低。在工藝參數(shù)設(shè)計(jì)正確，運(yùn)行良好的情況下，可將CODcr在1000mg/l左右的印染廢水處理到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是仍然無法避免人為操作失誤造成系統(tǒng)負(fù)荷降低，還有就是使用該工藝流程的廢水處理工程調(diào)試時(shí)間較長，尤其是厭氧酸化工藝段的啟動(dòng)時(shí)間有時(shí)長達(dá)一年之久，而使用厭氧工藝的主要目的是脫色和提高B/C比，也就是說在調(diào)試期間環(huán)境影響的負(fù)面效應(yīng)很大，有可能出現(xiàn)廢水處理系統(tǒng)還未正常生產(chǎn)，企業(yè)卻面臨停產(chǎn)的可能。

　　3.3、多相催化氧化工藝與傳統(tǒng)生化工藝的結(jié)合，催化工藝的出現(xiàn)解決了兩大問題。一是解決了印染廢水脫色問題，由于在理論上是以通過催化原理產(chǎn)生OH自由基這樣一種強(qiáng)氧化劑來對(duì)染料中的有色基團(tuán)進(jìn)行開環(huán)斷鏈，所以催化工藝對(duì)染料品種有著非常廣泛的適應(yīng)性和處理的穩(wěn)定性，在操作中由于控制條件較少也減少了人為失誤的可能性，其控制條件只有pH和曝氣量，而這兩個(gè)指標(biāo)完全可以通過自動(dòng)化手段進(jìn)行控制。二是解決了印染廢水的可生化性，在強(qiáng)氧化的作用下，原來難降解的大分子有機(jī)污染物被氧化成小分子有機(jī)物或被完全氧化成二氧化碳和水，同時(shí)廢水中的毒性成分也由于氧化的作用喪失毒性或降低了毒性，由此產(chǎn)生的直接效果是廢水的B/C比大幅度提高和生化工藝段的進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷降低?？偠灾?，其效果是工程量減少，生化工藝段運(yùn)行穩(wěn)定和停止使用過多的藥劑。

物理吸附脫色法

　　這是一種安全性高、操作簡(jiǎn)單、吸附能力強(qiáng)的物理處理法，常用的吸附劑有活性炭等。它們對(duì)堿性染料、直接染料、酸性染料及硫化染料都有很高的脫色能力。但是這些材料多為非可再生資料，成本較高，不適宜大規(guī)模應(yīng)用。 

氧化還原脫色法

硫酸亞鐵脫色

這是一種相對(duì)比較常見的方法。如漂白水等的氯氧化法、臭氧氧化法、過氧化氫及電解法、光氧化法等，它們是通過這些強(qiáng)氧化劑對(duì)廢水中的染料共軛體系或發(fā)色基團(tuán)進(jìn)行破壞。這種方法對(duì)除還原、硫化和涂料的染料廢水脫色效果都非常高，但其運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)偏高。

芬頓脫色法

　　芬頓法對(duì)于廢水中難以降解沉淀的物質(zhì)都有很強(qiáng)的去除作用，在印染廢水處理中也同樣具有脫色效率高的物質(zhì)，其作用原理同為強(qiáng)氧化反應(yīng)，但它同時(shí)兼具混凝作用，在pH<3時(shí)，可將水中COD去除率提高至90%以上。

混凝脫色法

　　硫酸亞鐵與聚合硫酸鐵的印染廢水脫色原理就是混凝脫色之一。這種方法利用硫酸亞鐵其自身的電中和、壓縮雙電層、吸附架橋及網(wǎng)捕功能，將水中的膠體態(tài)染料及懸浮態(tài)染料進(jìn)行吸附沉淀處理。從而達(dá)到90%以上脫色效果。