印染废水处理工艺.ppt

1、一、印染废水现状纺织印染工业作为中国具有优势的传统支柱行业之一20世纪90年代以来获得迅猛发展其用水量和排水量也大幅度增长。据不完全统计我国日排放印染废水量为30004000 kt是各行业中的排污大户之一。同发达国家相比中国纺织印染业的单位耗水量是发达国家的2-3倍单位排污总量是发达国家的1218倍。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重匮乏的问题对保护环境、维持生态平衡起着极其重要的作用11来源 印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排

2、出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。12印染废水的特点。印染废水水质中的污染物大部分为有机物，并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。一般情况下，印染废水水质pH值为610，COD为4001 000 mgL，BOD5为100400 mgL，SS为100200 mgL，色度为100400倍。从处理技术角度看，印染废水不是一种废水，而是很复杂的一大类废水。其特点之一是污染物成分差异性很大，很难归类求同。特点之二是主要污染指标COD高，BOD5COD比值一般在025左右，可生化性较差。特点之三是色度高，混合水中色母分子离子微粒大小重量各异性大，较难脱色。印染废水

3、具有以下特性(1)水量大。纺织印染行业是纺织工业中用水量较大的行业。据1999年统计，全国国有纺织企业和销售额500万元以上的非国有纺织企业用水606亿m3，其中新鲜用水量(取水量)为341亿m3。在新鲜用水中，各类纺织印染行业为18亿m3。其余均为纺纱、制造过程中空调用水。(2)可生化性差。印染工艺过程中排放的废水所含的有机污染物，主要以人工合成有机物为主，由剩余染料(染料的上染率一般为8090，因此染色加工过程中的1020染料排入废水中)和大量助剂(匀染剂、渗透剂、柔软剂、油剂等)产生。有些染料、染料母体及染料降解产物在自然界中是致癌和致突变的，废水毒性较大。其共同的特点是BOD5COD值

4、均很低，一般在0102，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5COD值提高到03左右或更高些，以利于进行生化处理。(3)碱性大。印染废水中的碱减量废水，其COD值有的可达10万mgL作用，pH值12。因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH值，经预处理达到一定要求后，再进入调节它，与其它的印染废水一起进行处理。(4)色度高。染料随纺织废水排放到环境，甚至在低浓度(50倍，COD50mgL，达到国家一级排放标准。虽然活性炭的吸附效果很好，但它一般只适用浓度较低的废水和深度废水处理。对于染色废水，颗粒状活性炭只能吸附水中可溶性染料(如阳离子染料、酸性染料、活性染料等)，而对悬浮状不溶性染料

5、的去除效果则很差，加之活性炭再生费用较高，使活性炭吸附法的应用受到限制。活性炭处理染料废水在国内外都有研究，但大多数是和其他工艺耦合，其中活性炭吸附多用于深度处理或将活性炭作为载体和催化剂，单独使用活性炭处理较高浓度染料废水的研究很少。1、2膜分离技术膜分离技术是近几十年来发展起来的一类新型分离技术，以选择透过性膜为分离介质，在膜两侧加以某种推动力时，原料侧的组分选择性的透过膜，从而达到分离或提纯的目的。印染废水处理所用的膜分离过程主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透。它们都以压力差为传递分离的推动力 微滤膜能截留大于0.1-1 微米之间的颗粒。允许大分子 和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留住悬

6、浮物、细菌及大分子量胶体等物质。超滤膜能截留大于0.01微米的物质。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，纳滤膜：能截留纳米级（0.001微米）的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反 渗透之间，其截留有机物的分子量约为200-800MW左右，截留溶解盐类的能力为 20%-98%之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，反渗透膜：能截留大于0.0001微米的物质，是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。1、2膜分离技术微滤(Micr。filtration，MF)又称微孔过滤。一般

7、认为，MF分离的机理与传统的过滤筛分机理基本相同，膜孔的大小是决定分离效果的一个决定性因素。；膜材料的亲水性也对分离效果有着一定的影响。此外，吸附和电性能等因素对截留率也有影响。在MF用于印染废水处理方面，人们也已经做了很多工作。例如：王振余等人采用孔径为011微米的炭膜考察了甲基紫、蒽醌兰、直接染料大红、直接染料翠兰等多种染料的脱色效果，染料的截留率都在95以上。氧化铝微滤膜对不溶性染料的截留率能高达98；而对于各种可溶性离子染料，经加入表面活性剂预处理后，脱色率也可达9698由于微滤膜的截留颗粒直径一般在00210微米之间，比印染废水中的多数物质的直径大，因而微滤的应用相当有限。尽管MF可

8、与絮凝等技 术结合使用，以提高分离效率，但这会增加处理成本，并产生二次污染。因而，MF主要被用于染色废浆和洗涤水中不溶物和悬浮固体物(如胶体)等的脱除，以及超滤、纳滤和反渗透过程的前处理。超滤(Ultrafitration，UF)是依靠膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离的过程。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜，而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高，从而实现大、小分子的分离、浓缩及净化的目的。超滤主要用于去除废水中的固体颗粒和大分子物质，常被用于二次印染废水的单级处理，其透过液可以作为冲洗水或洗涤水回用，但一般不能作为高级印染工艺水使用，如浅色纱布的染整。超滤

9、也常被用作反渗透和纳滤的前处理反渗透(ReverSe OsmoSis，Ro)是利用反渗透膜选择性地只允许溶剂(通常是水)透过而截留离子性物质的特性，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，实现对液体混合物分离的膜过程。反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关，因而与膜孔的大小、结构有关、膜的物理化学性质有密切关系。在反渗透分离过程中，化学因素(膜及其表面特性)起主导作用。纳滤(Nandiltration，NF)也是一种压力驱动型膜分离过程。纳滤膜的截留分子量介于反渗透和超滤之间，约为2002000 Da，其膜孔约为1 nm左右。纳滤膜多为荷电的复合膜，具有不对称结构，其表面分离

10、层由聚电解质构成，因而对无机盐具有一定的截留率。物料的荷电性、离子价数和浓度对膜的分离效都有很大影响。NF能够截留低分子量化合物和二价盐，并对水具有软化作用。直接染料和活性染料等水溶性染料，其分子量约在4001300之间，用超滤法处理分离效果很差，常用纳滤进行分离处理膜分离技术处理印染废水是一条在经济性和技术上都具有很强可行性的途径，并已在一些印染废水的处理方面得到了实际应用。膜分离法不仅可以有效地处理印染废水，达到排放标准，而且可以回收部分染料和印染助剂、提高水的利用率和能量利用率，因而其必将具有广阔的应用前景。然而，需要指出的是，膜分离技术在印染废水的应用方面还存在着一些需要解决的问题，如

11、污垢的形成和膜孔的堵塞问题，有机膜的耐热性和防菌性差、无机膜的成本高的问题，膜的寿命问题，膜分离设备一次性投资高的问题，高效清洁廉价的浓缩液和截留物的后处理技术问题，等等。只有当这些问题得到较好的解决，膜分离在印染废水的处理方面才能得到广泛运用国外科学家Rozzi等分别采用微滤(MF)、纳滤和反渗透对印染废水进行处理，发现微滤、纳滤和反渗透后的出水水质良好但是，随着新型染料开发与染整技术的进步，印染废水中溶人大量难生化降解的有机物，用超滤单独处理印染废水，出水能够回用于要求较低的漂洗、水洗工序，不能满足染色等要求严格的工序因此，采用单一膜技术已经不能满足现代印染技术发展的要求和现代污水排放标准

12、膜技术集成已成为印染废水处理技术的重要发展方向“双膜”组合处理印染废水膜与其他方法集成处理印染废水目前所采用的技术由于过程或功能的单一性，都无法从根本上解决膜污染问题将膜分离与其他技术相结合实现膜的多功能化和高效性，来解决膜污染问题成为近些年的研究热点萃取是采用与水互不相溶，但能很好溶解污染物的萃取剂，使其与废水充分混合接触后，利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物，从而净化废水。2、化学处理法印染废水脱色的化学方法主要有混凝法、氧化法、还原法、电化学法等。2、1混凝法混凝法是通过向污水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化的

13、方法。混凝法的机理主要是压缩双电层，吸附表面中和，吸附架桥和沉淀网捕四种机理。以上几种作用可能同时产生，在不同的条件下某种作用可能是主导因素一般情况下，铝盐铁盐等无机混凝剂对以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料有良好的混凝效裂”。混凝法的主要优点是工程投资少、处理量大、对疏水性染料脱色效率很高、成本低等优点。因此，混凝法成为处理印染废水的重要手段。常用的无机混凝剂主要有铝盐 铁盐 镁盐等2、1混凝法 影响处理效果因素：混凝剂的投药量是影响絮凝效果的重要因素，它与被处理废水胶体浓度之间存在着不甚严密的化学计量关系。因此对于任何废水的絮凝处理，均存在最佳用量问题，不同混凝剂都有最佳投放量。混凝法处理

14、印染废水，在不同pH下，混凝效果不尽相同，若偏高或偏低都达不到好的处理效果，若pH过低或过高，处理效果会迅速递减。所以必需找出最佳pH。2.2氧化法化学氧化法主要是借助化学氧化剂的氧化作用破坏染料的发色基团结构，而达到脱色的目的。主要方法有氯氧化法、臭氧(03)氧化、过氧化氢(H202)氧化和二氧化氯(Cl02)氧化。该法一般对含水溶性染料的废水如活性、直接、酸性等阴离子染料有较高的脱色率。但对以分散悬浮状态存在于废水中的分散、还原、硫化染料和涂料的脱色效果较差。化学氧化法是一种有效的印染废水脱色方法，但如果氧化程度不足，染料分子的发色基团可能被破坏而脱色，但其中的COD未除尽；若将染料分子充

15、分氧化，能量、药剂量消耗可能会过大，成本太高，所以氧化法一般与絮凝工艺相连。2.2氧化法光氧化脱色法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物质，使废水中的COD、BOD5和色度大幅度下降的一种废水处理方法。光氧化脱色法中常用的氧化剂是氯气，有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解及对污染物质的氧化起催化作用。阜阳申宝毛巾厂废水处理工艺该企业的生产废水的CoD8501270mgl、色度约450600倍。经上述工艺处理后，出水水质：COD160mgl、色度60倍必须指出的是，二氧化氯(Cl02)在氧化过程中并不是对所有的染料的发色基团都能氧化破坏掉，大部分是和发色基团以

16、氧化态存在于水中，经过一段时间的放置，有的可能反色。该方法对阳离子染料、硫化染料和偶氮染料等处理效果好，对还原、分散性染料处理效果不好。在工程设计前，一定要对原水进行小试。还原法还原法是使用铁屑，将含碳铁屑浸于电解质溶液中，形成了无数个微小的碳铁原电池，阴极产生的二价铁、氢氧根及新生态氢具有较高的化学活性，与染料发生氧化、还原、吸附、絮凝等作用。还原法最大的特点是能明显的提高废水的B O DCOD，增加了废水的可生化性，因此作为生化工艺的预处理具有明显的优点。该工艺以废铁屑为原料，无需消耗电力资源，具有“以废治废”的意义，且已经在石油、化工、电镀和制药等行业难降解废水的处理中得到研究与应用 2

17、.4电化学法电解法是废水处理中的电解质在直流电的作用下发生电化学反应的过程。废水中的污染物在阳极被氧化，在阴极被还原，或者与电极反应产物作用，转化为无害成分，被分离除去，可对印染废水实现有效脱色。传统的电解法对疏水性及亲水性染料都有较好的脱色效果，但电耗大。研究表明对含直接、硫化、分散及媒介染料的印染废水采用电解法脱色率可达90以上，酸性染料废水脱色率可达70以上。伍文波等利用利用废铁屑和粉煤灰的电化学原理处理印染废水进行了研究，发现色度去除率达95以上。3、生物法由于物化法和化学处理染料废水或多或少地存在COD去除率低、处理费用高、可能会引起二次污染等问题，因此国内外对含染料废水的最终处理手

18、段还是以生化法为主，占80以上。尤以好氧生物处理法占绝大多数。好氧生物处理法主要有活性污泥法和生物膜法两大类。从现有情况看，我国印染废水生物处理当中以表面加速曝气和接触氧化法占绝大多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用，生物硫化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物处理对色度去除率不高，一般在50左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。近年来，由于纺织产品的结构性调整，大量新型染料被应用于印染工业生产中，印染废水中出现了大最较难降解的新有机污染物质，导致印染废水的生物降解性能进一步变差。针对此情况，采用厌氧一好氧组合的处理方法比单纯采用好氧治理方法在脱

19、色效果、去除有机污染物能力均有所提高。此时与好氧法结合的厌氧处理已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间一般在6 h以上，只发生水解和酸化作用。三、印染废水处理的综合工艺实例当前，国内外的印染废水多采用物化与生化相结合的处理工艺。就原理来说，生化主要用于COD，BOD的去除，物化主要用于脱色、悬浮物及不可生物降解COD的去除。1、生化+物化目前，国内大型企业的印染废水处理主要采用了新型的“生化+物化”工艺，具体见图1。原国家环保总局在印染废水污染防治技术指南中也推荐了“水解酸化+好氧生化+物化”处理工艺。1、生化+物化调节池：加酸中和调节PH值，并调节其它水质、水量指标。水解池：利用厌氧菌、兼性

20、菌将废水中难降解的大分子、杂环类有机物水解、酸化而分解成为较简单的小分子有机物，降低CoD，提高废水的可生化性，并破坏染料分子的显色基团，部分的去除原水色度。好氧生化池：水解池中产生的简单小分子有机物在好氧菌的作用下，进一步分解为无机小分子物质，有机污染物得到去除，COD、BOD5基本被去除。具体单元构筑物可以是SBR、氧化沟及其它活性污泥工艺设备。混凝沉淀池：投加混凝剂，进一步降低废水中的色度、COD，根据需要混凝池中可以投加脱色剂、除磷剂等辅佐药剂。1、生化+物化工艺特点与存在的问题该工艺操作管理方便，处理效果稳定、可靠各指标去除率：COD 8090，BOD 8595，色度5090。该工艺

21、混凝过程是去除废水中色度的重要保证。但投加化学药剂存在运行费用高，易引发二次污染，且脱色效果不稳定等问题。因此有必要对上述工艺的脱色环节进行研究，以期得到更好的处理方案。2、水解酸化接触氧化结合由于印染废水成分复杂，难降解物质多，一般的生化处理工艺难以达标。参照已运行成功的工艺，经过比较、筛选后，本着投资省、运行费用低、处理效果好等目的，决定采用水解酸化一接触氧化一气浮一过滤处理工艺。实践证明单纯的好氧生物处理难以达到要求，而水解酸化一接触氧化结合的处理印染废水的工艺则运行效果良好，抗冲击能力强，污泥产率少，运行费用较低等优点。2、水解酸化接触氧化结合印染废水水质与水量在预曝气调节池得到均化和

22、调节，针对印染废水的可生化性差，有大量难生物降解有机物的情况，先使废水在兼氧池水解酸化提高PVA浆料、高分子染料可生化性，为好氧氧化段高效处理创造条件。生物接触氧化池为二段式接触氧化反应池。据微生物生长曲线将好氧池沿池K方向分为三段，控制每段的有机负荷来使接触氧化池有机物总去除率达到最高。氧化段所产生的剩余污泥全部同流到兼氧段，污泥在此有足够的停留时问，有机物得以降解，使得整个系统的剩余污泥量大大减少。实践表明有机物去除率较一般曝气池高610。氧化池出水经气浮器去除悬浮物，然后经炉渣过滤池处理使出水得到进一步净化，可确保出水达标排放。2、水解酸化接触氧化结合采用图1流程，印染废水水质与水量在预

23、曝气调节池得到均化和调节，通过厌氧段(水解酸化池)可以大大改善印染废水的生化性能，为好氧处理创造条件，并且这一工艺也能较好地解决PVA浆料、高分子染料及色度的处理问题。此外，该流程的另一大特点是好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，由厌氧段有足够的停留时间，污泥可以在此厌氧消化，使得整个系统的剩余污泥量大大减少。3、混凝沉淀+水解酸化+MBR工艺印染废水水质水量变化大、色度高、成分复杂，是工业废水处理的难点。针对其水质特点。目前国内采用较多的是水解酸化+好氧接触氧化工艺。这种工艺对冲击负荷有较强的适应性污泥生成量少且运行费用低，但要达标排放。还需对污水进一步处理。结合混凝沉淀、水解酸化、膜生

24、物反应器这3种工艺对印染废水进行处理利用混凝沉淀去除水体中的悬浮物质及胶体水解酸化提高废水的可生化性。膜生物反应器强化生物处理效果。保证出水的稳定性。经实验验证，3种工艺联合处理后出水可达标排放，取得了很好的效果。3、混凝沉淀+水解酸化+MBR工艺实验装置与流程实验采用混凝沉淀+水解酸化+MBR工艺处理印染废水运行方式为连续动态处理，处理水量为1 Lh。实验中经混凝沉淀预处理后的印染废水被送人容积为50 L的原水箱中，之后由隔膜泵抽吸送人水解酸化反应器(有效容积为28 L)。水解酸化反应器内设有搅拌装置。废水经水解酸化处理后送人中间水箱(为避免活性污泥的流失，容积为5 L)沉降一段时间后进人膜

25、生物反应器(MBR)的生物处理单元(P有效容积18 L)，其底部设穿孔管曝气，曝气系统一方面为微生物群体生长、代谢提供氧气。另一方面也对反应器的混合液起到一定的搅拌混合作用。之后混合液由泵抽吸进入管式膜组件，膜组件将微生物和部分未能降解的大分子物质截留回其生物处理单元。透过液作为工艺最终出水排出。2、混凝沉淀+水解酸化+MBR工艺对于天津市国印厂的废水处理，系统进水色度及COD的变化范围都较大，而出水指标相对稳定。对于色度而言，混凝预处理去除了大部分色度使得废水的色度在进入水解酸化反应器时已没有大幅度的波动之后的好氧生物处理单元进一步保证了对色度的去除使得系统在实际印染废水的处理中，出水色度始

26、终低于50倍。而MBR的稳定运行对COD的去除起到了决定性的作用，系统出水COD始终100 mgL从而保证了出水水质完全满足纺织染整行业水污染物一级排放标准。4、水解一接触氧化一气浮一生物活性炭工艺处理印染废水染整公司废水经管道输送废水处理站，先经格栅除去大片杂物，然后进入调节池，调节温度，均衡水质、水量；而后，废水泵入水解酸化池，在厌氧微生物作用下，废水中有机物发生水解；然后进入生物接触氧化池进行好氧生物处理，处理后废水进入气浮池，经气浮处理的废水再进入生物炭池脱色，即可达标排放或回用。4、水解一接触氧化一气浮一生物活性炭工艺处理印染废水运行效果.通过两周的试运行，处理后水质达标率为98，表

27、明好氧池内各种细菌活性保持较好，系统运行取得了良好的效果。结论.(1)该养护方案实际运行效果良好，可靠性较高，能够达到预期效果。(2)该养护方案要求蒸氨工序稳定运行，来水指标尽可能稳定，为污泥养护系统提供良好的前提条件。(3)由于好氧池不断使用生产过程中新产生的废水，活性细菌对来水中的难降解有机物不具有陌生性，投产后活性细菌的活动不会受到抑制，难降解有机物可以在较短的时问内被活性细菌利用，进行物质循环，有利于投产时工序在短时间内达四、各类印染废水处理工艺的选择1棉纺印染废水。含不易生物降解的有机物、染料色素等，相对而言，染色废水比印花废水、纯棉织物比混纺织物废水生物处理难度小，针织废水中无退浆

28、废水，生物处理较容易。对化纤印染废水建议采用原水一调节一混凝(中和)沉淀一水解酸化一活性污泥法一二沉一脱色一出水的工艺流程。2纯棉染色、针织等废水相应对调节、水解等工序可适当放宽要求，有条件时将退浆废水进行预处理，经酸析、过滤除去浆料，再进入混合废水。3丝绸印染废水 丝绸印染废水中，煮练废水COD浓度高，含丝胶、碱剂、表面活性剂等，宜进行厌氧预处理。其余缫丝、煮茧、制丝等废水COD不高，采用常规生物接触氧化法即可满足要求。如有染整工序，则废水应进行混凝脱色。4毛纺印染废水洗毛废水污染严重，含泥砂、油脂、羊毛汗等，是高污染废水，需进行离心分离一酸析一沉淀处理。常见的炭化废水COD不高，但呈酸性；毛条(毛织物)染色废水、缩绒冲洗废水COD高、色度高、总固体浓度大，应考虑采用延时曝气活性污泥法。胶态及悬浮物较高时，吸附再生的AB法亦可考虑。5亚麻加工废水难点在亚麻浸渍废水，pH=4256，色度高(深褐色)，混合废水处理方法可参照棉纺印染废水。五、总结印染废水成分非常复杂，尤其是近几年工艺发展越来越复杂，使用了大量的新型染料。这些染料更难生物降解，只采用单一的生化工艺已经很难达到出水标准要求，所以近几年来多种工艺结合的综合工艺的运用发展迅速。发现更为经济适用的处理工艺显得刻不容缓。