印染廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展
李?yuàn)W悉,劉漢湖
(中國礦業(yè)大學(xué),江蘇省徐州市,221116)
摘 要: 隨著紡織行業(yè)不斷發(fā)展,燃料、助劑的大量使用,導(dǎo)致印染廢水成為環(huán)境治理難題,其排放量大、成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn),嚴(yán)重影響著生態(tài)環(huán)境和人們身體健康狀況,成為處理工業(yè)廢水關(guān)注的熱點(diǎn)。本文對印染廢水處理現(xiàn)狀進(jìn)行歸納整理,分析近年來印染廢水處理的不同方法,重點(diǎn)闡釋了物理法、化學(xué)法和生物法廢水處理技術(shù),最后指出多種工藝的組合使用,是處理印染廢水更為高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式。
關(guān)鍵詞:印染廢水;處理技術(shù);生物法
我國是世界上最大的紡織品生產(chǎn)和出口國之一,紡織工業(yè)是我國工業(yè)占較多的資源和能源密集型產(chǎn)業(yè),其廢水排放量,水中污染物 COD 和氨氮的排放量均位居全國 43 個(gè)行業(yè)中的第三[1],其中,印染廢水及其污染物排放量最高,是紡織工業(yè)廢水及污染物的主要來源,約占其行業(yè)的80%左右。
1 印染廢水的來源與特點(diǎn)
印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品為主的印染廠排出的廢水,在生產(chǎn)的過程中,從紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過程均存在廢水排放,印染廢水產(chǎn)生的水量大,每印染加工1噸紡織品耗水100~200噸,其中80~90%成為廢水,可分為煮煉廢水、退漿廢水、絲光廢水、漂白廢水、印花廢水、染色廢水、整理工序廢水、堿減量廢水[2]等。廢水水質(zhì)呈如下特點(diǎn):
(1)排放水量大,水質(zhì)、水量波動(dòng)大。隨著紡織業(yè)高速發(fā)展,我國紡織工業(yè)的廢水年排放量高達(dá)20.0億t[3],在全國工業(yè)行業(yè)中排名靠前,其中,印染廢水約占其全行業(yè)的80%左右,廢水排放量大。同時(shí)由于受市場的變化以及季節(jié)、加工產(chǎn)品的影響,印染廢水的排放量及水質(zhì)波動(dòng)較大。
(2)色度高。在紡織品加工過程中,為保證其產(chǎn)品質(zhì)量,通常會在印染過程中使用各種漿料、染料等,這些顯色的染料及助劑大部分會進(jìn)入廢水中,成為印染廢水顯色的主要來源,使印染廢水呈現(xiàn)色度高的特點(diǎn)。
(3)污染物種類多,水質(zhì)復(fù)雜。
廢水中除含有大量的漿料和助劑外,還含有如苯環(huán)等有毒污染物,這些物質(zhì)難以生物降解,導(dǎo)致印染廢水成分復(fù)雜。近年來,隨著高端紡織產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn),大量新型助劑、涂料投入使用,有機(jī)污染物的可生化性降低,處理難度加大。
(4)COD含量高,可生化性差。
COD 主要源于漿料、印花糊料、后整理高分子助劑殘余等,成分難以降解,在印染廢水中COD可高達(dá)2000—3000mg/L, BOD與COD之比小于0.2,可生化性差[4]。
由于印染企業(yè)生產(chǎn)品種的多樣性及生產(chǎn)工藝的多樣性,導(dǎo)致印染廢水成為較難治理的工業(yè)廢水,具有的水質(zhì)、水量變化大,有機(jī)污染物含量多,色度深、可生化性能差的特點(diǎn),隨著排放印染廢水量逐步增多,對于印染廢水的高效治理不容忽視。
2 印染廢水處理技術(shù)
針對上述印染廢水特點(diǎn),目前在我國常用的印染廢水處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法等。
2.1 物理法
常用是印染廢水處理方法有吸附法和膜處理法。吸附法是應(yīng)用具有多孔特征的吸附劑加入到廢水中,通過物理或化學(xué)吸附作用,去除污染物,達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。吸附法為目前印染廢水處理的常規(guī)方法,可開發(fā)性高,具有處理效率高,花費(fèi)成本較低,操作簡便的特點(diǎn)。活性炭為最常見的吸附劑,其比表面積高,吸附效果好,但是價(jià)格較高。在進(jìn)行吸附劑選擇時(shí),通常要考慮吸附劑吸附力的高低及吸附劑的再生問題,目前,利用一些無機(jī)材料,如粉煤灰、黏土,或者從花生殼、玉米秸稈[10]等植物廢料中制備活性炭也是吸附劑一大研究方向。
膜處理法是利用生物膜對物質(zhì)選擇性通透的原理所設(shè)計(jì)的一種對包含不同組分的混合樣品進(jìn)行分離的方法,可以顯著降低廢水中的BOD、COD以及色度。近年來,國內(nèi)外都進(jìn)行了普遍的開發(fā)研究,其中,超濾(UF)、納濾(NF)以及反滲透膜(RO)在處理印染廢水中應(yīng)用較多[5],可以與其他工藝組合對印染廢水進(jìn)行深度處理,同時(shí)膜處理方法也可以將廢水中有價(jià)值的化工產(chǎn)品進(jìn)行回收,利用膜處理技術(shù)處理廢水也已在工業(yè)中得到廣泛利用。
2.2 化學(xué)法
化學(xué)處理技術(shù)是通過向印染廢水中投加化學(xué)藥劑,引發(fā)化學(xué)反應(yīng)而達(dá)到水中污染物去除的目的,目前處理印染廢水常用的化學(xué)法有電化學(xué)氧化法、臭氧氧化法等。
電化學(xué)氧化法是利用電極反映來達(dá)到對廢水中有機(jī)物降解的目的,通過發(fā)生電化學(xué)反映,生成·OH強(qiáng)氧化劑,通過·OH來降解廢水中的有機(jī)物,去除污染物或者將其轉(zhuǎn)化為無毒、無害的物質(zhì)[6]。
臭氧氧化法是利用其強(qiáng)氧化性并在反應(yīng)過程中生成羥基,破壞大分子有機(jī)物的官能團(tuán),將大分子轉(zhuǎn)化為小分子,將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的工藝方法。臭氧氧化法在處理印染廢水時(shí),反應(yīng)速度快,不產(chǎn)生二次污染,目前在印染廢水的深度處理中得到了廣泛應(yīng)用。王宏洋等[7]在探究臭氧氧化法深度處理印染廢水二級出水中發(fā)現(xiàn),采用臭氧氧化法深度處理印染廢水二級出水在技術(shù)上是可行的,尤其是對印染廢水中色度的去除有較為明顯的效果,但是單獨(dú)使用臭氧氧化技術(shù)處理印染廢水,對 COD 的去除效果不穩(wěn)定,因此,應(yīng)多于其他處理工藝協(xié)同作用,來達(dá)到對印染廢水處理的最佳效果。
3 生物法
生物法是利用微生物的代謝來達(dá)到降解污染物質(zhì)的過程,在處理印染廢水過程中,微生物酶降解染料分子來破壞染料發(fā)色不飽和鍵和顯色基團(tuán),將大分子染料有機(jī)物分解為小分子或原生物質(zhì),進(jìn)而達(dá)到處理印染廢水的目的[8] ,具有成本低且操作簡單的特點(diǎn),在處理印染廢水中有較廣泛的應(yīng)用。生物法處理印染廢水包括好氧法和厭氧法兩種,但隨著印染產(chǎn)品的開發(fā),好氧-厭氧結(jié)合使用的方法,才更能高效的處理實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的問題,常見的組合工藝有倒置 A2/O 工藝,水解酸化+CASS 工藝等。古航坤[9]在水解酸化-缺氧/好氧交替式SBR組合工藝處理印染廢水研究發(fā)現(xiàn),這一工藝組合能夠有效處理實(shí)際印染廢水,處理后滿足印染廢水直接排放標(biāo)準(zhǔn),并且脫氮處理的效果也較為顯著。
4 結(jié)論與展望
隨著國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,印染行業(yè)也得到了飛速提升,大量的染料、助劑被投入使用,印染廢水排放量逐步增加,組分更為復(fù)雜,處理難度加大。單一的處理方法并不能高效的處理愈發(fā)復(fù)雜的印染廢水,因此,今后要在實(shí)踐中不斷地研究探索各項(xiàng)技術(shù)措施,優(yōu)化技術(shù)參數(shù),根據(jù)廢水組分的不同,選用最為合適的處理工藝聯(lián)合使用,才能夠更為高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的處理印染廢水。結(jié)合目前發(fā)展趨勢,對于印染廢水的深度處理和資源化回用也將是今后研究重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]薛罡.印染廢水治理技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)水處理,2021,41(9):10-17.
[2]許青枝,王翔,鄭瑩瑩.印染廢水水質(zhì)特征及處理技術(shù)探討[J].能源與節(jié)能,2022(02):90-91.DOI:10.16643/j.cnki.14-1360/td.2022.02.050.
[3]杜梅梅.印染廢水及其處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀概述[J].廣東化工,2022,49(15):155-157.
[4]白靖銘.不同生物技術(shù)處理印染廢水的研究[J].建筑與預(yù)算,2020(06):70-72.DOI:10.13993/j.cnki.jzyys.2020.06.019.
[5]任鋼鋒.我國工業(yè)印染廢水處理狀況研究[J].節(jié)能與環(huán)保,2021(04):76-78.
[6]李振宇.印染廢水現(xiàn)狀設(shè)計(jì)工藝參數(shù)研究及前景展望[J].清洗世界,2022,38(03):39-41.
[7]王宏洋,管運(yùn)濤,水野忠雄,津野洋.臭氧氧化法深度處理印染廢水二級出水[J].化工環(huán)保,2009,29(06):530-533.
[8]張兵.生物技術(shù)處理印染廢水研究進(jìn)展[J].印染助劑,2019,36(4)
[9]古航坤. 水解酸化一缺氧/好氧交替式SBR組合工藝處理印染廢水[D].廣州大學(xué),2021.DOI:10.27040/d.cnki.ggzdu.2021.000100..
[10]謝海婷.紡織業(yè)印染廢水治理技術(shù)應(yīng)用及改進(jìn)[J].輕紡工業(yè)與技術(shù),2021,50(07):108-109.
作者簡介:李?yuàn)W悉(2000-),女,江蘇徐州人,中國礦業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境碩士研究生在讀,資源與環(huán)境(環(huán)境工程)專業(yè)。聯(lián)系電話:13041982776