纺织废水深度处理回用的研究进展

前言近年，为进一步完善国家污染物排放标准，国家环保部决定修改国家污染物排放标准《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）。随着新标准及新环保法的颁布，纺织染整行业污水处理标准再次提高，加上国内淡水资源日益紧缺，在此背景下，纺织染整行业污水深度处理回用技术的发展是大势所趋。纺织废水排放量大、色度深、难降解有机物含量高、水质不稳定，是废水治理行业研究的重点和难点，我国环保学者对此做了大量的研究。以下将重点介绍纺织废水深度处理回用技术的研究进展。1纺织废水深度处理回用技术的研究进展目前国内纺织废水深度处理回用技术主要分为：高级氧化法、膜分离法、复合处理法等。染色废水成分复杂，使用单一处理方法通常难以得到理想的回用效果，需综合考虑各种技术的优缺点，将其有机结合一起处理纺织印染废水。1.1高级氧化法高级氧化法与传统化学氧化法相比，具有氧化能力强氧化过程无选择性、反应彻底等优点。目前应用于纺织工业废水深度处理的有臭氧氧化、Fenton氧化、二氧化氯氧化、催化氧化和电化学氧化技术等。1.1.1臭氧氧化法臭氧氧化是通过活泼的自由基·OH与污染物反应，从而降解大有机物及去除色度。以往臭氧主要用于纺织印染废水生化处理的预处理措施，以改善废水的可生化性，近年越来越多用于纺织废水的深度处理。王宏洋[1]、李昊等[2]利用臭氧氧化处理纺织废水的生化出水，结果表明臭氧分子直接氧化可降低色度和去除有机物，用于深度处理是可行的。臭氧脱色效果明显，COD的去除效果较差，且臭氧溶解度较低，臭氧生产成本高，如何提高臭氧溶解度和降低臭氧发生器低成是该技术需要解决的问题。1.1.2Fenton氧化法Fenton法利用Fe2＋作为H2O2的催化剂生成强氧化剂及生成Fe3＋，达到氧化及混凝沉淀有机物的目的。纺织废水深度处理回用的研究进展辛金豪(佛山市新泰隆环保设备制造有限公司，广东528300)摘要：随着纺织染整行业污水排放新标准的颁布，该行业废水深度处理回用技术也越来越受到关注，概述了近年纺织废水深度处理回用技术的研究进展，为该类废水的处理回用提供参考依据。关键词：纺织废水；深度处理；回用；研究进展中图分类号：X197文献标识码：A文章编号：2095-672X（2015）04-0075-03DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/x.2015.04.020TheresearchprogressoftextilewastewaterdeeptreatmentreuseXinJinhao(XintaiEnvironmentalprotectionequipmentmanufacturingCo.,LTD.Foshancity,Guangdong528300Abstract:Astextiledyeingandfinishingindustrysewagethepromulgationofthenewstandard,theindustrywastewaterdepthtreatmenttechnologyisbecomingmoreandmoreattention,summarizestherecentprogressinthestudiesontextilewastewaterdeeptreatmentreusetechnology,providesreferencefortheprocessingofthiskindofwastewaterreuse.Keywords:Thetextilewastewater;Deeptreatmentreuse;Researchprogress纺织废水深度处理回用的研究进展辛金豪75--环境与发展第27卷第4期2015年8月由于Fenton法的氧化能力极强，特别适合处理成分复杂的染料废水。姜兴华等[3]采用铁炭微电解-Fenton联合氧化技术对印染废水生化处理的出水进行深度处理，结果表明，最佳反应条件为：pH2-3，H2O2用量3.2mL/L，铁炭体积比为1：1，反应时间为90min，COD的去除率达到90％以上，色度去除率为99％，盐度去除率为64％，各项指标均达到了印染废水的回用要求。Fenton氧化技术具有快速高效，设备简单、成本低等优点，但缺点是氧化剂利用率低，出水含铁离子；因此，氧化剂的利用效率及铁离子的固定化技术是今后Fenton氧化技术的重要发展方向。1.1.3二氧化氯氧化法二氧化氯在水中分解生成多种强氧化剂及活性基团，与染料分子结构中的双键进行加成破坏染料的发色基团和助色基团，从而达到脱色的目的。陈伟等[4]将二氧化氯的强氧化性并结合混凝沉淀技术对印染废水进行深度处理，通过中试试验证明了：在投加50mg/L的二氧化氯，可以实现较好的脱色效果，并且处理后出水COD去除率达到42％，而药剂成本为1.08元/吨废水。二氧化氯法对于印染废水中难降解物质的去除效果较差，因此，二氧化氯氧化法的发展方向是与混凝、气浮、吸附、过滤和生化法等组合。1.1.4光催化氧化法光催化氧化法是将特定光源与催化剂联合作用对废水进行降解处理的过程。冯丽娜等[5]采用TiO2/活性炭负载体系对印染废水的生化处理出水进行深度处理，试验结果表明：在光照时间为30min，催化剂投加量为3g时，出水COD的质量浓度为50mg/L，色度为2倍左右，可以达到印染行业回用水标准利用。孙广垠等[6]在水解氧化+生物接触氧化后，采用TiO2光催化氧化法深度处理印染废水，可使出水的COD及色度显著降低。光催化氧化法深度处理印染废水脱色效果较高，但处理后TiO2难以回收，设备投资和电耗还有待进一步改善。1.1.5电化学氧化电化学法在废水深度处理的主要应用有电化学氧化、电凝聚、电气浮、内电解等。电化学法最初用于废水二级处理的预处理，以提高废水的可生化性，后来也作为二级处理或深度处理技术。目前，国内外都较注意研究具有发展潜力的电化学法处理新技术。1.2膜分离技术随着膜分离技术的迅速发展，更多应用于纺织废水深度处理回用研究及工程实例。膜分离技术分为：超滤、纳滤、反渗透等。1.2.1纳滤纳滤无论对亲水性染料还是疏水性染料都有很高的截留率，尤其适合于纺织废水的深度处理。在深度处理中，纳滤的操作压力远比反渗透低，因此可节约动力，降低成本。随着膜材料的发展，纳滤在纺织废水回用中将有更好的应用[7]。谢春生等[8]采用曝气生物滤池—纳滤工艺对某印染厂废水处理站排放口出水进行再生回用处理，结果表明：在水力负荷为1.02m3/（㎡·h）时，曝气生物滤池对COD的去除率为31.4%，在进水TDS为3750～4280mg/L时，纳滤系统的平均脱盐率为96.1%，该工艺的出水水质可满足回用水要求。1.2.2超滤—反渗透超滤对微小杂质的去除能力很强，该技术在反渗透预处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用；反渗透是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，能有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。超滤和反渗透在纺织印染废水处理回用方面将发挥着巨大的作用。刘劲松等[9]采用超滤/反渗透膜法深度处理某染整公司的印染废水并回用于染色工序，工程实践表明出水各项指标均优于《纺织染整工业废水治理工程技术规范》（HJ471-2009）中染色回用水水质标准。1.3复合处理法纺织印染废水成分复杂，使用单一处理方法通常难以得到理想的回用效果。因此，复合处理回用技术76--越来越受到重视。许明等[10]为苏南某印染废水回用工程采用水解酸化—A/O—超滤—反渗透处理工艺，运行结果表明，出水各项指标均可达行业回用标准。工程实施后，深度处理运行成本3.2元/m3，每年可减少COD、氨氮、总磷分别约为780t/a，189t/a、21t/a、节约用水82.5万m3/a，为该地区纺织印染废水回用工程提供技术支持及借鉴经验。何耀忠等[11]采用“一体臭氧曝气生物滤池＋曝气生物滤池（BAF）”组合工艺，对纺织印染废水进行预处理，联合后续膜分离工艺以实现中水回用。设计运行条件下，臭氧曝气生物滤池最佳臭氧投加量为20～30mg/L，预处理系统出水COD＜40mg/L、BOD＜10mg/L、SS＜10mg/L、色度＜4倍；工程实践证明，该联合工艺可实现对纺织印染废水的深度处理与高质回用，具有推广应用价值。杨颖波[12]采用ABR-MBR工艺对纺织印染废水进行试验研究，在废水COD为476~980mg/L、BOD为113~392mg/L、色度为140~200倍、浊度为45~107NTU时相应的出水指标分别为：22.7mg/L、53mg/L、202倍、0.89NTU，其水质达到《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)。伍静静等[13]采用电化学—膜生物反应器（EC-MBR）组合工艺的中试装置深度处理印染废水，结果表明，EC—MBR系统对原水COD的平均去除率为94％，对原水的色度去除率为92.2％，该组合工艺的出水水质符合印染废水回用水标准，并可以通过控制MBR膜面积提高废水回用率。复合处理法是将高级氧化技术、微生物技术、物理化学技术及膜分离技术等，根据水质加以综合考虑，选择不同的技术组合方式，以达到废水处理回用的目的，发展前景广阔。2结语与展望随着新国家对环境保护力度的加大和纺织工业废水排放标准的提高，升级现有处理工艺或采用新工艺对废水进行深度处理，使其能达标排放或循环利用，是目前我国纺织工业企业必须面对的问题。因而，继续开发和研究新的低成本的深度处理技术，成为当务之急。同时，需要解决现有的高级氧化技术反应条件苛刻、选择性差、催化剂费用太高，易流失，易造成二次污染等缺点，解决膜分离技术投资较高、膜使用寿命过短、膜抗污染性能力不强等缺点，将不同优势的技术有机的结合是纺织废水深度处理工艺的研究方向。参考文献[1]王宏洋,管云涛,等.臭氧氧化法深度处理印染废水二级出水[J].化工环保,2009,29(6):530-533.[2]李昊,周律,等.臭氧氧化法深度处理印染废水生化处理出水[J].化工环保,2012,32(1):30-34[3]姜兴华,刘勇键,金良基,等.铁炭微电解-Fenton试剂联合氧化深度处理印染废水的研究[J].应用化工,2014,37(9):1074-1076.[4]陈伟,劳红标,等.二氧化氯联合混凝沉淀技术对印染废水深度处理工艺[J].环境,2012,22(z2):49-53.[5]冯丽娜，刘勇健．TiO2/活性炭光催化技术应用于印染废水深度处理的研究[J].应用化工,2009，38(3):392-394．[6]孙广垠，宋吉娜，张娟．TiO2光催化氧化法深度处理印染废水的研究[J]．工业水处理，2009，29(8)：25-27．[7]邢丽贞，孔进，张克峰．纳滤在纺织废水深度处理中的应用[J]．净水技术，2003,3(4)：9-11.[8]谢春生，黄瑞敏，等．纳滤膜深度处理棉针织品印染废水[J]．中国给水排水，2007,23(15)：69-72.[9]刘劲松，张健君，等．超滤/反渗透膜法深度处理印染废水并回用工程案例[J]．中国给水排水，2013,29(10)：76-78.[10]许明，俞学敏，等．水解酸化-A/O-超滤-反渗透深度处理印染废水回用工程[J]．给水排水，2011,37(11)：49-51.[11]何耀忠，汪晓军，等．纺织印染废水深度处理与回用实例[J]．工业水处理，2013,33(3)：77-80.[12]杨颖波，王连俊．ABR-MBR处理纺织废水[J]．污染防治技术，2003,16(4)：38-40.）[13]伍静静，卢志明，等．电化学-MBR组合工深度处理印染废水[J]．上海环境科学，2014,16(4)：163-167.收稿日期：2015-04-29作者简介：辛金豪（1981-），男，硕士研究生，工程师，主要从事给排水工作.纺织废水深度处理回用的研究进展辛金豪77--