环境工程印染废水毕业设计文献综述Word文档格式.doc

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Advancesinprintinganddyeingwastewatertreatmenttechnology

Abstract：

Printinganddyeingwastewatertreatmenthasbeenanimportanttopicinthefieldofwatertreatment.Aftermanyyearsofdevelopment,technologyhasbecomeincreasinglymature,manynewprintinganddyeingwastewatertreatmenttechnologyhasbeenwidelyusedathomeandabroad,andthetreatmenteffectisgood.Thispapermainlyintroducesthetechnicalprincipleandrelatedtreatmentprocessofphysical,chemicalandbiologicalmethodforthetreatmentofprintinganddyeingwastewater,whichprovidesatheoreticalbasisforthefuturetreatmentofprintinganddyeingwastewater.

Keywords：

Printinganddyeingwastewater,physicaltreatment,chemicaltreatment,biologicaltreatment,treatmentprocess.

Ⅱ﹣1

1引言

纺织产业是我国的传统行业，一直以来也成为重要的经济支柱，经过多年的发展，我国已成为世界上最大的纺织品服装生产国。

纺织业中的印染行业是排污大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×

106～4×

106m3，其总量居全国制造业排放量的第5位，而且属于高浓度难处理的工业废水。

随着我国经济的不断发展印染行业也进入了高速发展阶段，从而带来了一系列的环境污染问题。

印染废水水量大，成分比较复杂，包括生产中没被利用的染料、浆料以及活化剂、助剂等，处理的技术难度和复杂程度比较高[

参考文献

[]胡少花.印染废水处理工艺探讨[J].科技展望，2015，5：

49-49.

]。

如印染废水不加处理直接排入水体将会导致水环境及生物的严重损害，另一方面废水中有毒有害物质还会对鱼类产生致癌和基因突变等危害，最终也将通过食物链积淀在人体内，可见，印染废水造成的生态、经济、健康风险是无法预测的。

针对印染废水的特点及其危害程度，目前已有较多可供选择的处理技术及工艺，主要可分为物理法、化学法、生物法三大类。

物理法主要是应用吸附剂对污染物的吸附作用而从水体去除；

化学法运用的原理较多，但主要以氧化还原等为主；

生物处理法是一种最经济的处理方法，利用微生物的代谢作用将污染物去除。

但每一种方法都有其局限性，科学地将三种处理方法结合，将会产生更大的经济效益、环境效益、社会效益。

2印染废水的产生及特点

2.1印染废水的产生

印染废水的产生根据工序的不同水质水量也会不同，其来源主要分为以下8个途径[[]王彤凝，祖格等.国内外印染废水研究进展[J].环境保护与循环经济，2015，35（4）：

28-31.

]：

（1）退浆废水。

其水量不大，含有较多纤维、淀粉、各种分解酶、浆料以及分解产物[[]刘佑泉，刘云国，刘佑双.生化+物化工艺处理针织印染废水工程实例[J].四川环境，2006，25

（2）：

32-34.

]等，因此废水的污染物浓度很高且成分复杂。

（2）煮炼废水。

水量大、碱性强、水温和色度高、污染物浓度高，主要含有油脂、纤维素、含氮化合物等。

（3）漂白废水。

水量较大，但污染物浓度不高，污染物主要来自前面工序的残留物，包括漂白剂、草酸等。

（4）丝光废水。

NaOH的含量较高，经过蒸发回收NaOH后，最终产生少量的强碱性及高浓度污染物的废水。

（5）染色废水。

有机染料和表面活化剂成分很多，而且往往具有苯胺、酚类等毒性物质，COD、pH和色度很高，可生化性差。

（6）印花废水。

COD值较高，含有浆料。

（7）整理工序废水。

水量较少，有机物复杂，主要有浆料、油剂、树脂、纤维等。

（8）碱减量废水。

pH及COD较高，主要是涤纶仿真丝碱减量过程产生，含有对苯二甲酸（含量达到75%）、乙二醇等，属于高浓度难降解的有机废水[[]罗道成，易平贵等.印染废水处理工艺改进的应用研究[J].环境工程，2002，20（3）：

14-15.

2.2印染废水的特点

综合以上各工序废水，导致混合的废水成分比较复杂，总体来说，印染废水有以下几个特点：

（1）水质水量的变化较大，污染物浓度高且复杂，pH呈碱性。

因为化纤工业的发展，各种新型浆料（PVA等）、助剂等的加入，使得废水中有机物降解难度以及毒性增加，处理难度加大。

（2）B/C比值普遍低于0.3，因此在废水的生物处理之前要采取必要措施提高B/C比值。

（3）各种染料的加入导致废水色度很大，需要选择适合于处理该废水的吸附剂、混凝剂等的种类及数量。

3物理处理法

3.1吸附法

吸附法在工业废水处理上运用很普遍，吸附剂具有很大的比表面积，能够有效地吸附污染物、色素等。

其优势主要体现在投资小、操作简单，对各种成分都有去除效果，适合于处理浓度不高的废水，因此常用于废水的末端处理。

目前市场上运用较多的吸附剂主要是活性炭，但价格比较昂贵，吸附能力有限，一段时间后会达到吸附饱和而且活性炭的再生比较困难，再生后其吸附能力也会有不同程度的下降[[]程媛媛，龙焙.印染废水治理技术应用及研究进展[J].武汉生物工程学院学报，2015，11

（2）：

092-095.

为减少吸附剂成本，可以将活性炭与其他物质混合使用。

向pH=6.0，COD值为1870mg/L，色度为320倍的印染废水中投加适量活性炭粉煤灰混合吸附剂（活性炭粉煤灰均为100目），最终其色度、CODCr去除率分别达到95.85%、93.74%[[]黄晓丹，薛关香.活性炭粉煤灰处理印染废水的研究[J].宁德师范学院学报（自然科学版），2015，27

（2）：

128-131.

]，大大降低了运行成本。

孟范平[[]孟范平，易怀昌.各种吸附材料在印染废水处理中的应用[J].材料导报，2009，23（13）：

69-73.

]等指出天然矿物吸附剂（如黏土、矿石等），固体废弃物吸附剂（如炉渣、煤渣、植物秸杆焚烧后的粉末等），无机物吸附剂，树脂吸附剂在处理印染废水方面可以达到很好的脱色与去除COD的效果。

3.2膜分离法

膜分离法是通过微孔过滤作用来达到污染物的分离而净化出水的处理方法。

近年来在污水处理领域对该方法的运用逐渐增多，其优点体现在效率高、操作简单、占地少以及没有二次污染，主要用于废水的深度处理。

但会出现膜污染问题，要定期进行反冲洗及膜更换。

膜处理技术在很早就已经运用于印染废水的处理，主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透四种过滤技术，其中以反渗透的处理效果最好，但其能耗较高，膜污染较快。

国内有应用醋酸纤维素纳滤膜对高盐度、高色度的印染废水进行处理，可以使色度去除几乎达到100%，COD去除率大于95%[[]孔阳.印染废水处理技术研究进展[J].地球，2015，4：

329-329.

郝云升[[]郝云升，张永锋.集成膜技术处理印染废水的试验研究[J].山东化工，2015，44（14）：

170-172.

]等采用纳滤集成膜技术处理经混凝处理的印染废水，最终出水COD为30mg/L，检测不出色度和浊度，达到了再生水水质的要求。

GoksenCapar[[]GoksenCapar,UlkuYetisetal.Themosteffectivepre-treatmenttonanofiltrationfortherecoveryofprintdyeingwastewaters[J].Desalination,2007,212:

103-113.

]等分别运用微滤、超滤、纳滤结合明矾化学沉淀法对印染废水进行预处理，发现纳滤的效果最好，明矾最佳投药量为150mg/L，但是会造成通量下降22%。

3.3超声波处理法

利用超声波气振法[[]吴文军.用超声波气振技术处理染料废水[J].污染防治技术，1994，7

（1）：

26-27.

]来处理印染废水，对降低印染废水中的色度、COD、苯胺等污染物有较好效果，去除率分别可以达到97%、90.6%、85.2%，总污染负荷削减率为85.9%。

超声波可降解难降解的印染废水有机污染物，降解条件较为温和，使用范围较宽，但是目前该技术还没有得到广泛应用。

有研究表明，超声波处理印染废水时COD浓度越高，处理效果就越好；

COD的去除率还随温度的升高呈现下降趋势；

废水最佳pH为8.0（±

0.3）；

同时加入适量的H2O2可以大大提高COD的去除率，比单独的超声波处理效率提高约3倍，其协同处理作用非常明显[[]邓国鹏.超声波对印染废水COD的去除实验研究[J].中国化工贸易，2015，20：

001-003.

4化学处理法

4.1混凝法

混凝法的优势主要表现在基建费用较低，工艺流程简单，操作方便，处理效果好。

其不足之处是常年的药剂费用较高，而且产生的污泥含无机物较多，和生物处理单元的污泥差别较大。

目前应用的絮凝剂很多，例如无机铁/铝盐絮凝剂、聚烯酸、季胺型阳离子聚丙烯酰胺、两性壳聚糖絮凝剂、淀粉改性阳离子絮凝剂、聚合硅酸铝、有机/无机复合絮凝剂及（PAC+PAM）复合絮凝剂、NOC-1系列生物絮凝剂[[]杨红艳.浅析印染废水的治理现状及进展[J].中国化工贸易，2015，14：

308-309.

]等等。

复合絮凝剂主要是运用了传统单一絮凝剂优势互补的原理；

微生物絮凝剂是利用桥联作用使污染物沉淀；

纳米絮凝剂目前主要是指用铝、铁、硅等合成的纳米材料对污染物的去除[[]程媛媛，龙焙.印染废水治理技术应用及研究进展[J].武汉生物工程学院学报，2015，11

（2）：

姚力[[]姚力，信欣等.新型复合型生物絮凝剂处理印染废水[J].工业水处理，2014，34（8）：

65-68.

]等运用自制的生物絮凝剂MBF-737和化学絮凝剂FeCl3复配使用对印染废水进行了混凝实验，絮凝率、除浊率、色度去除率分别达到73.81%、79.91%、86.5%，而且复合絮凝剂的用量少，充分体现了其节能高效的优点。

司鹏敏[[]司鹏敏，谢经良等.BH1型混凝脱色剂处理针织印染废水的实验研究[J].环境科学与管理，2010，35（8）：

50-52.

]等运用新研制的BH1型混凝剂对针织印染废水进行了脱色与去除COD的实验，COD、色度去除率分别为64%、89%，效果优于普通的硫酸铝等混凝剂。

由此可见，混凝法在印染废水处理方面发挥着巨大作用。

4.2氧化法

化学氧化法是利用氧化剂与污染物之间的电位差而表现出强氧化性作用，使有机污染物中的不饱和键断裂形成简单的有机物或者无机物。

化学氧化法可用于处理难生物降解的污染物，见效快、能提高废水生化比、去除有机物能力强等，因此在印染废水处理中被广泛应用。

二氧化氯常用于污水的末端处理，是一种强氧化剂。

主要特点有强氧化能力、消毒性能基本不受pH值影响、不被氨或氯胺反应、温度越高对细菌的灭活能力越高、具有较强的脱色除臭效果[[]由波，王晓燕等.二氧化氯处理印染废水的研究[J].黑龙江环境通报，2011，35

（1）：

56-57.

]等。

石磊[[]石磊.二氧化氯催化氧化技术在印染废水深度处理中的应用分析[J].中国科技纵横，2010，（11）：

403-404.

]采用二氧化氯催化氧化-混凝沉淀工艺对印染废水进行深度处理，结果表明ClO2能够有效分解废水中的难降解有机物，结合后续的混凝处理，最终出水COD可以保持在50mg/L左右，色度低于20倍。

臭氧氧化法不会产生二次污染及污泥，只需要臭氧发生器即可，因此占地面积很小。

但是其运行成本比较高，不适合处理大流量废水。

当臭氧与活性炭法联合使用时，活性对臭氧氧化具有催化作用，使臭氧产生OH•的能力更强，并且在碱性条件下以及30℃时效果最佳[[]沈孝霖，杨鹏杰等.臭氧-活性炭法降低印染废水COD的研究[J].长春理工大学学报（自然科学版），2015，38（3）：

86-88.

卢宁川[[]卢宁川，府灵敏.臭氧处理印染废水的方法研究[J].江苏环境科技，2002，15

（2）：

1-2.

]等研究表明臭氧对含有GBC枣红基染料的印染废水的脱色率为94%，CODcr的去除率为72%，并且出水的pH趋于中性。

仅采用臭氧氧化处理印染废水，虽然可以得到比较好的效果，但是处理成本较高。

赖冬麟[[]赖冬麟，李昊.臭氧技术在印染废水处理中的应用[J].水科学与工程技术，2011，6：

8-10.

]等将臭氧氧化和生物处理技术结合，即先用臭氧进行预处理，再进行生化降解，这样不仅能有效地提高处理效率，又能大大降低处理成本。

芬顿试剂是由Fe2+和H2O2组成的混合体系，酸性条件下H2O2在Fe2+的催化作用下产生氧化性极强的羟基自由基，可以将羧酸、酯类等氧化为无机态，因此该技术常用于处理难降解的有机废物。

单宁[[]单宁，汤梅洁.芬顿法深度处理印染废水[J].浙江化工，2015，46

（2）：

47-49.

]等采用Fenton法对印染厂生化出水（COD值约为90mg/L）进行深度处理，在pH值为4.0、FeSO4投加量为900mg/L、H202投加量为1.5ml/L的条件下反应30min，COD去除率可达70%，符合废水提标改造的要求。

宋应民[[]宋应民，耿春茂等.非均相类芬顿催化剂的制备及其应用效果研究[J].广东化工，2014，41（13）：

82-101.

]等研制了一种新型非均相类芬顿催化剂，经试验表明，对pH为7.83的印染废水可以使COD去除率达67%以上，出水澄清，催化剂可重复使用。

光催化氧化技术主要利用紫外光激发氧化，将O3、H2O2等氧化剂与光辐射相结合，组成UV-H2O2、UV-O3等工艺，可以用于处理污水中难降解物质。

在Fenton体系中加以紫外光辐射，可以加快H2O2产生羟基自由基，促进有机物的氧化去除，提高处理速率。

HsuhuiCheng等[[]HsuhuiCheng,ShihjieChou.PhotoassistedFentondegradationofphthalocyaninedyesfromwastewaterofprintingindustryusingFe（II）/γ-Al2O3catalystinup-flowfluidized-bed[J].JournalofEnvironmentalSciences,2014,26:

1307–1312.

]采用浸渍法制备的Fe（II）/γ-Al2O3作为光芬顿法的催化剂对含有酞菁染料的废水进行处理，在最佳运行条件下其处理效果非常好而且催化剂可以重复利用三次。

目前运用较多的光催化材料TiO2具有稳定性好、光效率高等优点。

有研究表明，将TiO2制成膜固定在反应器内[[]程沧沧，肖忠海等.半导体光催化氧化法处理印染废水的研究[J].重庆环境科学，2001，23（3）：

61-62.

]，光源为高压汞灯，可以将丝绸厂印染废水的色度去除100%，COD去除率达到85.6%。

4.3电化学法

电化学法分为内电解法和电解法。

内电解是以铁屑和炭粒为电极，污水为电解质组成原电池，通过电极反应达到净化水质和提高生化比的目的。

电解法需要外加电流，电解产生[O]和[H]等氧化还原行物质对有机物进行降解，同时产生的Fe2+水解后具有絮凝作用。

电化学法操作简单、处理效果好、设备费用低、管理方便，因此该技术被广大印染企业采用。

电解-内电解复合法[[]史亚君，张婉佳.电解一内电解复合处理印染废水的试验研究[J].上饶师范学院报，2004，24（6）：

50-54.

]处理印染废水效果显著，具有协同作用。

电解电极的电场可以使内电解的电极电位差增加，提高内电解反应速率。

内电解产生大量的微电池分布于污水中，可以降低电解法的负荷，进一步缩短电解法处理印染废水所需的处理时间。

为适应印染废水碱性条件，在铁碳微电解中加入稀土元素和铜组成的添加剂[[]郭函君，梁晓菲.铁炭微电解法处理碱性印染废水的研究[J].环保科技，2014，20（3）：

12-15.

]就可以使整个反应在中性或者偏碱性条件下运行，而且处理效果不会变差。

5生物处理法

5.1好氧处理法

好氧处理法是在有足够的溶解氧存在情况下，好氧微生物通过自身的代谢活动将有机物分解的过程，但是此过程能去除的大多是溶解性的易于降解的有机物。

以活性污泥法、投料活性污泥法、生物接触氧化法和生物滤池为主。

一般传统活性污泥法对印染废水COD去除率不高，因此国内外采取了一系列强化措施，如向普通活性污泥法中投加填料以增加容积负荷等。

其中日本研发了以PVA凝胶小球为载体的好氧处理工艺[[]GeYS,YamaguchiA.StudyontheperformanceofanaerobicammoniumoxidationtreatmentusingPVAgelasacarrier[J].WaterScience&

Technology,2009,59（5）:

1037-1041.

]引用来自[32]中的引用

，而且此工艺已经应用于日本的制药、果汁、冶金、造纸等行业，其优势表现在容积负荷大大提高，出水水质好且稳定，占地少节省投资等。

我国试验研究表明，废水直接进入PVA反应器后依次进入污泥减容槽和沉淀槽，最终出水效果为CODCr为100～200mg/L，反应器对COD去除率为85%以上[[]付玮，刘永红等.PVA生物处理印染废水的工艺研究[J].工业用水与废水，2014，45

（1）：

10-13.

]，可以看出其处理效果与传统活性污泥法相比大大提高。

5.2厌氧处理法

厌氧法常常用于高浓度以及难降解有机废水的处理，其效率高，负荷大，但往往不能处理达标排放，因此常在后面连接好氧处理措施。

但是对于高浓度且易于降解的有机物处理效果非常好，不仅处理效率高，而且成本很低。

在印染废水处理方面，厌氧主要是实现水解酸化的功能以提高生化比。

印染废水处理效果不好往往是因为水解池处理效果差，钱进[[]钱进.厌氧水解技术处理印染废水工艺探讨[J].中国市政工程，2015，2：

54-60.

]提出水解酸化工艺的进配水方式及填料对其处理效果影响很大。

进水要保证单位面积进水量相同，以达到均匀配水和充分搅拌的目的。

选择的填料应耐腐蚀而且比表面积足够大以供更多的微生物附着生长，安装方式要满足水利条件的改善。

J.Wang[[]J.Wang,Z.-J.Zhangetal.PerformanceofAnaerobicProcessonToxicityReductionDuringTreatingPrintingandDyeingWastewater[J].BullEnvironContamToxicol,2007,78:

531-534.

]等采用厌氧污泥床反应器EGSB对印染废水进行处理，发现长链正构烷烃的去除率可以达到75%，而且对复杂的污染物和毒性物质具有很好的降解能力。

因此此类反应器对印染废水的处理很实用。

5.3组合法

组合法结合了厌氧、好氧的优点，不仅达到了去除COD、色度的要求，还有脱氮除磷效果，更能满足当今印染废水处理的要求。

其优势体现在水力作用时间较短，厌氧段可提高印染废水的可生化性，为后续的好氧生物处理创造条件。

国内外对组合法的研究很多，其处理效果与单独的好氧或厌氧处理相比明显提高。

AlessandroSpagni[[]AlessandroSpagni,SeleneGrillietal.Treatmentofasimulatedtextilewastewatercontainingtheazo-dyereactiveorange16inananaerobic-biofilmanoxiceaerobicmembranebioreactor[J].InternationalBiodeteriorationandBiodegradation,2010,64:

676-681.

]等的研究结果表明，一个系统包括厌氧生物滤池、厌氧好氧膜生物反应器适用于合成纺织废水的处理，对含有偶氮染料的印染废水去除效果较好。

组合法在脱氮方面，冯美丽[[]冯美丽.A/O—MBR工艺处理印染废水的研究[J].河南科技，2014，7：

34-35.

]的研究表明，在A/O-MBR处理工艺中，C/N为14.6，COD/NH4+-N大于15时，反硝化效果较好，总氮的去除率大于60%，且比值越高，总氮的去除率越高。

6常用处理工艺及其特点

针对上述的各种处理方法，近年来发展了很多组合工艺以满足日益复杂的印染废水的处理。

6.1厌氧-两级好氧-混凝工艺

目前处理高浓度废水最常用的工艺就是厌氧与好氧的结合，厌氧处理不仅效率高，还可以处理难降解的有机物并且产生甲烷回收利用，实现环境与经济双赢。

厌氧采用UASB反应器可以实现去除色度以及提高废水生化比。

两级氧化中A段的负荷很高，在低负荷的B段投加活性炭可以组成生物活性炭工艺，进一步降解有机物，最后经过混凝处理去除残余的色度、有机物及总磷。

该工艺对高浓度的印染废水处理效果很好，可以将COD高达5000mg/L的废水处理出水COD为54mg/L，稳定达标排放[[]张慰.厌氧-两级好氧联合处理工艺处理印染废水[J].建筑工程技术与设计，2014，（17）：

1483，1462.

此工艺最显著的优点是适合处理高浓度的废水，负荷高且出水COD低，可以达标排放。

但是也有不足之处，主要表现在UASB中三相分离器的分离效果，布水系统的均匀配水都将影响到UASB的运作好坏，从而影响工艺的最终出水水质。

6.2水