印染行業是紡織工業用水量較大的行業，水作為媒介參與整個印染加工過程。印染廢水是指棉、毛、麻、絲、化纖或混紡產品在預處理、染色、印花和整理等過程中所排出的廢水。本文主要梳理了印染廢水的各種處理方法。


1印染廢水來源和水質特點
由于印染過程中工藝繁復，且需投放種類繁多的染料、漿料、助劑等化學品，因此印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水。
印染廢水不單單產生于染色過程中，印染過程分多個工序，每一道工序都要排出廢水，預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。


印染廢水是以上各類廢水的混合廢水。其中所含的污染物有原料的污物、油脂、添加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸堿等。


2印染廢水處理技術
印染廢水的處理方法主要有：物理處理法、化學處理法、物化處理法、生物處理法。印染廢水處理以生物法為主，還結合其他方法進行預處理。
 物理法
（1） 膜分離
作為一種高效分離技術，膜分離是利用生物膜對物質選擇性通透的原理，對廢水中的污染物進行分離、濃縮、回收而達到廢水處理目的。


膜分離技術不需投加化學試劑，在處理過程中也不產生新的化學物質，不產生二次污染;處理過程簡單，操作方便，可在常壓下進行，能耗低;可從廢水中回收有用的鹽類和部分染料，使之循環使用;處理后的廢水可直接回用，減少了廢水排放量。
膜分離技術應用于染料廢水處理方面主要是超濾和反滲透。據報道，用管式和中空纖維式聚砜超濾膜處理還原染料廢水脫色率在95%～98%之間，CODCr去除率60%～90%，染料回收率大于95%。而納濾膜用于印染廢水處理中，如采用加壓過濾方式，通常在1.0Mpa以上的操作壓力下運行，不僅能耗高而且膜污染嚴重，切對原水處理要求較高，改加壓式過濾工藝為浸沒式過濾工藝可以提高其效率并節能。


（2） 高能物理法
高能物理法是一種新的水處理技術，當高能粒子束轟擊水溶液時，水分子發生激發和電離，生成離子、激發分子、次級電子，這些輻射產物在向周圍介質擴散前會相互作用產生反應能力極強的物質HO˙自由基和H原子，與有機物質發生作用而使其分解。高能物理法處理印染廢水具有有機物的去除率高、設備占地小、操作簡單、用來產生高能粒子的裝置昂貴、技術要求高、能耗大、能量利用率不高等特點。


（3）超聲波技術
利用超聲波可降解水中的化學污染物，尤其是難降解的有機污染物。它集高級氧化技術、焚燒、超臨界水氧化等多種水處理技術的特點于一身，降解條件溫和、降解速度快、適用范圍廣，可以單獨或與其它水處理技術聯合使用。該方法的原理是廢水經調節池加入選定的絮凝劑后進入氣波振室，在額定的震蕩頻率的激烈震蕩下，廢水中的一部分有機物被開鍵成為小分子，在加速水分子的熱運動下，絮凝劑迅速絮凝，廢水中色度、COD、苯胺濃度等隨之下降，起到降低廢水中有機物濃度的作用。目前超聲技術在水處理上的研究已取得了較大的成果，但絕大部分的研究都還局限于實驗室水平上。




物化法
（1）吸附法
吸附法特別適合低濃度印染廢水的深度處理，具有投資小、方法簡便、成本低的特點，適合中小型印染廠廢水的處理。
吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，利用吸附劑表面活性，將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附并濃集于其表面，達到凈化水的目的。




（2）混凝法
混凝法主要有沉淀法和氣浮法，因其具有投資費用低、設備占地少、處理容量大、脫色率高等優點，至今仍是我國中小型印染企業普遍采用的廢水處理方法。混凝劑有無機混凝劑、有機混凝劑及生物混凝劑等。混凝法常用的混凝劑是硫酸鋁、氯化鋁、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)等，PAC吸附架橋性能最好，而PFS價格較低。混凝法對疏水性染料效果好，但對親水性染料效果差。在廢水中投加鋁、鐵鹽等絮凝劑，使其形成高電荷的羥基化合物，他們對水中憎水性染料分子如硫化染料、還原染料、分散染料的混凝效果較好。混凝過程中明顯的吸附架橋作用不會改變染料分子的結構。




化學法
（1）化學氧化法
化學氧化法是目前較為成熟的方法，是利用臭氧、Fenton試劑、氯、次氯酸鈉等將染料的發色基團破壞而脫色。
臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果，不產生污泥和二次污染，而且臭氧發生器簡單緊湊、占地少，容易實現自動化控制。但是處理成本高，對硫化、還原等不溶于水的染料效果較差。不適合大流量廢水的處理，而且CODCr去除率低。通常很少采用單一的臭氧法處理印染廢水，而是將它與生物法、混凝法等其它方法相結合，彼此互補以求達到最佳的廢水處理效果。
Fenton試劑氧化法，其脫色的實質是H2O2 與Fe2+ 反應所產生的羥基自由基使染料有機物斷鏈。 Fenton試劑除氧化作用外，還兼有混凝作用。采用鐵屑過氧化氫氧化法處理印染廢水，在pH為1~2時鐵氧化生成新態Fe2+，其水解產物可脫除硝基酚類，蒽醌類染料廢水色度。




（2）光化學氧化法
光催化氧化應用廢水治理領域，始于20世紀80年代后期，可分為光分解、光敏化氧化、光激發氧化和光催化氧化四種，目前研究和應用較多的是光催化氧化法。光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設備投資和電耗還有待進一步降低。
常用光敏化半導體(如TiO2、CdS 、Fe2O3 、WO3 作催化劑)，在紫外線高能輻射下，電子從價帶躍遷進入導帶，在價帶產生空穴，從而引發氧化反應。此法對染料廢水的脫色效率高，缺點是投資和能耗高。
與傳統的水處理技術中的以污染物的分離、濃縮以及相轉移為主的物理方法相比，光化學氧化能有效地破壞許多結構穩定的生物難降解的有機污染物，而且具有反應條件溫和(常溫、常壓)、氧化能力強、速度快、節能高效、污染物降解徹底等優點，幾乎所有的有機物在光催化作用下可以完全氧化為CO2、H2O等簡單無機物。但光催化氧化方法對高濃度廢水效果不太理想。




（3）電解法
利用電解過程中的化學反應，把印染廢水中的污染物轉化為無害物質。近年來由于電力工業的發展，電力供應充足并使處理成本大幅降低，電化學法已逐漸成為一種非常有競爭力的廢水處理方法。染料廢水的電化學凈化根據電極反應發生的方式不同，可分為內電解法、電凝聚電氣浮、電催化氧化等。
電解法對處理含酸性染料廢水效果較好，但對顏色深、COD高的廢水處理效果差。電解法一般還同時伴隨著氣浮或混凝沉淀作用，所以處理效果較好，但是也存在電解過程中所加的電解質會造成其它雜質超標現象。




生物法
生物處理方法可分為好氧法、厭氧法和厭氧-好氧結合。國內對印染廢水以生物處理為主，尤以好氧生物處理法占絕大多數。好氧處理法運行簡單，對CODCr、BOD5的去除率較高，對色度的去除率卻不太理想。而厭氧處理法對印染廢水的色度去除率較高。厭氧處理法污泥生成量少，產生的氣體是甲烷，可利用作為能源。但單獨使用，效果不理想。目前印染廢水在處理時，多先進行厭氧處理，提高廢水的可生化性，使出水水質穩定，減少了沖擊負荷，便于后續的好氧處理。
生物法之好氧法
（1）活性污泥法
具有投資相對較低、處理效果較好等優點。該技術將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣，使印染廢水中的有機污染物分解，生物固體隨后從已處理廢水中分離，并可根據需要將部分回流到曝氣池中。活性污泥既能分解大量的有機物質，又能去除部分色度，還可以微調pH值，運轉效率高且費用低，出水水質較好，適合處理有機物含量較高的印染廢水。




(2）SBR法


序批式活性污泥法(SBR)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥廢水處理技術。該技術具有時間上的推流作用和空間上的完全混合兩個優點，使其成為處理難降解有機物極具潛力的工藝。彭若夢等采用SBR工藝處理印染廢水，在進水COD在800mg/L，pH在8.0左右的情況下，COD的去除率在50%~90%。


（3）生物膜法
生物膜法是通過生長在填料如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水的方法，該法對印染廢水的脫色作用較活性污泥法高。生物膜法在印染廢水處理中有較多的形式，主要包括接觸氧化法和生物濾池。由于印染廢水的高濃度、難降解特性，決定了單純的生物膜法在處理印染廢水中很難達到滿意的處理效果。






（4）生物接觸氧化法
該法是從生物膜法派生出來的，兼具活性污泥和生物膜兩者的優點。廢水與生物膜相接觸，生物膜由菌膠團、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成，在有氧的條件下，生物膜吸附廢水中的有機物，有機物被微生物氧化分解，可使廢水得到凈化，因其具有容積負荷小、占地少、污泥少、不產生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、可降解特殊有機物的專性微生物等特點，近年來在印染工業廢水中廣泛采用。




(5) MBR工藝
MBR又稱膜生物反應器，是一種由活性污泥法與膜分離技術相結合的新型水處理技術。膜的種類繁多，按分離機理進行分類，有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類，有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜);按膜的結構型式分類，有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。在MBR工藝中，膜分離組件可以提高某些專性菌的濃度活性，還可以截留大分子難降解物質;還可以在處理廢水的同時回收化工原料;處理后排除的部分水能達到回用水的標準。




生物法之厭氧法
（1）厭氧生物濾池
厭氧生物濾池的構造與浸沒式好氧生物濾池相似，但池頂密封。濾池中厭氧微生物濃度較高，生物固體平均停留時間可長達150d左右。厭氧生物濾池的運行效果受溫度影響大，不同溫度下厭氧生物濾池的容積負荷相差較大，大多數厭氧生物濾池在中溫(35℃±3℃)條件下運行。




（2）UASB反應器
上流式厭氧污泥床(UASB)反應器是在升流式厭氧生物濾池的基礎上發展起來的一種高效厭氧生物反應器，主要由進水配水系統、反應區、三相分離器、出水系統和排泥系統組成。




（3）ABR反應器
厭氧折流板式(ABR)反應器運用擋板構造，在反應器內形成多個獨立的反應器，實現了分相多階段缺氧，其流態以推流為主;具有不斷流，不堵塞，無需攪拌和易啟動的特點。自20世紀80年代初誕生以來，提高它的性能或者處理某類特別難降解的廢水一直是其研究的重點。




（4）厭氧流化床
厭氧流化床(AFB)反應器具有接觸充分、水力停留時間短、不易堵塞、負荷高、占地少等特點。由于在較高的廢水和氣體的流速下產生混合作用，使得該反應器可以保持較高的負荷和去除率。




（5）IC反應器
厭氧內循環(IC)反應器由第一反應室和第二反應室疊加而成，每個反應室的頂部各設一個集氣罩和水封組成的三相分離器，如同兩個UASB反應器上下疊加串聯。具有容積負荷率高、占地面積少、抗沖擊負荷能力強、出水的穩定性高的工藝特征。






（6）水解酸化處理


工程上厭氧發酵產生沼氣的的過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段等三個階段。水解酸化工藝是把反應控制在第二階段完成之前，不進入第三階段。在水解反應器中實際完成水解和和酸化兩個過程。在以往的研究中發現采用水解反應器，可以短的停留時間(HRT=2.5h)和相對高的水力負荷下(>1.0m3/(m2˙h))獲得較高的懸浮物去除率(平均85%的SS去除率)，還可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后處理工藝。但是，該工藝的COD去除率相對較低，僅有40%～50%，并且溶解性COD去除率很低，實際上只能起到預酸化作用。


生物法之厭氧-好氧組合
傳統的好氧和厭氧生物處理法已不能滿足印染行業的需求，進而產生了厭氧-好氧組合生物處理技術，充分利用了厭氧和好氧生物處理技術的優點，厭氧-好氧系統中的厭氧段具有雙重的作用：一是對廢水進行預處理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有機物;二是對系統的剩余污泥進行消化。例如如下三種工藝：厭氧-好氧-生物炭接觸工藝、厭氧-好氧生物轉盤工藝和水解酸化-好氧工藝。
厭氧-好氧-生物炭接觸：對于CODCr為800～1000mg/L的印染廢水，使用該處理工藝，處理效果完全可以達到國家排放標準，再稍加進一步處理還可回用，系統的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產廠采用該流程，運轉時間最長的達5年以上，處理效果穩定，而且從未外排污泥，也沒發現厭氧池內污泥過度增長。
厭氧-好氧生物轉盤：該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置，整個系統的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉盤。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當投加微量絮凝劑，測得CODCr、色度的去除率可提高15%～20%
水解酸化-好氧工藝：水解酸化與好氧法結合的厭氧處理已不是傳統 的厭氧消化，水力停留時間一般為3～5 h，只發生 水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對 印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質，期望 他們在厭氧段發生水解、酸化，變成較小的分子， 從而改善廢水的可生化性，為好氧處理創造條件， 并能較好地解決PVA、染料的處理問題。