印染废水具有成分复杂(含染料、浆料、助剂、重金属等)、色度高、碱性强、可生化性差(B/C 比<0.3)等特点,处理难度大。其处理工艺需结合废水特性,采用 “预处理→生物处理→深度处理” 多级组合技术,以下是具体方法及技术路线:
一、预处理阶段
目的:去除悬浮物、调节 pH、降低色度和毒性,提高可生化性。
混凝沉淀 / 气浮原理:投加混凝剂(如聚合氯化铝 PAC、聚丙烯酰胺 PAM)或脱色剂,通过絮凝作用去除悬浮物、胶体及部分染料(如活性染料、直接染料)。
适用:高悬浮物、高色度废水的初步脱色,常作为印染废水的首道处理工序。
中和法原理:调节废水 pH 至中性(酸性废水用石灰、NaOH 中和;碱性废水用 H2SO4 中和)。
适用:染色车间排出的强酸 / 强碱废水(如印花废水、皂洗废水)。
氧化预处理臭氧氧化:利用臭氧的强氧化性破坏染料分子发色基团,降低色度(脱色率可达 60%-80%),同时分解部分有机物。
次氯酸钠氧化:成本低,适用于含硫化染料、还原染料的废水,但产生有毒副产物(如 AOX)。
水解酸化原理:通过厌氧微生物将大分子染料(如分散染料、阳离子染料)水解为小分子有机物,提高 B/C 比(可从 0.1-0.2 提升至 0.3 以上)。
适用:可生化性差的印染废水,为后续好氧处理创造条件。
二、生物处理阶段
目的:通过微生物代谢降解有机物,进一步去除 COD、色度及部分氮磷。
1. 厌氧生物处理
工艺:UASB、厌氧生物滤池(AF)、水解酸化池。
原理:利用厌氧细菌(如产酸菌)分解染料分子中的偶氮键(-N=N-),实现脱色和部分有机物降解。
优势:能耗低,适合高浓度有机废水(COD>3000 mg/L),对活性染料、酸性染料脱色效果显著。
2. 好氧生物处理
传统活性污泥法:A/O 工艺:厌氧段水解酸化 + 好氧段降解有机物,同步脱氮(适用于含氮染料废水)。
A2/O 工艺:增加缺氧段,强化脱氮除磷,适合印染废水的氮磷超标问题。
生物膜法:生物接触氧化:填料附着生物膜,耐冲击负荷,适合水质波动大的印染废水。
曝气生物滤池(BAF):滤料截留悬浮物,微生物降解有机物,出水水质较好。
好氧技术:MBR(膜生物反应器):膜分离截留悬浮物和难降解染料,出水色度低(<50 倍),COD 去除率可达 80%-90%。
序批式活性污泥法(SBR):周期性运行,适合中小型印染企业废水处理。
3. 厌氧 - 好氧联合工艺
典型流程:预处理(混凝沉淀)→水解酸化(厌氧)→接触氧化(好氧)→二沉池。
优势:厌氧段破坏染料结构、降低色度,好氧段进一步矿化有机物,处理效率比单一工艺提高 30%-50%。
三、深度处理阶段
目的:去除残留色度、难降解有机物(如苯系物、苯胺类)及重金属,确保出水达标(如《纺织染整工业水污染物排放标准》GB 4287-2012)。
膜分离技术纳滤(NF)/ 反渗透(RO):纳滤截留分子量 200-1000 Da 的染料分子(如活性染料、酸性染料),脱色率>95%,同时去除盐分。
反渗透可实现废水回用(产水用于清洗工序),但需预处理防止膜污染(如超滤作为前处理)。
适用:低盐印染废水的回用处理,或作为 “零排放” 工艺的核心单元。
氧化技术(AOPs)芬顿氧化(Fe2+/H2O2):产生・OH 自由基,氧化分解残留染料(如还原染料、硫化染料)及 COD,脱色率可达 70%-90%。
适用于生化出水的深度脱色,需调节 pH 至 2-4,处理后需中和沉淀铁泥。
催化臭氧氧化:臭氧在催化剂(如 TiO2、活性炭)作用下生成更多・OH,氧化效率比单纯臭氧提高 2-3 倍,适合难降解染料废水。
光催化氧化:利用紫外光 / 可见光激发催化剂(如 g-C3N4)降解有机物,能耗较低,适合低浓度废水。
吸附法活性炭吸附:吸附水溶性染料(如直接染料、酸性染料)及色度,常用于末端处理,吸附饱和后需再生或更换。
改性膨润土 / 硅藻土:天然矿物经改性后吸附阳离子染料(如阳离子红、阳离子蓝),成本低于活性炭。
树脂吸附:大孔吸附树脂(如 XDA 系列)吸附疏水性染料(如分散染料、还原染料),可循环再生。
电化学处理电絮凝法:铁 / 铝电极电解产生絮凝剂,同时氧化染料分子,兼具脱色和除悬浮物效果。
三维电极法:在传统电解槽中加入粒子电极,扩大反应面积,提高处理效率。
四、特殊污染物处理
高色度废水:组合工艺:混凝沉淀→臭氧氧化→生物处理→活性炭吸附(脱色率可达 95% 以上)。
难降解染料(如分散染料、还原染料):预处理采用微电解(铁碳法)破环,深度处理采用芬顿氧化或臭氧催化氧化。
重金属(如 Cu、Zn、Cr):化学沉淀法:投加 NaOH 或硫化钠生成氢氧化物 / 硫化物沉淀,结合重金属捕集剂(如 DTCR)进一步去除。
高盐废水(如印花、染色废水):分质处理:高盐废水单独收集,采用 “预处理→蒸发结晶(MVR)” 脱盐,淡水回用于生产;低盐废水进入生物处理系统。
五、工艺选择原则
水质特性:高色度、低 B/C 比废水:优先采用 “预处理(混凝 + 氧化)→厌氧水解→好氧生物处理→深度氧化(臭氧 / 芬顿)”。
可生化性较好废水(B/C>0.3):采用 “水解酸化→A/O 或接触氧化→膜处理”。
排放标准:一级排放标准(如直接排放至地表水体):需强化深度处理(如 RO + 氧化),确保色度<30 倍、COD<50 mg/L。
回用标准:采用 “生物处理→UF→NF/RO”,产水用于清洗、染色等工序。
经济成本:中小型企业:优先选择低成本工艺(如混凝 + 水解酸化 + 接触氧化 + 活性炭)。
大型企业或园区:考虑 “集中处理 + 资源回收”(如染料回收、水回用),降低综合成本。
典型流程示例:棉纺织印染废水:格栅→调节池→混凝沉淀→水解酸化→接触氧化→二沉池→臭氧氧化→砂滤→达标排放。
化纤印染废水(含分散染料):微电解→UASB→A/O→MBR→芬顿氧化→RO→回用 / 排放。
六、发展趋势
资源化技术:膜分离回收染料(如纳滤截留活性染料,实现染料回用)。
厌氧消化产生沼气,回收能源。
低碳与智能化:太阳能驱动的光催化氧化、风能供电的曝气系统,降低能耗。
物联网(IoT)在线监测水质(如色度在线仪、COD 传感器),自动调节加药量和工艺参数。
新型材料应用:生物炭(如秸秆制备的活性炭)替代传统活性炭,降低成本并实现废弃物资源化。
金属有机框架(MOFs)、石墨烯基材料用于高效吸附染料。