【技术】印染工业废水的中水回用技术研究进展
1、印染废水中水回用现状
日本、美国、以色列等的中水回用技术相对较成熟。日本有污水处理厂600多座，中水回用量占处理水量的46%;美国城市中水回用量每年达9亿m3;以色列在中水回用方面是比较出色的国家，污水经过处理后，46%直接回用于灌溉，其余33%和约20%分别回灌于地下或排人河道。我国的中水回用技术起步较晚，但近几年发展较快，且起点较高。在印染行业废水回用率较低，仅在10%左右，主要原因如下：(1)中水回用技术多处于小试或中试阶段，在实际工程应用中较少，并且水的回用率较低，一般不足50%，主要用于对水质要求不高的工序。(2)中水回用是在对印染废水处理达标的前提下进行的，而在实际运行中很难严格达到排放标准，尤其在盐度和硬度方面。(3)在实际的中水回用过程中，回用水中的有机污染物和无机盐的长时间积累会对生产及废水处理带来一系列问题。(4)中水回用系统前期投入较多，而收益时间较长，这对一些中小型企业是个很大的挑战，根据不同处理规模和处理技术，总投资为131万~2 373万元，运行成本为0.57~1.76元/t。
印染废水中水回用处理是在废水达到排放标准的基础上进行的深度处理，即CODCr为100 mg/L左右，色度在70倍左右时的废水。目前，印染废水的中水回用处理方法主要有：物化法、生物法以及其组合方法[8]。对印染废水中水回用技术而言，关键在于对COD、色度和盐度的去除效果。印染废水经深度处理后主要用于工业用水上的冷却用水、洗涤用水、工艺与产品用水等，或作为企业绿化用水、厂区地面或路面冲洗用水，企业内厕所冲洗用水等。根据《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4782—2012)、《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923—2005)、《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)、《城市污水再生利用 绿地灌溉水质》(GB/T 25499—2010)等要求，印染废水污染物排放标准及不同回用方式部分水质指标如表1所示。
表1 印染废水污染物排放标准及不同回用方式水质指标要求
2、印染废水中水回用处理方法
2.1物化法2.1.1吸附法吸附法处理印染废水是利用比表面积较大的颗粒或粉末物质与印染废水结合，从而去除废水中的污染物质的方法，常用于低浓度的、经过处理后的印染废水。吸附法对水中的难降解和剧毒物质有很好的去除效果。常用的吸附剂是活性炭和粉煤灰等。一般吸附一些可溶性的有机物，对一些胶体类型的，疏水性的污染物没有太大的作用。张健俐等采用臭氧脱色和活性炭吸附处理系统对某纺织企业的印染废水进行回用处理的研究，结果表明当进水CODCr为80~100 mg/L时，出水CODCr为6~10 mg/L，处理后的水可以用于冷却循环水和水洗水。马志毅等研究发现采用活性炭对染色废水进行处理，在佳处理条件下，色度去除率达92.17%，COD去除率达91.15%，达到了纺织工业对洗涤用水的标准，经小试和生产试验都证明，其净水效果好，出水可回用于洗呢和煮呢工序，且寿命长，经济实用。除此之外，朱萍采用吸附法对印染废水中水回用进行了探讨，结果表明经过处理后的废水COD降解率为71%，色度去除率为100%，出水符合回用水标准，将其用于产工艺试验研究发现，回用水用于染整生产工艺的前处理工序中具有比较好的处理效果，在退浆效果、毛细效应上回用水处理效果优于生产用水处理织物。虽然吸附法在印染废水中水回用上有较好的效果，但也存在吸附剂容易饱和，不易再生，废弃的吸附剂容易造成二次污染的缺点，因此，吸附法研究的方向在于如何将吸附剂进行改性与活化，以提高脱色效果;以及寻求吸附性能好的废渣、废料，这样既可利用废物又能降低成本。
2.1.2混凝法混凝法是通过向废水中添加一定的化学药剂，经物理或化学的作用，使原先溶于废水中或呈细微状态、不易沉降、过滤的污染物，集结成较大颗粒以便分离的方法，传统的混凝剂有铁盐和铝盐。杜仰民采用无机铁盐对不同类型的印染废水进行深度处理，结果表明脱色率平均达94%，COD的去除率平均达74.3 %，但出水CODCr为119 mg/L，没有达到回用标准。胡恭任等研究了聚合氯化铝和聚硅硫酸铝对低浓度印染废水的处理效果，经两者处理后的出水CODCr分别为56 mg/L和48 mg/L，但色度仍较高，无法用于中水再利用。由此可见，软水，传统的单一的混凝工艺往往不能满足中水回用的综合指标。当前的研究更倾向于混凝剂结合助凝剂，或者混凝法与其他工艺结合的新型联合工艺。高萌等将助凝剂聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁结合对某毛纺织厂印染废水进行深度处理后，出水CODCr达到26.22 mg/L，并用于工业回水。此外，在利用絮凝-水解-接触氧化-混凝气浮联合工艺对印染废水的中水回用进行研究，结果表明其对有机物以及色度的去除明显优于单个工艺。朱月琪等采用曝混凝法对经过曝气生物滤池处理后的废水进行深度处理，出水CODCr<50 mg/L，达到了企业的回用标准。混凝法对疏水性染料脱色效率很高，处理水量大，一次性投资少，但是对亲水性染料的脱色效果差，还生成大量的泥渣。
#p#分页标题#e#2.1.3高级氧化法高级氧化法是目前对印染废水脱色较成熟的方法，该法可在较短时间内将难降解的毒性有机物降解无害化。它利用强氧化剂将染料分子中发色基团的不饱和键断开，形成分子量较小的有机酸或醛类，从而使其失去发色能力。在印染废水的化学氧化法处理中，臭氧是常用的氧化剂。由于臭氧具有很强的氧化能力，对印染废水色度去除效果相当明显，但是不能很好的去除废水中的COD。李昊等采用臭氧氧化法处理生化处理经过生化处理后的印染废水，结果表明废水的色度去除率大于95%，处理后废水色度小于5倍，CODCr<50 mg/L，达到回用标准。臭氧氧化的主要优点是反应速度快、脱色率高、设备简单，容易实现自动化控制，但是处理成本较高，且不适合大流量废水的处理。杨占红采用臭氧氧化法对已生化处理的印染废水深度处理，锅炉软水，结果表明臭氧氧化法可以可去除印染废水中75%的COD，出水COD降至60mg/L，满足中水回用要求。
光化学氧化法也是高级氧化法的一种，传统观念认为光催化氧化在反应速率和氧化能力上比单独的化学氧化和光辐射要高。在印染废水处理技术中常用的光化学氧化法有TiO2/UV、H2O2/UV、O3/UV等。冯丽娜等通过TiO2/活性炭光催化剂的光催化氧化作用，对印染废水的生化处理出水进行深度处理，结果表明在佳条件下，出水CODCr达到50 mg/L，色度为2倍，满足印染行业回用水的标准。金亮基等对实际印染废水进行光催化降解研究，结果表明在进水水质为色度为20~30倍，CODCr为150 mg/L时，经过深度处理后，出水CODCr平均值为46.05 mg/L，色度接近为0，出水水质达到印染厂回用标准。虽然该技术具有易操作、氧化彻底、无二次污染优点，但也存在着催化剂不易回收、耗电量大的缺点，目前难以实现大规模应用。
2.2生物法生物法主要是利用微生物的生理活动来消化分解污染物质，不仅可以用于印染废水的预处理，而且可以作为深度处理。主要有曝气生物滤池法(BAF)、生物活性炭法等。耿士锁采用生物接触氧化-生物炭流化床对印染废水进行深度处理，结果表明COD、色度的去除率高分别达到89%、90%，处理后的出水水质符合印染工艺的洗涤用水要求。由于印染废水二级出水污染物可生化性不高，生物降解有一定难度，单独作为深度处理生物技术较少，多采用生物联用其他工艺技术。李达宁等采用曝气生物滤池-臭氧氧化-曝气生物滤池三段组合工艺对二级生化后的印染废水进行深度处理，结果表明该深度处理系统运行稳定，处理效率高，出水CODCr<35 mg/L，水处理，达到印染场洗水工序对水质的要求。王宇峰等采用曝气生物滤池工艺对经兼性-好氧生化预处理后的印染废水进行了中试规模的深度处理试验研究，结果表明在进水COD为100~250 mg/L，色度为30~50倍的条件下，出水仍可满足生产工艺对回用水的水质要求。
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