印染工业废水具有水质成分复杂、色度高、有机物浓度高、酸碱性强、可生化性差等特点,且含有染料、浆料、助剂、重金属离子等污染物,处理难度较大。其处理方法通常结合废水特性,采用 “预处理 — 主体处理 — 深度处理” 的组合工艺,具体如下:
印染废水的主要特点
污染物复杂:含有各类染料(如活性染料、分散染料、还原染料等)、表面活性剂、淀粉浆料、重金属(Cr、Cu、Zn 等)及无机盐。
高色度与高 COD:染料分子结构稳定,导致废水色度高(可达数千倍),COD 浓度通常在 500~2000 mg/L,甚至更高。
水质波动大:不同印染工序(染色、漂白、印花、整理)废水水质差异显著,pH 可呈强酸性(2~4)或强碱性(10~14)。
部分污染物难降解:如偶氮染料、蒽醌类染料等含有苯环、杂环结构,常规生物处理难以直接降解。
印染废水处理工艺
1. 预处理阶段:去除悬浮物、调节水质
调节池:均衡水质水量,降低后续处理负荷波动,常配备搅拌装置防止悬浮物沉淀。
中和处理:通过投加酸(如 H₂SO₄)或碱(如 NaOH、Ca (OH)₂)调节 pH 至中性(6~9),为后续生化处理创造条件。
混凝沉淀 / 气浮:
混凝沉淀:投加聚合氯化铝(PAC)、聚合铁(PFS)等混凝剂,配合聚丙烯酰胺(PAM)助凝,去除悬浮物、胶体及部分染料分子,COD 去除率约 30%~50%,色度去除率约 50%~70%。
气浮:适用于疏水性染料(如分散染料、还原染料),通过溶气释放微小气泡粘附污染物上浮去除,效率高于沉淀。
水解酸化(预处理或辅助生化):通过厌氧微生物将大分子有机物分解为小分子,提高废水可生化性(B/C 比),为后续好氧处理做准备,同时可降解部分染料(如偶氮染料的偶氮键断裂)。
2. 主体处理阶段:降解有机物与部分污染物
生物处理技术:
好氧处理:
活性污泥法:如改良型氧化沟、SBR(序批式活性污泥法),通过微生物代谢降解有机物,COD 去除率约 60%~80%,适用于可生化性较好的废水(B/C>0.3)。
生物膜法:如生物接触氧化池、曝气生物滤池(BAF),微生物附着在填料表面形成膜,耐负荷冲击,适合处理水质波动大的废水。
厌氧 - 好氧组合工艺(A/O、A²/O):
厌氧段(如 UASB)降解难生物降解有机物,同时去除部分色度(如偶氮染料还原为胺类);好氧段进一步降解有机物,脱氮除磷。该工艺可提高 COD 去除率(达 80%~90%)和色度去除率(70%~80%)。
膜生物反应器(MBR):将生物反应与膜分离结合,污泥浓度高、停留时间长,对有机物和色度去除效果好(COD 去除率>90%,出水悬浮物接近 0),但膜污染需定期清洗或更换,运行成本较高。
化学氧化法(辅助处理):
当废水可生化性差(B/C<0.2)时,可在生化前或后采用 Fenton 氧化(H₂O₂+Fe²⁺)、臭氧氧化(O₃)、电解氧化等,利用强氧化性破坏染料分子结构,去除色度和 COD。例如,臭氧对活性染料、酸性染料的色度去除率可达 90% 以上。
3. 深度处理阶段:达标排放或回用
吸附法:
活性炭吸附:吸附剩余有机物和色度,对小分子染料和溶解性有机物去除效果好,常用于回用前处理,但活性炭需定期再生或更换,成本较高。
树脂吸附:选用大孔吸附树脂或离子交换树脂,针对性去除特定染料(如阳离子染料、酸性染料),可重复使用。
膜分离技术:
纳滤(NF)/ 反渗透(RO):纳滤可截留分子量 200~1000 的染料分子和无机盐,反渗透几乎可去除所有污染物,出水可回用于印染工艺(如漂洗水),水回收率达 70%~80%,但需预处理防止膜污染。
超滤(UF):去除胶体和大分子有机物,常作为 RO 的预处理。
氧化技术(AOPs):
如光催化氧化(TiO₂/UV)、臭氧 - 生物活性炭(O₃-BAC)、电催化氧化等,进一步降解难降解有机物,确保出水 COD<50 mg/L、色度<50 倍,满足严格排放标准或回用要求。
4. 污泥与副产物处理
印染废水处理产生的污泥含有染料和重金属,属于危险废物(如含 Cr 污泥),需经浓缩、脱水(板框压滤机)后,交由有资质单位焚烧或安全填埋,避免二次污染。
对于高盐印染废水(如牛仔布染色废水),可通过蒸发结晶(多效蒸发、MVR)回收盐分,实现资源化利用。
典型工艺组合示例
中低浓度印染废水(COD<1000 mg/L):
调节池→混凝沉淀→水解酸化→A/O→MBR→活性炭吸附→达标排放或回用。
高浓度、难降解印染废水(COD>2000 mg/L):
调节池→气浮→Fenton 氧化→水解酸化→A²/O→臭氧氧化→纳滤→反渗透(回用)。
高色度印染废水:
调节池→混凝气浮→厌氧(破坏偶氮键)→好氧→臭氧 / 光催化氧化→膜分离。
技术趋势与难点
资源化利用:通过膜分离回收染料和水资源,或通过厌氧发酵产生沼气,降低处理成本。
高效组合工艺:如 “厌氧生物处理 + 氧化 + 膜技术”,提升难降解污染物去除率。
低成本材料开发:如廉价吸附剂(改性秸秆、粉煤灰)、高效催化剂(非均相 Fenton 催化剂),替代传统活性炭和化学药剂。
智能化控制:通过在线监测水质参数(pH、COD、色度),实时调整药剂投加量和工艺参数,提高处理效率。
印染废水处理需根据染料类型(水溶性 / 疏水性、离子型 / 非离子型)、水质水量及排放要求,灵活选择工艺组合,同时兼顾经济性和环保性,实现达标排放与水资源循环利用。