印染废水处理技术研究现状与展望

【摘要】 印染厂产生的废水有机污染物浓度高、量大、碱性大、色度深、可生化性较差、成分复杂，属于难以处理的工业废水之一。本文首先介绍国内外处理印染废水技术的研究现状，着重讲解了物理法、化学法、物理化和生物法，并列出各种处理方法的适用条件及处理效果，总结各自的优缺点。在此基础上，对印染污染处理技术的前景进行了展望，对未来印染污水处理的高效，经济性给出建议。

【关键词】印染污水，有机污染，污水处理，水质

1 印染污水处理技术现状

印染行业所排放的废水占工业废水的比重很大，据不完全统计，在我国，印染废水日排放量约为3×106～4×106m3，而全国所有印染厂年排放废水量约6.5×108t，占据整个纺织工业废水排放量的80%。印染废水因具备产生量大、污染物组分复杂且含量高、色度深、生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）均高等诸多特点，成为国内外工业废水处理的难题，因而其处理技术得到了国内外水处理工作者的深入研究。当前，印染废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物化学法和物理化学法。

1.1 物理法处理印染污水技术

应用最多物理处理法是吸附法。吸附法是将粘土、活性炭等多孔物质的粉末或颗粒与废水进行混合，或让废水通过由其颗粒状物质组成的过滤床，从而实现去除的目的。当前，国外主要采用活性炭吸附法。该法可以有效去除水溶液中的有机污染物，但无法去除水中的疏水性染料和胶体，而且它只对阳离子染料、活性染料、酸性染料、直接染料等水溶性染料有不错的吸附能力。吸附处理可选择的吸附剂有很多种，工程应用中需根据废水水质来选择吸附剂。实验表明，在pH值为12的印染废水中，用硅聚物作吸附剂，阴离子染料的去除率可达95% 甚至100%。高岭土也是常见的吸附剂，研究表明，经长链有机阳离子处理的高岭土可以有效吸附废水中的黄色染料。国内也应用煤渣和活性硅藻土处理印染废水，优点是费用低，效果好，缺点是泥渣产生量大，难以进一步处理。

1.2 化学法处理印染污水技术

一种研究比较成熟的化学法治理印染污水技术是化学氧化法，这种方法的基本原理是选取适当的氧化剂断开染料分子中存在的不饱和基团，使之形成更小的无机物和有机物，从而消除染料所具备的发色能力。Fenton（Fe2+，H2O2）试剂、臭氧、次氯酸钠等是人们常见的氧化剂，在PH值为4的环境中，Fenton试剂可以依靠催化H2O2生成・OH，而使染料被氧化失色。近几年，紫外光[UV]、草酸盐等的应用，进一步增强了Fenton 法的氧化能力。此外，为了强化处理印染废水，朱洪涛教授发明了均相 Fenton 氧化-混凝法。对于酸性玫瑰红印染废水，顾晓扬教授提出了一种具有反应速度快、反应完全、无二次污染等优点的处理方法，即O3-Fenton 试剂化学氧化法，该氧化法可以有效增大难生化降解的染料废水的 BOD5/COD值，从而提高废水的可生化性。1.3 生物法处理印染污水技术

微生物酶可以对染料分子进行氧化或还原，从而破坏染料分子的发色基团和不饱和键，利用该原理对印染污水进行处理的方法称为生物法处理技术。按微生物的类型，生物处理法又可分为好氧法和厌氧法。

生物膜法和活性污泥法都属于好养法，生物膜法的基本原理是，使废水流过表面长满生物膜的支撑物，利用各相间的物质交换以及生物氧化作用来降解废水中的有机污染物。活性污泥法需要向废水之中加入空气进程曝气，经过一段时间以后，形成由大量微生物群体组成的絮凝体，从而通过沉淀分离将使处理的废水变清澈。除了可以分解大量的有机物，还可同时去除一部分的色度，和调整pH值。这是一种特别适合处理含有机物量高的污水，其治理废水效率高、水质好。寇晓芳等人采用活性污泥和白腐真菌相结合的方法处理染料废水，最终可以得到99%的脱色率，接近94.4%COD去除率。然而，好氧生物处理法具有仅能去除较易降解的有机物、且色度去除率不高的缺点。厌氧-好氧新型处理技术的出现弥补了好氧法的不足。在厌氧微生物的作用下，难降解的有机染料分子及其助剂可进行水解酸化，形成小分子有机物，之后在好氧型微生物的作用下分解成无机小分子。这种治理方法可以获得80%～90%左右的COD去除率，以及90%左右总色度去除率。

2 印染污水处理技术前景

目前印染废水处理的主要发展方向是微生物方法与其他处理技术相结合，许多环境工程师正致力于筛选高效降解菌和构建基因工程菌，主要包括生物强化技术和固定化微生物技术，这也是未来印染污水处理的发展方向。

2.1 生物强化技术

针对特定的污染物，在传统的生物处理工艺中增加具有特定功能的细菌去污，就是所谓的生物强化技术。从上世纪的80年代开始，强化脱色印染污水中经常使用白腐真菌。高达文教授曾经开展了白腐真菌降解实验，他是在限氮和限碳液体培养基中完成的，实验统计结果表明，这种培养基（碳氮摩尔比为56/2・2）会抑制细菌的生长，而且针对活性艳红色利用白腐真菌可以获得90%的脱色率。要完成生物强化技术从研究到工业生产的转变，当前这项技术的瓶颈是那些特定功能的微生物容易流失或者被其它微生物吞噬。

2.2 固定化微生物技术

把微生物固定培养在特定载体上，从而获得高活性高密度的技术就是固定化微生物技术。与悬浮生物处理技术比较，该技术具备运行稳定 、 效率高 、 可纯化和保持高效优势菌种、污泥产量少 、 反应器生物量大以及固液分离效果好等优点。Chen等以PVA凝胶小球固定高效菌，降解偶氮染料（RED RBN），在摇瓶培养实验中，12h内对RED RBN （500mg/L）的脱色率达75%；在CSTR反应器中，HRT为10h，对RED RBN（100mg/L）的脱色率达90%以上。除此之外，在强化生物吸附作用的研究方面，固定化微生物技术也取得了较大进展。同生物强化技术有一些类似，固定化生物技术当前依旧处于试验研究阶段，必须解决好微生物在抗毒性、有效性和稳定性等技术难题，同时还需降低固定化载体的生产及运营成本，该技术可以在未来的工业生产中得到推广运用。

3 结语

我国的工业生产采用了先污染后治理的方针，因此，在经济社会迅猛发展的同时，也造成了严重的资源浪费和环境破坏。为实现社会的可持续发展，清洁生产才是最佳的选择。在未来的发展中，应提倡从优化生态-经济大系统的角度出发，从战略的高度，不断提高物质和能源的利用率，减少废物的产生和排放，严禁对资源进行过度开发使用。

参考文献

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