我國(guó)是紡織印染大國(guó),用水量大,導(dǎo)致廢水排放量大。紡織印染廢水的高排放和重污染已成為制約我國(guó)紡織印染行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。近年來(lái),隨著大量人工合成難生物降解染料和助劑的使用,如聚乙烯醇、羧甲基纖維素等,同時(shí)由于紡織印染行業(yè)工藝的不斷升級(jí),造成紡織印染廢水處理難度增加,采用傳統(tǒng)處理方法已無(wú)法滿足日趨嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。為保證紡織印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,紡織印染廢水處理工藝在不斷升級(jí),但也遇到了一些新問(wèn)題。
紡織染整工藝主要包括前處理、染色/印花、后整理等工藝。前處理主要包括退漿、煮練、漂洗等工序。染色主要是將染料溶解在水中,在一定的工 藝條件下將染料轉(zhuǎn)移到織物上,生成有色織物;印花是通過(guò)預(yù)制好花紋的網(wǎng)板,將不同顏色 的染料分批、依次涂在織物上形成彩色圖案。后整理是指織物經(jīng)過(guò)水洗、軋光、拉幅、預(yù)縮 等改善和提高織物品質(zhì)所進(jìn)行的加工工藝,如改善手感、硬挺整理、柔軟整理、防縮防皺、 改善白度、阻燃、防靜電等,整理分機(jī)械整理和化學(xué)整理。
一、紡織染整廢水行業(yè)污染特征
染整工藝包括前處理、染色和印花、后整理,染整廢水主要污染物是有機(jī)污染物,主要 污染物來(lái)源于前處理工序的漿料、棉膠、纖維素、半纖維素和堿,以及染色、印花工序使用 的助劑和染料。 前處理工序廢水量約占廢水總量的 45%左右,染色/印花工序廢水量約占總量的 50%- 55%,而后整理工序廢水產(chǎn)生量很少。
紡織印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn),屬難處理的工業(yè)廢水之一,廢水中含有染料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質(zhì)、砂類物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等。用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學(xué)法以及幾種工藝結(jié)合的處理方法,而廢水處理中的預(yù)處理主要是為了改善廢水水質(zhì),去除懸浮物及可直接沉降的雜質(zhì),調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)及水量、降低廢水溫度等,提高廢水處理的整體效果,確保整個(gè)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因此預(yù)處理在印染廢水處理中具有極其重要的地位。由于印染廢水的水質(zhì)復(fù)雜,污染物按來(lái)源可分為兩類:一類來(lái)自纖維原料本身的夾帶物;另一類是加工過(guò)程中所用的漿料、油劑、染料、化學(xué)助劑等。根據(jù)相關(guān)環(huán)保要求與治理標(biāo)準(zhǔn),需要達(dá)到染整行業(yè)GB4287-92 標(biāo)準(zhǔn)排放。
二、業(yè)主痛點(diǎn)與技術(shù)挑戰(zhàn)
《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃》中提出要加強(qiáng)工業(yè)廢水治理,加快淘汰小造紙、小化工、 小制革、小印染、小釀造等不符合產(chǎn)業(yè)政策的重污染企業(yè)。以造紙、釀造、化工、紡織、印 染行業(yè)為重點(diǎn),加大污染治理和技術(shù)改造力度?!都徔椚菊I(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-92 實(shí)施以來(lái),染整工藝有了較大的發(fā)展, 污染物的種類和濃度有了很大的變化。由于新工藝的開(kāi)發(fā),在產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)效率大 幅提高的同時(shí),廢水中污染物的濃度大幅提高。
廢水的水質(zhì)特點(diǎn)以棉紡和混紡產(chǎn)品為主的印染廠,排出的多種廢水及水質(zhì)特點(diǎn)為:1)退漿廢水退漿廢水是堿性的有機(jī)廢水,含多種漿料分解物、纖維屑,酸和酶等污染物。其污染程度視漿料的種類而異。過(guò)去多用天然淀粉作漿料,水中BOD高,近些年來(lái),逐漸由化學(xué)漿料代替,如聚乙稀醇(PVA),廢水中BOD很低,但COD很高,從而降低了廢水的生物降解性能。2)煮煉廢水廢水呈深褐色,含堿濃度約0.3%,廢水BOD和COD均高達(dá)數(shù)千毫克/升。3)漂白廢水水量大,污染輕,可直接排放或循環(huán)回用。4)絲光廢水含氫氧化鈉3%~5%,一般通過(guò)蒸發(fā)濃縮回收,工藝上可重復(fù)使用,外排的絲光廢水呈堿性,BOD高于生活污水。
5)染色廢水主要污染是有機(jī)染料和表面活性劑等助劑。水質(zhì)變化大,色澤深,pH值高。6)印花廢水主要是皂洗、水洗廢水。在采用活性染料時(shí)要用大量的尿素,故廢水中氨氮較高。7)整理廢水水量少,含有各種樹脂,甲醛,表面活性劑等。
三、染整廢水處理工藝設(shè)計(jì)原則與整體思路
紡織染整企業(yè)水污染物主要為:退漿時(shí)的漿料、煮煉時(shí)溶出織物中膠質(zhì)和半纖維素、染 整過(guò)程中使用的助劑和殘留水中的染料,而這些漿料、染料和助劑絕大部分是有機(jī)化合物。 新標(biāo)準(zhǔn)中用 COD 可以集中反映這些污染物的情況,作為主要的特征污染物來(lái)控制。
治理原則(1)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人體健康;(2)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),促進(jìn)紡織染整行業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;(3)與我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)的環(huán)境法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套,與環(huán)境保護(hù)的方針政策相一致;(4)力求使標(biāo)準(zhǔn)做到科學(xué)合理、技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、具有可操作性;(5)促進(jìn)紡織染整工業(yè)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整。
總體思路(1)加強(qiáng)新建紡織染整工業(yè)污染物排放控制,努力減少新增污染物排放量;(2)削減現(xiàn)有紡織染整工業(yè)污染物排放量,實(shí)現(xiàn)總量削減;(3)推動(dòng)紡織染整工業(yè)采用高效污染治理設(shè)施;(4)通過(guò)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
首先,從生產(chǎn)工藝上消除和減輕污染源。如采用干法印花工藝,消除印染廢水。按水質(zhì)特點(diǎn),分別回收,一水多用;用沉淀、過(guò)濾法回收土林染料和磁化染料,用超過(guò)濾法回收還原染料、分散染料等。
其次,對(duì)廢水進(jìn)行無(wú)害化處理。對(duì)廢水中堿度,一般設(shè)調(diào)節(jié)池并保證必要的勻質(zhì)時(shí)間;對(duì)色度,根據(jù)廢水排放和利用要求,可用凝聚法,吸附法。氧化法,電解法等化學(xué)或物理法處理,也有培養(yǎng)特殊的細(xì)菌在兼氣條件下進(jìn)行脫色。需要指出的是,采用凝聚法對(duì)直接染料,還原染料,磁化染料,分散染料的色度,去除效果好,但對(duì)酸性染料,活性染料,脫色效果差?;钚蕴繉?duì)染料的吸附有選擇性,對(duì)陽(yáng)離子染料,直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料有良好吸附性能,但對(duì)硫化染料、還原染料、涂料等不溶性染料吸附性能很差。
常用的臭氧氧化劑,對(duì)直接染料、酸性染料、堿性陽(yáng)離子和活性染料等親水性染料,脫色效果好,對(duì)還原染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料脫色效果差。廢水中大量有機(jī)物,通常采用生物法處理能達(dá)到較滿意的效果;對(duì)PVA等化學(xué)漿料,可采用生物分解法或回收利用法。在生物分解中,可分別采用高M(jìn)LSS的一段和二段曝氣法及厭氧—好氧串酸處理工藝;在回收利用中,可分別采用膠凝鹽析法(投加硼砂及硫酸鈉)、凝結(jié)劑法(如用芒硝和硼砂作凝結(jié)劑)、超過(guò)濾法(在北京、上海、河南等廠已采用)。