關(guān)于印染工業(yè)廢水中水回用的使用方向和運行成本分析，你知道幾何?來自華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)系的黃興華撰寫的《印染工業(yè)廢水的中水回用技術(shù)研究進展綜述》一文詳細(xì)介紹了國內(nèi)外在印染廢水中水回用方面的研究進展和研究成果的應(yīng)用情況。相信會給同一研究領(lǐng)域的技術(shù)人員以參考，快去了解一下吧!本文節(jié)選自《凈水技術(shù)》2015年第5期，文章版權(quán)專有，轉(zhuǎn)載請注明出處。

1、印染廢水中水回用現(xiàn)狀

日本、美國、以色列等的中水回用技術(shù)相對較成熟。日本有污水處理廠600多座，中水回用量占處理水量的46%;美國城市中水回用量每年達9億m3;以色列在中水回用方面是比較出色的國家，污水經(jīng)過處理后，46%直接回用于灌溉，其余33%和約20%分別回灌于地下或排人河道。我國的中水回用技術(shù)起步較晚，但近幾年發(fā)展較快，且起點較高。在印染行業(yè)廢水回用率較低，僅在10%左右，主要原因如下：(1)中水回用技術(shù)多處于小試或中試階段，在實際工程應(yīng)用中較少，并且水的回用率較低，一般不足50%，主要用于對水質(zhì)要求不高的工序。(2)中水回用是在對印染廢水處理達標(biāo)的前提下進行的，而在實際運行中很難嚴(yán)格達到排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其在鹽度和硬度方面。(3)在實際的中水回用過程中，回用水中的有機污染物和無機鹽的長時間積累會對生產(chǎn)及廢水處理帶來一系列問題。(4)中水回用系統(tǒng)前期投入較多，而收益時間較長，這對一些中小型企業(yè)是個很大的挑戰(zhàn)，根據(jù)不同處理規(guī)模和處理技術(shù)，總投資為131萬~2 373萬元，運行成本為0.57~1.76元/t。

印染廢水中水回用處理是在廢水達到排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進行的深度處理，即CODCr為100 mg/L左右，色度在70倍左右時的廢水。目前，印染廢水的中水回用處理方法主要有：物化法、生物法以及其組合方法[8]。對印染廢水中水回用技術(shù)而言，關(guān)鍵在于對COD、色度和鹽度的去除效果。印染廢水經(jīng)深度處理后主要用于工業(yè)用水上的冷卻用水、洗滌用水、工藝與產(chǎn)品用水等，或作為企業(yè)綠化用水、廠區(qū)地面或路面沖洗用水，企業(yè)內(nèi)廁所沖洗用水等。根據(jù)《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4782—2012)、《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005)、《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)、《城市污水再生利用 綠地灌溉水質(zhì)》(GB/T 25499—2010)等要求，印染廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及不同回用方式部分水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 印染廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及不同回用方式水質(zhì)指標(biāo)要求

2、印染廢水中水回用處理方法

2.1物化法2.1.1吸附法吸附法處理印染廢水是利用比表面積較大的顆?；蚍勰┪镔|(zhì)與印染廢水結(jié)合，從而去除廢水中的污染物質(zhì)的方法，常用于低濃度的、經(jīng)過處理后的印染廢水。吸附法對水中的難降解和劇毒物質(zhì)有很好的去除效果。常用的吸附劑是活性炭和粉煤灰等。一般吸附一些可溶性的有機物，對一些膠體類型的，疏水性的污染物沒有太大的作用。張健俐等采用臭氧脫色和活性炭吸附處理系統(tǒng)對某紡織企業(yè)的印染廢水進行回用處理的研究，結(jié)果表明當(dāng)進水CODCr為80~100 mg/L時，出水CODCr為6~10 mg/L，處理后的水可以用于冷卻循環(huán)水和水洗水。馬志毅等研究發(fā)現(xiàn)采用活性炭對染色廢水進行處理，在最佳處理條件下，色度去除率達92.17%，COD去除率達91.15%，達到了紡織工業(yè)對洗滌用水的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)小試和生產(chǎn)試驗都證明，其凈水效果好，出水可回用于洗呢和煮呢工序，且壽命長，經(jīng)濟實用。除此之外，朱萍采用吸附法對印染廢水中水回用進行了探討，結(jié)果表明經(jīng)過處理后的廢水COD降解率為71%，色度去除率為100%，出水符合回用水標(biāo)準(zhǔn)，將其用于產(chǎn)工藝試驗研究發(fā)現(xiàn)，回用水用于染整生產(chǎn)工藝的前處理工序中具有比較好的處理效果，在退漿效果、毛細(xì)效應(yīng)上回用水處理效果優(yōu)于生產(chǎn)用水處理織物。雖然吸附法在印染廢水中水回用上有較好的效果，但也存在吸附劑容易飽和，不易再生，廢棄的吸附劑容易造成二次污染的缺點，因此，吸附法研究的方向在于如何將吸附劑進行改性與活化，以提高脫色效果;以及尋求吸附性能好的廢渣、廢料，這樣既可利用廢物又能降低成本。

2.1.2混凝法混凝法是通過向廢水中添加一定的化學(xué)藥劑，經(jīng)物理或化學(xué)的作用，使原先溶于廢水中或呈細(xì)微狀態(tài)、不易沉降、過濾的污染物，集結(jié)成較大顆粒以便分離的方法，傳統(tǒng)的混凝劑有鐵鹽和鋁鹽。杜仰民采用無機鐵鹽對不同類型的印染廢水進行深度處理，結(jié)果表明脫色率平均達94%，COD的去除率平均達74.3 %，但出水CODCr為119 mg/L，沒有達到回用標(biāo)準(zhǔn)。胡恭任等研究了聚合氯化鋁和聚硅硫酸鋁對低濃度印染廢水的處理效果，經(jīng)兩者處理后的出水CODCr分別為56 mg/L和48 mg/L，但色度仍較高，無法用于中水再利用。由此可見，傳統(tǒng)的單一的混凝工藝往往不能滿足中水回用的綜合指標(biāo)。當(dāng)前的研究更傾向于混凝劑結(jié)合助凝劑，或者混凝法與其他工藝結(jié)合的新型聯(lián)合工藝。高萌等將助凝劑聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵結(jié)合對某毛紡織廠印染廢水進行深度處理后，出水CODCr達到26.22 mg/L，并用于工業(yè)回水。此外，在利用絮凝-水解-接觸氧化-混凝氣浮聯(lián)合工藝對印染廢水的中水回用進行研究，結(jié)果表明其對有機物以及色度的去除明顯優(yōu)于單個工藝。朱月琪等采用曝混凝法對經(jīng)過曝氣生物濾池處理后的廢水進行深度處理，出水CODCr<50 mg/L，達到了企業(yè)的回用標(biāo)準(zhǔn)。混凝法對疏水性染料脫色效率很高，處理水量大，一次性投資少，但是對親水性染料的脫色效果差，還生成大量的泥渣。

2.1.3高級氧化法高級氧化法是目前對印染廢水脫色較成熟的方法，該法可在較短時間內(nèi)將難降解的毒性有機物降解無害化。它利用強氧化劑將染料分子中發(fā)色基團的不飽和鍵斷開，形成分子量較小的有機酸或醛類，從而使其失去發(fā)色能力。在印染廢水的化學(xué)氧化法處理中，臭氧是常用的氧化劑。由于臭氧具有很強的氧化能力，對印染廢水色度去除效果相當(dāng)明顯，但是不能很好的去除廢水中的COD。李昊等采用臭氧氧化法處理生化處理經(jīng)過生化處理后的印染廢水，結(jié)果表明廢水的色度去除率大于95%，處理后廢水色度小于5倍，CODCr<50 mg/L，達到回用標(biāo)準(zhǔn)。臭氧氧化的主要優(yōu)點是反應(yīng)速度快、脫色率高、設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)自動化控制，但是處理成本較高，且不適合大流量廢水的處理。楊占紅采用臭氧氧化法對已生化處理的印染廢水深度處理，結(jié)果表明臭氧氧化法可以可去除印染廢水中75%的COD，出水COD降至60mg/L，滿足中水回用要求。

光化學(xué)氧化法也是高級氧化法的一種，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為光催化氧化在反應(yīng)速率和氧化能力上比單獨的化學(xué)氧化和光輻射要高。在印染廢水處理技術(shù)中常用的光化學(xué)氧化法有TiO2/UV、H2O2/UV、O3/UV等。馮麗娜等通過TiO2/活性炭光催化劑的光催化氧化作用，對印染廢水的生化處理出水進行深度處理，結(jié)果表明在最佳條件下，出水CODCr達到50 mg/L，色度為2倍，滿足印染行業(yè)回用水的標(biāo)準(zhǔn)。金亮基等對實際印染廢水進行光催化降解研究，結(jié)果表明在進水水質(zhì)為色度為20~30倍，CODCr為150 mg/L時，經(jīng)過深度處理后，出水CODCr平均值為46.05 mg/L，色度接近為0，出水水質(zhì)達到印染廠回用標(biāo)準(zhǔn)。雖然該技術(shù)具有易操作、氧化徹底、無二次污染優(yōu)點，但也存在著催化劑不易回收、耗電量大的缺點，目前難以實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

2.2生物法生物法主要是利用微生物的生理活動來消化分解污染物質(zhì)，不僅可以用于印染廢水的預(yù)處理，而且可以作為深度處理。主要有曝氣生物濾池法(BAF)、生物活性炭法等。耿士鎖采用生物接觸氧化-生物炭流化床對印染廢水進行深度處理，結(jié)果表明COD、色度的去除率最高分別達到89%、90%，處理后的出水水質(zhì)符合印染工藝的洗滌用水要求。由于印染廢水二級出水污染物可生化性不高，生物降解有一定難度，單獨作為深度處理生物技術(shù)較少，多采用生物聯(lián)用其他工藝技術(shù)。李達寧等采用曝氣生物濾池-臭氧氧化-曝氣生物濾池三段組合工藝對二級生化后的印染廢水進行深度處理，結(jié)果表明該深度處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，處理效率高，出水CODCr<35 mg/L，達到印染場洗水工序?qū)λ|(zhì)的要求。王宇峰等采用曝氣生物濾池工藝對經(jīng)兼性-好氧生化預(yù)處理后的印染廢水進行了中試規(guī)模的深度處理試驗研究，結(jié)果表明在進水COD為100~250 mg/L，色度為30~50倍的條件下，出水仍可滿足生產(chǎn)工藝對回用水的水質(zhì)要求。

2.3其他組合工藝由于印染廢水具有成分復(fù)雜、難降解的特點，單一處理工藝很難保證出水效果。雖然厭氧可以提升污水的可生化性，但對于極難降解和有毒有害物質(zhì)處理效果仍舊較差。因此，在實際應(yīng)用中，企業(yè)會根據(jù)印染廢水組成的多樣性，選用不同工藝進行優(yōu)化組合。張盛漢等采用氧化法和混凝法的組合工藝對浙江某印染公司的二沉池出水進行處理，結(jié)果表明在最佳反應(yīng)時間和沉淀時間條件下，出水水質(zhì)穩(wěn)定，COD值可降低到30 mg/L為印染廢水的回用創(chuàng)造了條件。顧曉揚等采用了Fenton試劑-曝氣生物濾池(BAF)的組合工藝對印染廢水進行了深度處理，結(jié)果表明在最佳工藝運行條件下，出水色度低于20倍，CODCr<20 mg/L，達到了回用要求。操家順等采用了臭氧-粉末活性炭-曝氣生物濾池的組合工藝對某污水處理廠二級出水進行了深度處理，結(jié)果表明組合工藝的處理效果明顯好于單獨BAF工藝，出水CODCr平均值為49 mg/L，色度為7倍，滿足了回用水水質(zhì)要求。孫愛華等采用超濾—反滲透膜雙膜技術(shù)對印染廢水進行深度處理后，COD去除率、色度去除率、硬度達標(biāo)率分別達94.2%、100%和100%，根據(jù)其運行數(shù)據(jù)表明，中水池出水已達一般生產(chǎn)用水水質(zhì)要求，也可作為一般生活用水(廁所和路面的沖洗等)，但鹽度較大，不適合作為綠化用水。

2.4膜分離法印染過程中通常加入碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉等無機鹽，一般的末端處理工藝無法處理無機鹽，若回用率太高且未脫鹽處理，無機鹽的循環(huán)積累會影響產(chǎn)品質(zhì)量和污水生化處理系統(tǒng)。由于膜分離技術(shù)不僅能降低回用水的COD和色度，還能脫除無機鹽，防止回用系統(tǒng)中無機鹽類的積累，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，因此，越來越多的印染廢水中水回用研究都集中在膜分離法，并取得了很好的效果。

目前，用于印染廢水的處理和回用技術(shù)主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等。納濾能實現(xiàn)BOD、COD、金屬離子等污染物的去除，反滲透能截留所有離子。但由于印染廢水成分復(fù)雜，膠體、有機質(zhì)、懸浮物、微生物等都容易造成膜的嚴(yán)重污染，因此選用膜技術(shù)處理印染廢水，必須選擇合適的前處理工藝。Lu等利用生物濾池結(jié)合膜分離的方法對紡織廠的印染廢水進行深度處理，結(jié)果表明出水CODCr<50 mg/L，色度<10倍，達到了中水回用標(biāo)準(zhǔn)。常向真利用反滲透膜對經(jīng)過生化、物化處理后的出水進行深度處理，結(jié)果表明出水CODCr<50 mg/L，色度<25倍，電導(dǎo)率小于30 μS/cm，達到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，并且在實際運行中將反滲透膜系統(tǒng)產(chǎn)水直接回用于漂染生產(chǎn)，一年合計節(jié)約水費及排污費406.81萬元。近年來的研究表明利用微濾和超濾作為納濾或反滲透的前處理組成的雙膜系統(tǒng)，不僅可以減輕納濾、反滲透處理過程的負(fù)擔(dān)，并減少膜污染，提高出水水質(zhì)，雙膜法在印染廢水的中水回用方面取得了很好的效果。葉舟等采用超濾—反滲透雙膜法工藝處理某紡織企業(yè)的印染廢水并回用，結(jié)果表明出水COD及色度幾乎檢測不出，電導(dǎo)率小于22 μS/cm，處理效果好，出水水質(zhì)滿足企業(yè)回用要求，且總會用率達到85%，經(jīng)濟效益顯著。Zylla等運用超濾膜和反滲透膜復(fù)合技術(shù)進行印染廢水的治理，發(fā)現(xiàn)出水COD去除率達99.1%，其中70%的處理廢水又可以回用到印染工藝中。雖然反滲透膜的處理能力強，但該其在運行過程中較容易發(fā)生污染，并且導(dǎo)致處理效果的急劇下降。Shaw等對運行了2個月的未經(jīng)有效預(yù)處理的膜進行測試時發(fā)現(xiàn)膜通量非常低，且回收率不足10%。Forgacs等發(fā)現(xiàn)了相同的問題，即膜污染發(fā)生后，進水與濃水壓差急劇增大，運行能耗增加。此外，長時間的污染會對膜造成不可逆的損壞。所以，由膜分離技術(shù)帶來的清洗和保養(yǎng)費用會大大增加運行成本，這也是目前膜分離技術(shù)所面臨的主要問題之一。

3、回用水用途和方向

印染廢水經(jīng)深度處理后可二次用于實際生產(chǎn)生活如表1所示。其中沖廁、車輛沖洗、道路清掃、消防用水等雖對水質(zhì)要求不高，但在實際中使用量不大，因此產(chǎn)生的中水絕大多數(shù)都回用到了生產(chǎn)工藝中，如染色、漂洗等。吳川將產(chǎn)生的回用水的70%用于印染前道水洗工段，20%用于鍋爐房水膜除塵，綠化澆灌用水和地面及便池沖洗各占5%。張鑫等利用反滲透膜對印染廢水進行深度處理達到回用標(biāo)準(zhǔn)后，將膜出水和車間生產(chǎn)用水作對比試驗，探討回用水在染色、漂白及后處理方面對顏色的影響，結(jié)果表明膜處理回用水與車間用水染色效果較接近，染色力度相當(dāng)，差值在3%以內(nèi)，指標(biāo)均達到印染生產(chǎn)用水要求，可滿足中高檔印染產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。朱萍發(fā)現(xiàn)在染整的前處理工序中，回用水達到了比較好的處理效果，并且在退漿效果上回用水處理效果優(yōu)于生產(chǎn)用水處理織物。但在回用過程中，應(yīng)注意鹽類的累積，回用水不宜反復(fù)處理回用。為保證染色質(zhì)量，回用水往往和新鮮水混合使用，但不用于最后一道漂洗。

4、成本分析

影響印染廢水中水回用處理費用的因素除一次性投資費用外還有：電費、人工費、藥劑費用、設(shè)備維修費等。國內(nèi)進行印染廢水中水回用處理的主要方法、CODCr變化和處理費用的情況如表2所示。吸附法和生物法運行成本較低，因為吸附法的主要原料是活性炭、硅藻土和碳纖維等，價格相對較便宜，且沒有其他方面的費用，而生物法則需要支出電費和人工費用，但其處理的水量較大，所以處理費用較低。混凝法和高級氧化法的處理費用主要是在藥劑上，如混凝劑、臭氧、Fenton試劑等。膜處理法的費用主要是在膜組件的清洗和更換上。

表2 印染廢水中水回用處理的方法、水質(zhì)變化和費用

5、結(jié)語與展望

印染行業(yè)用水量大，印染廢水污染物種類多，水質(zhì)復(fù)雜且水質(zhì)波動較大，直接排放不僅造成水資源浪費，而且會對環(huán)境造成污染。印染廢水在物化和生化處理后 ，再選擇適當(dāng)技術(shù)進行深度處理，以達到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，既可以減少水污染、節(jié)約水資源，還可以為企業(yè)減少運行成本。其中膜分離技術(shù)作為一種高新技術(shù)，不僅能使印染廢水達到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，而且工藝靈活，通過不同的組合方式能夠滿足不同印染企業(yè)的要求，正逐漸展現(xiàn)出其在印染廢水中水回用領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。但是，膜分離技術(shù)在目前的實際應(yīng)用中還存在一些問題，如膜易污染、價格昂貴、更換頻率較高等。因此，探索出更加有效的物化法與生物法的組合工藝，并耦合膜分離技術(shù)可以較為有效地完成印染廢水的深度處理和研究更加經(jīng)濟高效、抗污染的膜材料是印染廢水中水回用的主要研究方向。