环境工程印染废水文献综述-印染废水处理技术研究进展

1、毕业论文（设计）文献综述题目：印染废水处理技术研究进展学院：环境科学与工程专业：环境工程班 级：学 号：学生姓名：指导教师：二O六年三月奁？ % 嘀/弓zhejing gongs hang university毕业论文：文献综述 学生姓名：定稿时间：2016-03-10印染废水处理技术研究进展摘 要：印染废水处理一直是我国水处理领域的重要话题，经过多年的发展，处 理技术已日趋成熟，很多新型印染废水处理技术也已经在国内外得到广泛使用， 并且处理效果良好。本文重点介绍印染废水处理的物理、化学、生物法的技术原理及相关工艺，为今后印染废水处理技术提供理论依据。关键词：印染废水，物理处理，化学处理，生物

2、处理U 1ZHEJIANG GOHG5HANG UNIVERSITY毕业论文：文献综述 学生姓名：定稿时间：2016-03-10Advances in printing and dyeing wastewater treatment technologyAbstract : Printing and dyeing wastewater treatment has been an important topic in the field of water treatment. After many years of development, tech no logy has become in

3、creas in gly mature, many new prin ti ng and dye ing wastewater treatme nt tech no logy has bee n widely used at home and abroad, and the treatment effect is good. This paper mainly introduces the technical principle and related treatment process of physical, chemical and biological method for the t

4、reatme nt of printing and dye ing wastewater, which provides a theoretical basis for the future treatme nt of prin ti ng and dye ing wastewater.Key words : Printing and dyeing wastewater, physical treatment, chemical treatme nt, biological treatme nt,treatme nt process.n- #毕业论文：文献综述学生姓名：ZHEJ ANG GOH

5、G5HANG UNIVERSITY定稿时间：2016-03-101引言纺织产业是我国的传统行业，一直以来也成为重要的经济支柱，经过多年的 发展，我国已成为世界上最大的纺织品服装生产国。 纺织业中的印染行业是排污 大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为 3X1064X106m3,其总量居 全国制造业排放量的第5位，而且属于高浓度难处理的工业废水。随着我国经济的不断发展印染行业也进入了高速发展阶段， 从而带来了一系 列的环境污染问题。印染废水水量大， 成分比较复杂，包括生产中没被利用的染 料、浆料以及活化剂、助剂等，处理的技术难度和复杂程度比较高 。如印染废 水不加处理直接排入水体将会导致水

6、环境及生物的严重损害， 另一方面废水中有 毒有害物质还会对鱼类产生致癌和基因突变等危害，最终也将通过食物链积淀在 人体内，可见，印染废水造成的生态、经济、健康风险是无法预测的。针对印染废水的特点及其危害程度，目前已有较多可供选择的处理技术及工 艺，主要可分为物理法、化学法、生物法三大类。物理法主要是应用吸附剂对污 染物的吸附作用而从水体去除；化学法运用的原理较多，但主要以氧化还原等为 主；生物处理法是一种最经济的处理方法，利用微生物的代谢作用将污染物去除。 但每一种方法都有其局限性，科学地将三种处理方法结合，将会产生更大的经济 效益、环境效益、社会效益。2印染废水的产生及特点2.1印染废水的产

7、生印染废水的产生根据工序的不同水质水量也会不同，其来源主要分为以下8个途径2:(1) 退浆废水。其水量不大，含有较多纤维、淀粉、各种分解酶、浆料以及 分解产物3等，因此废水的污染物浓度很高且成分复杂。(2) 煮炼废水。水量大、碱性强、水温和色度高、污染物浓度高，主要含有 油脂、纤维素、含氮化合物等。(3) 漂白废水。水量较大，但污染物浓度不高，污染物主要来自前面工序的 残留物，包括漂白剂、草酸等。(4) 丝光废水。NaOH的含量较高，经过蒸发回收 NaOH后，最终产生少量 的强碱性及高浓度污染物的废水。(5) 染色废水。有机染料和表面活化剂成分很多，而且往往具有苯胺、酚类 等毒性物质，COD、

8、pH和色度很高，可生化性差。(6) 印花废水。COD值较高，含有浆料。(7) 整理工序废水。水量较少，有机物复杂，主要有浆料、油剂、树脂、纤 维等。(8) 碱减量废水。pH及COD较高，主要是涤纶仿真丝碱减量过程产生，含 有对苯二甲酸(含量达到75%)、乙二醇等，属于高浓度难降解的有机废水 2.2印染废水的特点综合以上各工序废水，有以下几个特点：导致混合的废水成分比较复杂，总体来说，印染废水(1) 水质水量的变化较大，污染物浓度高且复杂，pH呈碱性。因为化纤工业 的发展，各种新型浆料(PVA等)、助剂等的加入，使得废水中有机物降解难度 以及毒性增加，处理难度加大。(2) B/C比值普遍低于0.

9、3,因此在废水的生物处理之前要采取必要措施提高 B/C比值。(3) 各种染料的加入导致废水色度很大，需要选择适合于处理该废水的吸附剂、混凝剂等的种类及数量3物理处理法3.1吸附法吸附法在工业废水处理上运用很普遍， 吸附剂具有很大的比表面积，能够有 效地吸附污染物、色素等。其优势主要体现在投资小、操作简单，对各种成分都 有去除效果，适合于处理浓度不高的废水，因此常用于废水的末端处理。目前市场上运用较多的吸附剂主要是活性炭，但价格比较昂贵，吸附能力有限，一段时间后会达到吸附饱和而且活性炭的再生比较困难，再生后其吸附能力也会有不同程度的下降5。为减少吸附剂成本，可以将活性炭与其他物质混合使 用。向p

10、H=6.0, COD值为1870mg/L,色度为320倍的印染废水中投加适量活性 炭粉煤灰混合吸附剂(活性炭粉煤灰均为 100目)，最终其色度、CODcr去除率 分别达到95.85%、93.74%，大大降低了运行成本。孟范平等指出天然矿物吸 附剂(如黏土、矿石等)，固体废弃物吸附剂(如炉渣、煤渣、植物秸杆焚烧后 的粉末等)，无机物吸附剂，树脂吸附剂在处理印染废水方面可以达到很好的脱 色与去除COD的效果。3.2膜分离法膜分离法是通过微孔过滤作用来达到污染物的分离而净化出水的处理方法。H #毕业论文：文献综述学生姓名：ZHEJ ANG GOHG5HANG UNIVERSITY定稿时间：2016-

11、03-10近年来在污水处理领域对该方法的运用逐渐增多，其优点体现在效率高、操作简 单、占地少以及没有二次污染，主要用于废水的深度处理。但会出现膜污染问题， 要定期进行反冲洗及膜更换。膜处理技术在很早就已经运用于印染废水的处理，主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透四种过滤技术，其中以反渗透的处理效果最好，但其能耗较高，膜污染较快。国内有应用醋酸纤维素纳滤膜对高盐度、高色度的印染废水进行处理，可以 使色度去除几乎达到100 %，COD去除率大于95%。郝云升9等采用纳滤集成 膜技术处理经混凝处理的印染废水，最终出水COD为30mg /L ,检测不出色度和浊度，达到了再生水水质的要求。Goksen Cap

12、aH等分别运用微滤、超滤、纳滤结合明矶化学沉淀法对印染废水进行预处理，发现纳滤的效果最好，明矶最佳投药量为150mg/L，但是会造成通量下降22%。3.3超声波处理法利用超声波气振法11来处理印染废水，对降低印染废水中的色度、COD、苯胺等污染物有较好效果，去除率分别可以达到97%、90.6%、85.2%，总污染负荷削减率为85.9%。超声波可降解难降解的印染废水有机污染物，降解条件较 为温和，使用范围较宽，但是目前该技术还没有得到广泛应用。有研究表明，超 声波处理印染废水时COD浓度越高，处理效果就越好；COD的去除率还随温度 的升高呈现下降趋势；废水最佳 pH为8.0( .3);同时加入适

13、量的H2O2可以大 大提高COD的去除率，比单独的超声波处理效率提高约3倍，其协同处理作用非常明显12。4化学处理法4.1混凝法混凝法的优势主要表现在基建费用较低，工艺流程简单，操作方便，处理效果好。其不足之处是常年的药剂费用较高， 而且产生的污泥含无机物较多，和生 物处理单元的污泥差别较大。目前应用的絮凝剂很多，例如无机铁/铝盐絮凝剂、聚烯酸、季胺型阳离子聚丙烯酰胺、两性壳聚糖絮凝剂、淀粉改性阳离子絮凝剂、聚合硅酸铝、有机/无机复合絮凝剂及(PAC+PAM)复合絮凝剂、NOC-1系列生物絮凝剂13等等。 复合絮凝剂主要是运用了传统单一絮凝剂优势互补的原理；微生物絮凝剂是利用桥联作用使污染物沉

14、淀；纳米絮凝剂目前主要是指用铝、铁、硅等合成的纳米材料对污染物的去除14。姚力15等运用自制的生物絮凝剂 MBF-737和化学絮凝剂FeCb复配使用对印染废水进行了混凝实验，絮凝率、除浊率、色度去除率分别达到73.81%、79.91%、86.5%,而且复合絮凝剂的用量少，充分体现了其节能高效的优点。司 鹏敏16等运用新研制的BH1型混凝剂对针织印染废水进行了脱色与去除 COD的 实验，COD、色度去除率分别为64%、89%，效果优于普通的硫酸铝等混凝剂。 由此可见，混凝法在印染废水处理方面发挥着巨大作用。4.2氧化法化学氧化法是利用氧化剂与污染物之间的电位差而表现出强氧化性作用，使有机污染物中

15、的不饱和键断裂形成简单的有机物或者无机物。化学氧化法可用于处理难生物降解的污染物，见效快、能提高废水生化比、去除有机物能力强等， 因此在印染废水处理中被广泛应用。二氧化氯常用于污水的末端处理，是一种强氧化剂。主要特点有强氧化能力、 消毒性能基本不受pH值影响、不被氨或氯胺反应、温度越高对细菌的灭活能力 越高、具有较强的脱色除臭效果17等。石磊18采用二氧化氯催化氧化-混凝沉淀 工艺对印染废水进行深度处理，结果表明CIO2能够有效分解废水中的难降解有机物，结合后续的混凝处理，最终出水 COD可以保持在50mg/L左右，色度低 于20倍。臭氧氧化法不会产生二次污染及污泥，只需要臭氧发生器即可，因此

16、占地面积很小。但是其运行成本比较高，不适合处理大流量废水。当臭氧与活性炭法联 合使用时，活性对臭氧氧化具有催化作用，使臭氧产生OH?的能力更强，并且在 碱性条件下以及30E时效果最佳19。卢宁川20等研究表明臭氧对含有GBC枣红 基染料的印染废水的脱色率为 94%，CODcr的去除率为72%，并且出水的pH趋 于中性。仅采用臭氧氧化处理印染废水， 虽然可以得到比较好的效果，但是处理 成本较高。赖冬麟21等将臭氧氧化和生物处理技术结合，即先用臭氧进行预处理， 再进行生化降解，这样不仅能有效地提高处理效率，又能大大降低处理成本。芬顿试剂是由Fe2+和H2O2组成的混合体系，酸性条件下H2O2在Fe

17、2+的催化 作用下产生氧化性极强的羟基自由基，可以将羧酸、酯类等氧化为无机态，因此该技术常用于处理难降解的有机废物。单宁22等采用Fenton法对印染厂生化出 水（COD值约为90mg/L）进行深度处理，在pH值为4.0、FeSC4投加量为900 mg/L、H202投加量为1.5 ml/L的条件下反应30min, COD去除率可达70%，符 合废水提标改造的要求。宋应民23等研制了一种新型非均相类芬顿催化剂，经试验表明，对pH为7.83的印染废水可以使COD去除率达67%以上，出水澄清， 催化剂可重复使用。光催化氧化技术主要利用紫外光激发氧化，将O3、H2O2等氧化剂与光辐射相结合，组成UV-

18、H2O2、UV-O3等工艺，可以用于处理污水中难降解物质。在Fen ton体系中加以紫外光辐射，可以加快 H2O2产生羟基自由基，促进有机物的 氧化去除，提高处理速率。Hsuhui Che ng等24采用浸渍法制备的Fe(ll)/於I2O3 作为光芬顿法的催化剂对含有酞菁染料的废水进行处理，在最佳运行条件下其处理效果非常好而且催化剂可以重复利用三次。目前运用较多的光催化材料TiO2具有稳定性好、光效率高等优点。有研究表明，将TiO2制成膜固定在反应器内25， 光源为高压汞灯，可以将丝绸厂印染废水的色度去除 100%，COD去除率达到 85.6%。4.3电化学法电化学法分为内电解法和电解法。内电

19、解是以铁屑和炭粒为电极，污水为电 解质组成原电池，通过电极反应达到净化水质和提高生化比的目的。电解法需要外加电流，电解产生O和H等氧化还原行物质对有机物进行降解，同时产生的 Fe2+水解后具有絮凝作用。电化学法操作简单、处理效果好、设备费用低、管理方便，因此该技术被广大印染企业采用。电解-内电解复合法26处理印染废水效果显著，具有协同作用。电解电极的 电场可以使内电解的电极电位差增加，提高内电解反应速率。内电解产生大量的微电池分布于污水中，可以降低电解法的负荷，进一步缩短电解法处理印染废水 所需的处理时间。为适应印染废水碱性条件，在铁碳微电解中加入稀土元素和铜 组成的添加剂27就可以使整个反应

20、在中性或者偏碱性条件下运行， 而且处理效果 不会变差。5生物处理法5.1好氧处理法好氧处理法是在有足够的溶解氧存在情况下，好氧微生物通过自身的代谢活动将有机物分解的过程，但是此过程能去除的大多是溶解性的易于降解的有机 物。以活性污泥法、投料活性污泥法、生物接触氧化法和生物滤池为主。一般传统活性污泥法对印染废水 COD去除率不高，因此国内外采取了一系 列强化措施，如向普通活性污泥法中投加填料以增加容积负荷等。其中日本研发了以PVA凝胶小球为载体的好氧处理工艺28，而且此工艺已经应用于日本的制 药、果汁、冶金、造纸等行业，其优势表现在容积负荷大大提高，出水水质好且 稳定，占地少节省投资等。我国试验

21、研究表明，废水直接进入PVA反应器后依次进入污泥减容槽和沉淀槽，最终出水效果为 CODcr为100200 mg/L,反应器 对COD去除率为85%以上29，可以看出其处理效果与传统活性污泥法相比大大5.2厌氧处理法厌氧法常常用于高浓度以及难降解有机废水的处理，其效率高，负荷大，但 往往不能处理达标排放，因此常在后面连接好氧处理措施。 但是对于高浓度且易 于降解的有机物处理效果非常好，不仅处理效率高，而且成本很低。在印染废水处理方面，厌氧主要是实现水解酸化的功能以提高生化比。印染废水处理效果不好往往是因为水解池处理效果差，钱进30提出水解酸化工艺的进配水方式及填料对其处理效果影响很大。进水要保证

22、单位面积进水量相同，以达到均匀配水和充分搅拌的目的。 选择的填料应耐腐蚀而且比表面积足够 大以供更多的微生物附着生长，安装方式要满足水利条件的改善。J. Wan g31等采用厌氧污泥床反应器EGSB对印染废水进行处理，发现长链正构烷烃的去除率 可以达到75%,而且对复杂的污染物和毒性物质具有很好的降解能力。因此此类反应器对印染废水的处理很实用。5.3组合法组合法结合了厌氧、好氧的优点，不仅达到了去除 COD、色度的要求，还 有脱氮除磷效果，更能满足当今印染废水处理的要求。其优势体现在水力作用时 间较短，厌氧段可提高印染废水的可生化性，为后续的好氧生物处理创造条件。国内外对组合法的研究很多，其处

23、理效果与单独的好氧或厌氧处理相比明显 提高。Alessandro Spagni32等的研究结果表明，一个系统包括厌氧生物滤池、厌 氧好氧膜生物反应器适用于合成纺织废水的处理，对含有偶氮染料的印染废水去 除效果较好。组合法在脱氮方面，冯美丽33的研究表明，在A/O-MBR处理工艺 中，C/N为14.6, COD/NH4+-N大于15时，反硝化效果较好，总氮的去除率大 于60%，且比值越高，总氮的去除率越高。6常用处理工艺及其特点针对上述的各种处理方法，近年来发展了很多组合工艺以满足日益复杂的印 染废水的处理。6.1厌氧-两级好氧-混凝工艺目前处理高浓度废水最常用的工艺就是厌氧与好氧的结合，厌氧处

24、理不仅效率高，还可以处理难降解的有机物并且产生甲烷回收利用， 实现环境与经济双赢。 厌氧采用UASB反应器可以实现去除色度以及提高废水生化比。两级氧化中A段的负荷很高，在低负荷的 B段投加活性炭可以组成生物活性炭工艺，进一步 降解有机物，最后经过混凝处理去除残余的色度、有机物及总磷。该工艺对高浓 h- 7奁？ % 嘀/弓ZHEJ ANG GOHG5HANG UNIVERSITY毕业论文：文献综述学生姓名：定稿时间：2016-03-10度的印染废水处理效果很好，可以将 COD高达5000mg/L的废水处理出水COD 为54mg/L，稳定达标排放34。此工艺最显著的优点是适合处理高浓度的废水，负荷

25、高且出水COD低，可以达标排放。但是也有不足之处，主要表现在 UASB中三相分离器的分离效果, 布水系统的均匀配水都将影响到 UASB的运作好坏，从而影响工艺的最终出水 水质。6.2水解酸化-接触氧化工艺此工艺也是在印染废水处理领域被广泛使用，类似于厌氧-好氧法，水解酸化池的功能主要是实现难降解有机物的分解以及提高B/C比值。李静35等利用该工艺处理原水水质 COD为1500mg/L，色度780倍，SS为300mg/L的印染废 水，其出水COD、色度、SS分别为94.7mg/L、95倍、83.3mg/L,处理效果稳定， 而且每吨水的处理费用仅为0.827元。此外，谢维36等在此工艺中添加混凝处

26、理 系统后，COD、SS色度的去除率可达到 95.3%、93.9%、98.4%，出水水质优 于广东省水污染物排放限值(DB44/262001)第二时段中的一级标准，实现 中水回用。水解酸化与好氧处理的结合，有效的去除了废水中难降解的有机物。接触氧化池微生物浓度高，负荷大，处理效果好。而且不会产生污泥膨胀，产泥少，管 理方便37。接触氧化池的特点也导致具有一定的局限性，对填料的要求较高，要满足比表面积大、易于生物挂膜及耐腐蚀等要求。同时，填料的安装不当还可能导致堵塞问题，进而影响出水水质。6.3电化学-生化-MBR工艺此工艺用MBR代替了普通的沉淀池，泥水分离效果更好，出水能够满足印染废水回用水

27、质标准。有试验采用该工艺对嘉兴某纺织公司的废水进行处理，结果表明，组合工艺系统对原水COD的平均去除率为94%，色度去除率为92.2%， 出水COD稳定在60mg/L，符合回用标准38。近些年，电化学和MBR与生物处 理工艺的组合使用越来越多，处理效果良好， 得到广大工业废水处理的青睐。 任 刚39等采用内置式MBR处理工艺，并对出水用臭氧进一步氧化处理，最终出水 COD50mg/L，色度为 27-43倍。这类工艺的处理效果良好，出水 COD及色度都比较低，部分还能满足工业 用水回用标准。电解可以对难降解的物质进行分解，提高废水的可生化性能， MBR更是拥有良好的分离性能，进一步提高出水水质，

28、而且占地面积非常小。 但是此类工艺最显著的缺点是运行费用较高，基本在4元/吨水以上，而且MBR中膜容易堵塞，因此对运行的要求较高。6.4微电解-芬顿-SBR工艺工艺综合了物理、化学、生物的处理方法，而且充分利用SBR工艺的优点，投资低于其他工艺。赵国钊40运用此工艺深度处理蓝牛仔布印染废水，出水COD 和色度均能达到98%的去除率，COD为52mg/L,色度40倍，达到纺织染整 工业水污染排放标准（GB 42872012）中的直接排放标准。电解与芬顿的结合不仅大大提高了废水的可生化性，而且有利于对COD和色度的去除，降低后续生化处理的负荷。SBR抗冲击负荷强，池体省去了沉淀池，占地少，因此投资

29、明显优于其他工艺。 但是对工艺的自动化要求以及滗水器 性能要求较高，而且不适合于处理大流量的废水， 所以要充分考虑各条件择优选 择工艺。7总结及展望在水资源日益缺乏的今天，我国的人均淡水量已经低于世界平均水平，因此对废水的治理就显得尤为重要。印染废水水量大、色度高、有机物污染严重、可 生化性差、水质变化大的特点在短时间类很难得到改变，需要更先进的工艺进行 处理。经过多年的努力，我国在染料废水处理方面取得了很多成就，但其难处理以 及处理成本仍然是一个难题。这很大部分原因是我们印染行业工艺落后导致，工艺及设备落后使得更多原材料进入了污水，增加废水污染物浓度及复杂程度。我 们不仅要治污，还要最大限度

30、地控制排污，从源头削减排污量。当然，最终还是 需要有先进的工艺来处理不能利用的原材料。 目前最主要的还是运用生物的方法 来处理大部分有机物，该法最大特点就是价格低，处理效果好。做好预处理对生物降解尤为重要，对于难降解的印染废水一般采用厌氧-好氧联合法处理，对于易降解的废水可以用一段生物处理法。印染废水色度的去除还是主要依靠物理（吸附剂吸附作用）、化学的方法（臭氧、芬顿、氯氧化等），其见效快，处理 效果好，还可去除有毒有害物质。希望在以后的工作中能够开发出更多的物理、化学、生物相结合的工艺，对工艺参数及运行条件进行优化，并且充分利用自然资源，如光能（虽然已有研究， 但是在工程中并没有得到广泛使用

31、）等。对于印染废水的治理要做好少排和治污 两项工作，少排代表着污水水量减少、 污染物浓度及种类减少，这样才能有利于 后续的治污工作开展，并且能够取得良好的水质净化效果！n- #毕业论文：文献综述学生姓名：j ang GONG & Hang UNIVERSITY定稿时间：2016-03-10置定稿时间:参考文献1 胡少花印染废水处理工艺探讨J.科技展望，2015, 5: 49-49.2 王彤凝，祖 格等.国内外印染废水研究进展J.环境保护与循环经济，2015，35(4): 28-31 .3 刘佑泉，刘云国，文M右双.生化+物化工艺处理针织印染废水工程实例J.四川环境，2006,25(2): 32

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