印染行業廢水深度處理及回用技術
導讀：印染行業是我國的工業用(yong)水(shui)(shui)大戶(hu)(hu)和(he)廢水(shui)(shui)排(pai)放(fang)大戶(hu)(hu)。據不(bu)完全統計，我國印染廢水(shui)(shui)的排(pai)放(fang)量(liang)約為 3×106~4×106m3/d，約占整個(ge)工業廢水(shui)(shui)排(pai)放(fang)量(liang)的35%，但回用(yong)率卻不(bu)到10%〔1〕。對印染廢水(shui)(shui)進行深(shen)度處理(li)，提高廢水(shui)(shui)回用(yong)率，這對緩解水(shui)(shui)資源危機、維持(chi)印染行業的可(ke)持(chi)續發(fa)展都有重大的現實意義(yi)和(he)經濟(ji)意義(yi)。
我國(guo)是一個水資(zi)(zi)源匱(kui)乏的國(guo)家，水資(zi)(zi)源人均占有(you)量僅為世界水資(zi)(zi)源人均占有(you)量的1/4，而(er)且(qie)分布不均、利用(yong)率低。隨著社(she)會(hui)經濟發展，水的需求量不斷增加(jia)，水資(zi)(zi)源短缺和社(she)會(hui)經濟發展的矛盾更(geng)加(jia)突(tu)出，開(kai)展廢水深度處(chu)理及回用(yong)對緩解我國(guo)水資(zi)(zi)源的緊張(zhang)形勢十分必(bi)要(yao)。
印(yin)染行業(ye)(ye)是(shi)我(wo)國的(de)工(gong)業(ye)(ye)用(yong)水(shui)大戶(hu)和廢(fei)水(shui)排放大戶(hu)。據不(bu)完(wan)全統計(ji)，我(wo)國印(yin)染廢(fei)水(shui)的(de)排放量(liang)(liang)約為 3×106~4×106m3/d，約占整個工(gong)業(ye)(ye)廢(fei)水(shui)排放量(liang)(liang)的(de)35%，但回用(yong)率(lv)卻(que)不(bu)到10%〔1〕。對(dui)印(yin)染廢(fei)水(shui)進行深度(du)處理(li)，提高廢(fei)水(shui)回用(yong)率(lv)，這對(dui)緩解水(shui)資源(yuan)危機、維持印(yin)染行業(ye)(ye)的(de)可持續(xu)發展(zhan)都(dou)有重大的(de)現實(shi)意義(yi)和經濟(ji)意義(yi)。
1 國內印染廢水處理及回用現狀
我(wo)國對(dui)印(yin)染廢水回用(yong)已有(you)較多的研(yan)(yan)究，從(cong)目前研(yan)(yan)究及應用(yong)的情況(kuang)來看主要有(you)以下特點：
（1）回(hui)(hui)用(yong)技(ji)術大(da)多處于(yu)試驗研究階段，多為小試和中試，實(shi)際工程應用(yong)較(jiao)少，且水(shui)的回(hui)(hui)用(yong)率較(jiao)低，一般不(bu)超過50%，主要回(hui)(hui)用(yong)于(yu)對水(shui)質要求不(bu)高(gao)的前道工序，缺乏有(you)利于(yu)提(ti)高(gao)回(hui)(hui)用(yong)水(shui)水(shui)質及(ji)回(hui)(hui)用(yong)率的高(gao)效技(ji)術的推廣應用(yong)。
（2）回(hui)用(yong)處理(li)主要是對(dui)(dui)印染廢水在達標處理(li)的基礎上進一步進行處理(li)，達到回(hui)用(yong)水水質標準。處理(li)工藝主要采(cai)用(yong)混凝(ning)、吸附、過濾和(he)(he)氧化(hua)等技術，其中對(dui)(dui)去除(chu)鹽度和(he)(he)硬度的關(guan)鍵(jian)技術研(yan)究(jiu)較少(shao)。
（3）由(you)于現(xian)有(you)技術水(shui)(shui)平的(de)限(xian)制，印染(ran)廢水(shui)(shui)大(da)量回用(yong)對生(sheng)產及(ji)廢水(shui)(shui)處理系統會(hui)帶(dai)來一系列(lie)問(wen)題(ti)，包括有(you)機污染(ran)物和無(wu)機鹽(yan)的(de)積累(lei)。目(mu)前對廢水(shui)(shui)長(chang)期回用(yong)的(de)水(shui)(shui)質問(wen)題(ti)及(ji)對水(shui)(shui)處理系統的(de)影響研(yan)究不多，特別是無(wu)機鹽(yan)的(de)積累(lei)問(wen)題(ti)基本沒有(you)涉及(ji)。
2 印染廢水深度處理回用技術及工藝
印(yin)染(ran)廢水(shui)(shui)(shui)深度(du)處理主要(yao)(yao)(yao)對(dui)常規二(er)級(ji)處理系統(tong)出水(shui)(shui)(shui)進行處理，去除的(de)污(wu)染(ran)物主要(yao)(yao)(yao)是(shi)色度(du)、COD 和鹽度(du)（電導率(lv)）等，使出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)滿足生產工藝(yi)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)。印(yin)染(ran)工藝(yi)和產品質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)不同，對(dui)回用(yong)水(shui)(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)也不同。因(yin)此(ci)，我國尚沒有統(tong)一的(de)印(yin)染(ran)廢水(shui)(shui)(shui)回用(yong)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)標準。根據行業經驗，水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)指標都(dou)必須(xu)控制在(zai)用(yong)水(shui)(shui)(shui)指標之內。因(yin)此(ci)，紡織印(yin)染(ran)業對(dui)回用(yong)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)遠遠高于城市(shi)生活雜用(yong)水(shui)(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)。
2.1 深度處理單元技術
2.1.1 吸附處理技術
將廢水(shui)(shui)(shui)通(tong)過(guo)(guo)由(you)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)濾(lv)床，污染(ran)物質被吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)在(zai)多孔(kong)物質表面(mian)(mian)上或被過(guo)(guo)濾(lv)除去(qu)。活性(xing)炭(tan)是印染(ran)廢水(shui)(shui)(shui)深(shen)度處(chu)理中(zhong)最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，其(qi)微(wei)孔(kong)多，比表面(mian)(mian)積可(ke)高(gao)達500～600 m2/g，具有很強的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)脫色性(xing)能，特別適合相對分子(zi)質量小于400 的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溶性(xing)染(ran)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)脫色吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)。但(dan)活性(xing)炭(tan)對疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)染(ran)料(liao)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)效(xiao)果(guo)(guo)較差，其(qi)再(zai)生(sheng)也比較復雜且費用(yong)昂貴(gui)，限(xian)制了(le)(le)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)法在(zai)印染(ran)廢水(shui)(shui)(shui)深(shen)度處(chu)理中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。天然(ran)礦物如(ru)高(gao)嶺土、硅藻土、活性(xing)白土以及煤粉等(deng)也具有較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)性(xing)能，在(zai)印染(ran)廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)度處(chu)理中(zhong)也有使(shi)用(yong)。另(ling)外，李(li)蒙英等(deng)〔2〕 研究了(le)(le)利用(yong)青(qing)霉菌對印染(ran)廢水(shui)(shui)(shui)進行吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)處(chu)理，結(jie)果(guo)(guo)發現： 其(qi)對黑色和(he)紅(hong)色染(ran)浴廢水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)色度具有較好的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理效(xiao)果(guo)(guo)，去(qu)除率(lv)達到了(le)(le)98.0％和(he)74.5％，為吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)法的(de)(de)(de)(de)(de)發展提供了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)選擇。吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)法雖(sui)然(ran)見效(xiao)快，但(dan)是使(shi)用(yong)后的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)再(zai)生(sheng)比較困難，如(ru)果(guo)(guo)不進行回收再(zai)生(sheng)則容(rong)易產(chan)生(sheng)二次污染(ran)。因此，研發新(xin)型高(gao)效(xiao)且易再(zai)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)是當前吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)方法的(de)(de)(de)(de)(de)研究發展方向。
2.1.2 膜分離技術
膜(mo)(mo)(mo)對(dui)不同物質具有透過性(xing)差(cha)異，膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離技(ji)術(shu)(shu)就是利用膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)這種特性(xing)，在(zai)一定的(de)(de)傳質推動(dong)力下，對(dui)混合(he)物進(jin)(jin)行(xing)(xing)分(fen)離的(de)(de)方法。印(yin)(yin)染廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)度(du)(du)處理所用的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離技(ji)術(shu)(shu)主要有微(wei)濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和(he)反(fan)滲透（RO）。MF 和(he)UF 常作為(wei)NF 和(he)RO 的(de)(de)預處理； UF 能(neng)分(fen)離大分(fen)子有機物、膠體、懸浮(fu)固體；NF 能(neng)實現脫鹽與濃縮的(de)(de)同時(shi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)；RO 能(neng)去除(chu)可(ke)溶性(xing)金屬鹽、有機物、膠粒(li)等并截留所有離子。阮慧敏等〔3〕采用UF+RO 工(gong)藝對(dui)浙(zhe)江某(mou)印(yin)(yin)染廠(chang)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生化處理后的(de)(de)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)(jin)行(xing)(xing)處理，膜(mo)(mo)(mo)系統進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)COD 100~350 mg/L，色度(du)(du)180 倍(bei)，電(dian)導率(lv)(lv)800~1 350 μS/cm。膜(mo)(mo)(mo)系統處理后出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)COD＜10 mg/L，色度(du)(du)1~2 倍(bei)，電(dian)導率(lv)(lv)＜30 μS/cm。 Xujie Lu 等〔4〕采用生物濾池結合(he)膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離的(de)(de)方法，當進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)COD 為(wei)150~450 mg/L 時(shi)，出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)COD 降到50 mg/L 以下，去除(chu)率(lv)(lv)高達(da)91%，且色度(du)(du)、濁度(du)(du)、鐵錳濃度(du)(du)的(de)(de)去除(chu)效果都非常好(hao)。
膜分離(li)技(ji)術的(de)(de)(de)優勢為： 其(qi)不僅(jin)能去除(chu)水(shui)(shui)中(zhong)殘余(yu)的(de)(de)(de)有機(ji)物，降低(di)色(se)度，還能脫除(chu)無機(ji)鹽類，防止系(xi)統(tong)中(zhong)無機(ji)鹽的(de)(de)(de)積累，是(shi)印染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)深(shen)度處理(li)中(zhong)極具(ju)前景(jing)的(de)(de)(de)一項技(ji)術。然(ran)而(er)，膜處理(li)工藝的(de)(de)(de)成本較高，且膜組件易(yi)被污染(ran)而(er)縮短其(qi)使用(yong)(yong)壽命(ming)。只有通過控制并降低(di)膜污染(ran)來(lai)延長膜壽命(ming)，從而(er)降低(di)成本，膜分離(li)技(ji)術在(zai)印染(ran)廢(fei)水(shui)(shui)深(shen)度處理(li)中(zhong)才會得到更(geng)加廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)。
2.1.3 高級氧化深度處理技術
（1）化(hua)學氧(yang)化(hua)技術。在印染(ran)廢(fei)水深度(du)處理中，O3 和Fenton 試劑是比較(jiao)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)劑。O3 具有較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)色作用(yong)，雖然對COD 的(de)(de)(de)(de)去(qu)除效果很小(xiao)(xiao)，但是可(ke)以改(gai)變(bian)廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)B/C，從(cong)而(er)提高廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)可(ke)生化(hua)性。盧(lu)寧川等(deng)〔5〕采用(yong)O3 氧(yang)化(hua)對印染(ran)廢(fei)水進行處理，結果發現(xian)： COD 的(de)(de)(de)(de)去(qu)除率為72%，而(er)色度(du)降(jiang)低了94%。郭(guo)召海(hai)等(deng)〔6〕研(yan)究了O3 對色度(du)去(qu)除和B/C 的(de)(de)(de)(de)影響，發現(xian)臭氧(yang)的(de)(de)(de)(de)投(tou)加量為15 mg/L 左(zuo)右(you)時(shi)，色度(du)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除率可(ke)以達到70%，B/C 也提高了一倍多。O3 氧(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)要優點是設備簡(jian)單緊湊、占地面積小(xiao)(xiao)、容易實(shi)現(xian)自動化(hua)控制；主(zhu)(zhu)要缺點是處理成本高，不適合大流(liu)量廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)處理。
Fenton 試(shi)劑是由H2O2 和Fe2+復合而成的(de)氧化(hua)(hua)劑，在(zai)酸(suan)性條件下產生的(de)·OH 具(ju)有(you)極強(qiang)的(de)氧化(hua)(hua)作用，特別適(shi)合處理(li)(li)成分比較(jiao)(jiao)復雜的(de)染(ran)料廢水(shui)。姜興華等〔7〕利用Fenton 試(shi)劑對印染(ran)廢水(shui)進(jin)行深度處理(li)(li)，結果(guo)(guo)發現(xian)：pH 2~3，H2O2 用量(liang)3.2 mL/L，鐵(tie)炭體積比 1∶1，反(fan)應時間90 min 時，出水(shui)COD 去(qu)除(chu)90%以上，色度降(jiang)低(di)99%，鹽(yan)度降(jiang)低(di)64%，回用水(shui)水(shui)質指標均達到了(le)回用要(yao)求。史紅(hong)香等〔8〕也對Fenton 試(shi)劑處理(li)(li)印染(ran)廢水(shui)進(jin)行了(le)研究，獲得(de)了(le)類似的(de)結果(guo)(guo)。Fenton 氧化(hua)(hua)對COD 和色度具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)強(qiang)的(de)去(qu)除(chu)能(neng)力，但是鐵(tie)離子的(de)存在(zai)可(ke)能(neng)會影響水(shui)的(de)顏色，而且反(fan)應的(de)pH 較(jiao)(jiao)低(di)，可(ke)能(neng)對其他處理(li)(li)工序有(you)影響。
（2）光(guang)催(cui)(cui)化(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)技術(shu)。利(li)用(yong)(yong)強(qiang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)劑在(zai)UV 輻射下產生具(ju)有(you)(you)強(qiang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)能力的(de)(de)·OH 來處(chu)理廢水(shui)，具(ju)有(you)(you)低能耗、無(wu)二次污染(ran)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)徹底等(deng)優點，最(zui)常用(yong)(yong)的(de)(de)有(you)(you) UV/Fenton、UV/O3、UV/H2O2 等(deng)。光(guang)催(cui)(cui)化(hua)研究(jiu)較多的(de)(de)還有(you)(you)以光(guang)敏化(hua)半導體(ti)為催(cui)(cui)化(hua)劑，其中(zhong)TiO2 光(guang)催(cui)(cui)化(hua)劑應(ying)用(yong)(yong)最(zui)廣，且處(chu)理效(xiao)果(guo)最(zui)好。TiO2 在(zai)光(guang)輻射下，其價帶上會產生電子空穴（h+）對，TiO2 表面吸(xi)(xi)附的(de)(de)有(you)(you)機物被具(ju)有(you)(you)強(qiang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)的(de)(de)h+活化(hua)、氧(yang)(yang)(yang)化(hua)而降(jiang)解。馮麗(li)娜(na)等(deng)〔9〕采用(yong)(yong)了(le)TiO2/活性(xing)(xing)炭(tan)負載體(ti)系對某印染(ran)廠(chang)的(de)(de)二級(ji)處(chu)理出水(shui)進行(xing)處(chu)理，進水(shui)COD 在(zai)300 mg/L 左(zuo)右(you)，在(zai)最(zui)佳反應(ying)條件下，出水(shui)COD 降(jiang)到(dao)50 mg/L，色(se)度(du)降(jiang)為 2 倍，研究(jiu)表明：利(li)用(yong)(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)能，有(you)(you)助于(yu)解決TiO2 的(de)(de)流(liu)失、分離和回收問題，提高光(guang)催(cui)(cui)化(hua)劑的(de)(de)處(chu)理效(xiao)果(guo)。但廢水(shui)本(ben)身的(de)(de)透光(guang)性(xing)(xing)和光(guang)利(li)用(yong)(yong)率制約著光(guang)催(cui)(cui)化(hua)技術(shu)在(zai)廢水(shui)處(chu)理工業中(zhong)的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)。
（3）電化學(xue)氧(yang)化技術。在外加電場作用(yong)下，在特(te)定(ding)(ding)反(fan)應器內，通過(guo)一定(ding)(ding)化學(xue)反(fan)應、電化學(xue)過(guo)程或(huo)物理過(guo)程，產(chan)生大(da)量的(de)自由基(ji)，利用(yong)自由基(ji)的(de)強氧(yang)化性對廢水中(zhong)的(de)污染物進行降解的(de)過(guo)程。電化學(xue)技術具有易控制(zhi)、無污染或(huo)少污染、高度靈活等特(te)點。
M. Kennedy〔10〕指出電(dian)(dian)化(hua)學方法對印(yin)染(ran)廢水的脫色非常(chang)有效(xiao)，當電(dian)(dian)化(hua)學反應(ying)器中(zhong)廢水主流(liu)區Fe2+質量濃度為200~500 mg/L 時(shi)，色度去除(chu)率(lv)達(da)到(dao)90%~98%，COD 和BOD 去除(chu)率(lv)分別(bie)達(da)到(dao)50%和70%。但這種可溶性電(dian)(dian)極(ji)(ji)氧化(hua)法的電(dian)(dian)極(ji)(ji)消(xiao)耗過大，故新型電(dian)(dian)極(ji)(ji)的開發(fa)就(jiu)成為研究的熱點之一。賈金平等(deng)〔11〕利用(yong)活(huo)性炭纖維與(yu)鐵的復(fu)合電(dian)(dian)極(ji)(ji)降解多(duo)種模擬(ni)印(yin)染(ran)廢水，取得了較(jiao)好的結(jie)果。雷陽明等(deng)〔12〕以PbO2/Ti 為陽極(ji)(ji)處理模擬(ni)印(yin)染(ran)廢水，色度和COD 去除(chu)率(lv)最高可達(da) 99.5%和78.6%。
2.1.4 高效生物處理技術
印染(ran)廢水(shui)二(er)級出水(shui)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)可生化性不高，生物(wu)(wu)降(jiang)解有一定難度(du)，生物(wu)(wu)法的(de)重點(dian)在于開發強化生物(wu)(wu)技術的(de)新型(xing)生物(wu)(wu)反應器(qi)，以進一步去除COD 和色(se)度(du)。
（1）曝氣(qi)生(sheng)物(wu)濾池(chi)(chi)（BAF）。印染廢(fei)水(shui)經二級(ji)生(sheng)化(hua)處(chu)理(li)(li)后，水(shui)中(zhong)(zhong)COD 及BOD 相對較(jiao)低，曝氣(qi)生(sheng)物(wu)濾池(chi)(chi)填(tian)料(liao)上生(sheng)長的(de)貧(pin)營養微生(sheng)物(wu)如假單(dan)胞菌、芽孢桿菌等(deng)，比表面積(ji)較(jiao)大，對廢(fei)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)有(you)(you)機物(wu)有(you)(you)較(jiao)強的(de)親和(he)力。周(zhou)鋒(feng)〔13〕研究了(le)BAF 處(chu)理(li)(li)印染廢(fei)水(shui)的(de)二級(ji)出水(shui)，水(shui)解酸(suan)化(hua)+好(hao)氧工(gong)藝后增加BAF 深度處(chu)理(li)(li)工(gong)藝，當進水(shui)COD＜200 mg/L，水(shui)力負荷(he)(he)1.0～2.0 m3/（m2·h），氣(qi)水(shui)比為（2～3）∶1 時，出水(shui)COD 去除率在50％以上，達到一級(ji)排放標準。曝氣(qi)生(sheng)物(wu)濾池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)生(sheng)物(wu)濃度和(he)有(you)(you)機負荷(he)(he)高，處(chu)理(li)(li)效果(guo)穩定，出水(shui)水(shui)質(zhi)好(hao)。濾池(chi)(chi)中(zhong)(zhong)的(de)濾料(liao)粒(li)徑(jing)越小處(chu)理(li)(li)效果(guo)越好(hao)，但是小粒(li)徑(jing)又(you)會(hui)使(shi)工(gong)作周(zhou)期(qi)變短，濾料(liao)不(bu)易(yi)清洗，相應的(de)反沖洗水(shui)量也會(hui)增加。因此選用合適的(de)濾料(liao)粒(li)徑(jing)是充分發揮曝氣(qi)生(sheng)物(wu)濾池(chi)(chi)功能的(de)關鍵。
（2）移動(dong)床生(sheng)物(wu)膜(mo)反(fan)(fan)(fan)應器（MBBR）。MBBR 是(shi)一種新型的生(sheng)物(wu)膜(mo)反(fan)(fan)(fan)應器。微生(sheng)物(wu)在反(fan)(fan)(fan)應器內(nei)的填料(liao)上(shang)富(fu)集，填料(liao)懸浮于反(fan)(fan)(fan)應器內(nei)并(bing)隨(sui)著混合液流(liu)動(dong)，因(yin)此氣、水(shui)、填料(liao)三(san)者能夠在反(fan)(fan)(fan)應器內(nei)充分接觸，氧的利用率和有(you)機(ji)污染(ran)物(wu)的傳質效率高(gao)(gao)，且生(sheng)物(wu)膜(mo)的活(huo)性(xing)較高(gao)(gao)，老化(hua)的生(sheng)物(wu)膜(mo)易(yi)從填料(liao)表面(mian)脫(tuo)落(luo)。MBBR 還具有(you)不(bu)需要反(fan)(fan)(fan)沖洗、抗(kang)沖擊負(fu)荷強(qiang)、出(chu)水(shui)水(shui)質穩定等優(you)點〔14〕。
目前關(guan)于用MBBR 工藝處(chu)理(li)印染廢水(shui)的研(yan)究(jiu)不多。霍桃梅〔15〕發現MBBR 深度(du)處(chu)理(li)印染廢水(shui)時對 COD 及氨氮兩項指標有良好的去除效果。進(jin)水(shui)COD 由(you)200 mg/L 左右(you)降到50 mg/L 以下(xia)，氨氮由(you)10 mg/L 降到2 mg/L 以下(xia)，但色度(du)去除率僅為25%。
印染(ran)(ran)廢(fei)水中有機污染(ran)(ran)物品種較(jiao)(jiao)多，生物填料上的多菌種體系有較(jiao)(jiao)大(da)的降解(jie)能力，所以MBBR 作(zuo)為(wei)深(shen)度處理工藝對有機物濃度較(jiao)(jiao)低的二級生化處理出(chu)水具有很大(da)的優勢。未來可以將(jiang)MBBR 在印染(ran)(ran)廢(fei)水深(shen)度處理中的研究(jiu)和應用(yong)作(zuo)為(wei)一個發展方(fang)向。
（3）膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)(qi)（MBR）。膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)(qi)集(ji)膜(mo)(mo)(mo)分離(li)與(yu)生(sheng)物(wu)降解于一(yi)體，可去除(chu)廢水(shui)中大(da)部分殘余的(de)COD、色度和所有的(de)SS。而(er)后通過NF（RO）工(gong)藝進一(yi)步處理，去除(chu)大(da)部分鹽度，出水(shui)水(shui)質一(yi)般能達到回用水(shui)要求。戴舒等(deng)〔16〕以回用為目的(de)，采用由好(hao)氧反(fan)應器(qi)(qi)和超濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)組成(cheng)(cheng)外置式MBR 結(jie)合納(na)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)處理印染(ran)廢水(shui)，結(jie)果表明：系統COD、色度和濁度的(de)去除(chu)率均達到99%，電導率去除(chu)率97%。P.Schoeberl 等(deng)〔17〕 先采用MBR 和NF 結(jie)合處理印染(ran)廢水(shui)，出水(shui)水(shui)質全部滿足回用水(shui)指標，但是考(kao)慮到技術難度和高額的(de)經濟(ji)成(cheng)(cheng)本，而(er)后用UF 代替NF 同(tong)樣取(qu)得較好(hao)的(de)效(xiao)果。MBR 的(de)優點(dian)在于工(gong)藝流(liu)程(cheng)短、占地面積少、出水(shui)水(shui)質穩定(ding)；缺點(dian)和膜(mo)(mo)(mo)分離(li)技術類似，主要是膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)導致的(de)膜(mo)(mo)(mo)壽命(ming)短、成(cheng)(cheng)本高和電耗高。
2.2 印染廢水深度處理回用集成工藝
2.2.1 傳統技術組合工藝
由于(yu)印染廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質復雜，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回用(yong)只(zhi)靠(kao)單一技(ji)術難以實現(xian)，因此需要將各種(zhong)方法(fa)有(you)機結合(he)(he)起來，采用(yong)組(zu)合(he)(he)工(gong)藝(yi)進行綜合(he)(he)處(chu)理(li)(li)。Xiaojun Wang 等(deng)〔18〕采用(yong)臭氧(yang)聯(lian)合(he)(he)生(sheng)物(wu)法(fa)處(chu)理(li)(li)印染廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)后廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)B/C 由0.18 提(ti)(ti)高到0.36，COD 和(he)(he)色度(du)(du)的(de)(de)去(qu)除(chu)率也都(dou)有(you)一定的(de)(de)提(ti)(ti)高。黃(huang)瑞敏(min)等(deng)〔19〕采用(yong)混(hun)凝脫色—曝氣生(sheng)物(wu)濾(lv)池(chi)—離子交換組(zu)合(he)(he)工(gong)藝(yi)處(chu)理(li)(li)針(zhen)織棉布染色廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)色度(du)(du)去(qu)除(chu)至10 倍以下，COD＜20 mg/L，SS 低于(yu)2 mg/L，濁度(du)(du)低于(yu)3 NTU。郭召海等(deng)〔6〕研究(jiu)了O3 氧(yang)化(hua)(hua)和(he)(he)生(sheng)物(wu)濾(lv)池(chi)組(zu)合(he)(he)工(gong)藝(yi)處(chu)理(li)(li)印染廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)效果，發現(xian) O3-生(sheng)物(wu)濾(lv)池(chi)組(zu)合(he)(he)技(ji)術很好(hao)地發揮了化(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)、吸附和(he)(he)生(sheng)物(wu)降(jiang)解的(de)(de)協同(tong)作(zuo)用(yong)，且(qie)具有(you)運行成本低、不產(chan)生(sheng)濃(nong)縮液和(he)(he)剩(sheng)余污泥少等(deng)優(you)(you)點。單一技(ji)術用(yong)于(yu)深度(du)(du)處(chu)理(li)(li)，難以同(tong)時解決脫色、降(jiang)COD 和(he)(he)除(chu)鹽(yan)等(deng)問題，將各種(zhong)單一技(ji)術進行有(you)機結合(he)(he)，能得到較好(hao)的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果，還能保證充(chong)分發揮各技(ji)術的(de)(de)優(you)(you)勢，提(ti)(ti)高污染物(wu)去(qu)除(chu)率。
2.2.2 膜技術與傳統技術的集成工藝
印(yin)(yin)染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)成分復雜，如選用(yong)膜(mo)(mo)(mo)技術處(chu)(chu)理(li)(li)印(yin)(yin)染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)，必須選擇(ze)合(he)適的(de)(de)前處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)藝來(lai)(lai)阻(zu)止廢(fei)(fei)水(shui)中的(de)(de)膠體(ti)、有機質、懸浮(fu)物(wu)等對(dui)膜(mo)(mo)(mo)造成污(wu)染(ran)。A. Bes-Piá 等〔20〕 采用(yong)O3 與NF 結(jie)合(he)的(de)(de)工(gong)藝對(dui)經生(sheng)化處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)(de)印(yin)(yin)染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)進(jin)行處(chu)(chu)理(li)(li)回用(yong)，以O3 來(lai)(lai)氧化引起(qi)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染(ran)的(de)(de)有機物(wu)質，出水(shui)的(de)(de)各項指標(biao)可以達到(dao)回用(yong)標(biao)準(zhun)。M. Marcucci 等〔21〕針對(dui)生(sheng)產車間的(de)(de)直(zhi)排廢(fei)(fei)水(shui)進(jin)行物(wu)化預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)，利(li)用(yong)絮(xu)凝沉(chen)淀、O3 氧化和UF 進(jin)行后(hou)(hou)續(xu)深度(du)處(chu)(chu)理(li)(li)，整(zheng)個工(gong)藝過程色度(du)去(qu)除率為(wei)93%，COD 去(qu)除率為(wei)66%。膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)污(wu)染(ran)問題(ti)限制了膜(mo)(mo)(mo)技術在印(yin)(yin)染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)中的(de)(de)應(ying)用(yong)，采用(yong)O3 氧化等預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)手段來(lai)(lai)控制膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染(ran)，從(cong)而增加膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)使用(yong)壽命，降低處(chu)(chu)理(li)(li)成本，是未(wei)來(lai)(lai)印(yin)(yin)染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)深度(du)處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)一大(da)趨勢。
2.2.3 集成膜處理回用工藝
國外很(hen)多研究證明(ming)，將(jiang)不同的(de)膜分離(li)技術結(jie)合，構成(cheng)集成(cheng)膜工(gong)藝，是印染廢水深(shen)度處(chu)(chu)理(li)的(de)一個(ge)重要方向(xiang)。M. Marcucci 等〔21〕對(dui)經(jing)砂濾、UF 處(chu)(chu)理(li)后的(de)印染廢水，再用(yong)(yong)NF 或(huo)RO 進行(xing)深(shen)度處(chu)(chu)理(li)。實驗證明(ming)：NF 或(huo)RO 作為深(shen)度處(chu)(chu)理(li)方案是可行(xing)的(de)，RO 出水可回用(yong)(yong)于(yu)任何印染工(gong)序(xu)，NF 在(zai)脫鹽和去除礦物質(zhi)方面不如(ru) RO，但運行(xing)成(cheng)本低于(yu)RO。
浙江至美環境開發了“臭氧(yang)催化氧(yang)化+CMF+ RO”深度(du)處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)，并建(jian)成1 500 m3/d 的(de)印(yin)染廢水(shui)膜法處(chu)理(li)回用示范工(gong)程(cheng)。O3 催化氧(yang)化系統(tong)主要用于去除水(shui)中難(nan)生化降解有(you)機污染物的(de)COD 和色(se)度(du)，去除率(lv)(lv)分(fen)別可達30%~40%和90%以上。臭氧(yang)催化氧(yang)化出水(shui)進入(ru)連續超微濾(lv)（CMF）系統(tong)，出水(shui)水(shui)質(zhi)穩(wen)定，COD 穩(wen)定在40 mg/L 左(zuo)右，濁(zhuo)度(du)＜0.4 NTU，污染指數（SDI）＜3。再經(jing)反滲透處(chu)理(li)后(hou)，出水(shui)COD＜10 mg/L，電導率(lv)(lv)＜10.5 μS/cm，SS 和色(se)度(du)均(jun)為0，滿足(zu)推薦的(de)高級回用水(shui)水(shui)質(zhi)標(biao)準。整個工(gong)藝(yi)通過(guo)分(fen)質(zhi)處(chu)理(li)、分(fen)級分(fen)質(zhi)回用，廢水(shui)回用率(lv)(lv)達到總(zong)處(chu)理(li)水(shui)量(liang)的(de)75%以上。
這(zhe)些研究(jiu)都表明(ming)了未(wei)來廢水(shui)深(shen)度(du)處(chu)理技術(shu)的發展(zhan)方向，即充分利用多(duo)種工藝技術(shu)集成(cheng)，提(ti)高廢水(shui)處(chu)理程度(du)，達(da)到廢水(shui)循環回用是最(zui)終目標。
3 結語和展望
印(yin)染廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)已經(jing)對我國水(shui)環(huan)境(jing)構(gou)成(cheng)嚴重威脅(xie)，隨(sui)著(zhu)人們(men)環(huan)保意識的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)強，印(yin)染廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)深(shen)度(du)(du)處理(li)(li)(li)和回用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)受到政府的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)注。針對印(yin)染廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)深(shen)度(du)(du)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單一(yi)技(ji)術(shu)(shu)較(jiao)多且各具優缺點(dian)，但均難以(yi)達(da)到排放及回用(yong)標準，要根據印(yin)染廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)水(shui)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，合(he)理(li)(li)(li)選(xuan)擇和優化組合(he)處理(li)(li)(li)工藝(yi)。膜(mo)分(fen)離技(ji)術(shu)(shu)是印(yin)染廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)深(shen)度(du)(du)處理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要研究方向。未來(lai)研究可以(yi)在單元技(ji)術(shu)(shu)改進的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上，包括(kuo)生化、物化處理(li)(li)(li)效果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)、難降(jiang)解有(you)機物處理(li)(li)(li)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改進和膜(mo)組件污(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制等，而后形成(cheng)一(yi)套出水(shui)滿足回用(yong)水(shui)水(shui)質(zhi)標準、回用(yong)率高(gao)(gao)且運行(xing)高(gao)(gao)效經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)染廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)回用(yong)集成(cheng)技(ji)術(shu)(shu)。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
