1、概述
        紡織工業(yè)包括化學纖維、棉紡織、毛紡織、絲綢、麻紡織、印染、針織、服裝、家用紡織品、產(chǎn)業(yè)用紡織品、紡織機械11個行業(yè)。
       紡織工業(yè)是工業(yè)部門中的用水大戶之一。紡織工業(yè)的生產(chǎn)用水主要有印染工藝的漂練、染色、印花、整理，羊毛洗滌、蠶繭的繅絲工藝，麻紡類的脫膠浸漬，黏膠纖維和合成纖維的工藝用水，以及紡織生產(chǎn)的空調用等水。紡織工業(yè)亦是我國工業(yè)廢水排放大戶之一，在各工業(yè)部門中，紡織工業(yè)廢水排污列于造紙、化工、食品加工之后居第上位。印染、化纖企業(yè)的廢水排放是紡織工業(yè)的主要污染物，其中又以印染廢水排放量為最多，約占80%。因此，紡織印染廢水處理對減輕納污水體污染，改善環(huán)境質量，保障用水安全，促進社會經(jīng)濟的協(xié)調科學發(fā)展具有重要意義。

2、紡織印染常用染料及化學藥劑
        按不同纖維原料品種，紡織印染生產(chǎn)工藝常用的染料及相應的化學藥劑如表1和表2所示。
                                                    表1  主要纖維品種的常用染料

 
表2   常用染料使用的化學藥劑

 
3、紡織印染廢水的特點
     （1）水質水量變化大
       紡織印染廢水水質水量同所采用的纖維原料、產(chǎn)品品種、染料助劑、生產(chǎn)工藝配方、設備配置和清潔生產(chǎn)水平等密切相關。一般印染產(chǎn)品加工都有煮練工序，煮練時要用堿液在90℃左右高溫下處理織物，所以廢水呈堿性，尤其是棉印染廢水呈強堿性，pH為10～12。但是，絲綢印染、毛紡織染整通常采用酸性染料為主，廢水呈偏酸性，一般pH為5～6?？椢锷蠞{漿料不同會影響廢水水質。大多印染企業(yè)屬于產(chǎn)品加工企業(yè)，受加工生產(chǎn)品種、加工訂單數(shù)量、生產(chǎn)計劃安排等因素的影響，廢水水量和水質在不同的季節(jié)、不同的月份，甚至在同一生產(chǎn)日的不同班次、同一班次的不同時段都有變化。雖然不同紡織印染加工產(chǎn)品的廢水水量水質變化狀況不盡相同，但是總地來說，水量水質變化大是所有紡織印染廢水的共同特點。因此，在紡織印染廢水處理時均應有水量水質調節(jié)和預防沖擊負荷影響的措施。
     （2）污染物濃度高
       影響印染廢水污染程度的因素很多，例如纖維種類、產(chǎn)品品種、生產(chǎn)工藝條件與設備、清潔生產(chǎn)程度以及管理水平等。其中，印染加工纖維種類是影響印染廢水污染物濃度的主要因素。一般棉印染廢水的污染物濃度COD_Cr為1500～2000mg/L。間隙式工藝的堿減量廢水COD_Cr為20000～60000mg/L，典型的具有堿減量工藝的印染企業(yè)，堿減量廢水量約占印染廢水量的5%，而COD_Cr負荷占60%以上。毛紡織染整產(chǎn)品的洗毛廢水COD_Cr為15000～30000mg/L，麻紡織印染產(chǎn)品的苧麻脫煮練廢水COD_Cr為14000～20000mg/L，均屬于高濃度有機廢水。即使污染程度相對較輕的針織印染、毛紡染整和絲綢印染廢水，COD_Cr為400～800mg/L，亦屬于較高濃度的有機污染廢水。
     （3）綜合廢水的BOD₅/COD_Cr低
       隨著印染產(chǎn)品加工過程中織物上漿的PVA漿料增加，淀粉漿料使用比例下降，以及印染中為了提高染料著色率，改善印染產(chǎn)品使用性能，所用染料中蒽醌類染料比例提高，而蒽醌類染料屬于多環(huán)或者含羥基、羧基和難生物降解高分子有機化合物，從而降低了印染廢水的可生化性。在廢水生物處理中，通常將BOD₅/COD_Cr小于0.3的廢水視為可生化性差或難生物降解廢水，將BOD₅/COD_Cr大于0.3的廢水視為具有可生化性或易生物降解廢水。一般棉、化纖及其棉混紡印染廢水和針織印染廢水的BOD₅/COD_Cr為0.25左右，毛紡織染整的BOD₅/COD_Cr為0.3左右，絲綢印染廢水的BOD₅/COD_Cr為0.35左右。
      （4）廢水色澤深
        印染工藝的染料上染率平均為90%左右，印染廢水中染料殘留率平均為10%。印染廢水中的色度主要是由殘留染料所引起的。一般厚織物印染加工的染料用量多，廢水中殘留的染料絕對量多，廢水色澤深，色度高。而薄織物的印染廢水色度相對較低。另外，織物的深色染色或印花殘留的染料亦會使廢水的色澤變深。一般棉、化纖及其混紡織物印染廢水色度為300～500倍，針織印染廢水色度為200～400倍。毛紡織染整和絲綢印染廢水的色度較低，為100～300倍。
       （5）含有一定量的懸浮物
        印染產(chǎn)品加工過程中會使織物原料中的雜質、纖維屑、果膠和蠟質、未溶解染料等進入廢水，致使印染廢水含有一定量的懸浮物。例如，毛紡織染整的洗毛廢水中含有大量羊毛纖維、雜質、細紗和雜草等，洗毛廢水SS可達到10000mg/L以上，而毛紡織染整廢水SS為300～500mg/L。其他紡織印染產(chǎn)品廢水的SS一般為150～300mg/L。
      （6）某些印染廢水含有硫化物
        印染廢水中的硫化物主要來源于硫化染料。某些棉深色印染產(chǎn)品加工，如燈芯絨、絨布等印染加工，采用硫化染料。這類產(chǎn)品的廢水因含有殘留的硫化染料，硫化物含量較高，一般硫化物濃度可達到每升數(shù)十毫克。
       （7）含有一定量的氮和磷
        印染廢水中的總氮（TN）和氨氮（NH₃－N）主要來源于染料和纖維原料，例如偶氮染料、羊毛纖維、天然絲纖維的絲膠等。此外，在印花工藝中，亦有以尿素為助劑的，一般印染產(chǎn)品的TN和NH₃－N含量為10～15mg/L，而絲綢印染產(chǎn)品的NH₃－N含量為10～30mg/L。如果采用蠟染工藝，需要用尿素，蠟染產(chǎn)品的總氮可高達300mg/L左右。
印染廢水中的磷來源主要是含磷洗滌。有的企業(yè)采用磷酸三鈉，提高了廢水總磷（TP）含量，含磷濃度可達到每升數(shù)十毫克。
      （8）可能含有六價鉻和苯胺類
        印染廢水中的六價鉻主要來源有：一是印花滾筒刻花使用六價鉻，但目前已基本不采用此工藝；二是在印染工藝中可能采用重鉻酸鉀助劑。苯胺類主要來源于部分具有苯環(huán)和氨基的染料，在印染廢水處理中苯環(huán)類基本能予以降解。
       （9）漂白工序含有二氧化氯
        在印染產(chǎn)品加工過程中，漂白是一道重要工序。氯漂是在堿性條件下，以次氯酸鈉作為漂白劑，價格低廉，但白度較差，且織物易變硬變脆。氧漂是在中性條件下，以過氯化氫為漂白劑，白度好，手感軟。亞漂是在酸性條件下，以亞氯酸鈉產(chǎn)生二氧化氯為漂白劑，白度最好，手感柔軟，高檔印染產(chǎn)品特別是內衣類往往采用亞漂工藝。二氧化氯是強氧化劑，具有很強的腐蝕性和毒性，一般亞漂廢水中二氧化氯含量為每升數(shù)十毫克至200mg。
 
4、紡織印染廢水處理主要技術
       紡織印染廢水處理主要技術有：預處理、厭氧（兼氧）水解酸化、A/O好氧生物處理、生物接觸氧化、混凝沉淀、混凝氣浮、化學氧化脫色、膜處理以及污泥處理技術等。
     （1）預處理
      格柵   一般紡織印染廢水中含有織物原料的雜質、纖維屑等懸浮物。有的印染廢水中還可能因生產(chǎn)操作不慎而進入生產(chǎn)廢水系統(tǒng)的細紗、布頭或布條。毛紡織染整的洗毛廢水中則會有大量散毛纖維、雜質和雜草等。在廢水處理前必須先經(jīng)格柵除去廢水中含有的這些雜質或大顆粒懸浮物。 廢水進水宜設粗、細格柵各一道。一般粗格柵柵距選用20mm，細格柵選用5mm。除了小水量以外一般宜機械自動清理格柵。如有必須時，應在印染產(chǎn)品加工車間廢水排放口設置格柵或格網(wǎng)；格柵格網(wǎng)應采用防腐材質和便于維修維護的措施。
       調節(jié)   紡織印染產(chǎn)品加工過程中排出的廢水水質水量變化大，廢水處理設施中必須設置調節(jié)池。調節(jié)池容積應按生產(chǎn)廢水排放規(guī)律、水質水量變化情況、生產(chǎn)季節(jié)、生產(chǎn)狀況、處理工藝和節(jié)假日安排等因素綜合考慮確定。一般調節(jié)池設計停留時間為8～12h。在水質水量變化很大或者處理高濃度廢水時，還可以再增加調節(jié)池設計停留時間。調節(jié)池內應設機械攪拌或預曝氣裝置，以利于調勻水質水量，防止大量污泥沉淀，以及氧化部分還原性物質。如設置預曝氣，則曝氣量可按1～1.5m³/(min·100m³)池容考慮。對水量較小的高濃度廢水宜單獨設置集水池，然后采用均勻、少量方式進入調節(jié)池。
       pH調整    一般印染廢水處理要求進水pH為6～9，當進水pH小于6或大于9時，應采取pH調整措施。pH調整池停留時間可按20～30min計。在pH調整池內應采用機械攪拌或空氣攪拌等充分混合設施。
       降溫   廢水好氧生物處理的適宜水溫一般為25～28℃，厭氧生物處理采用中溫厭氧發(fā)酵時，適宜水溫為32～34℃，廢水水溫過高或過低都會影響微生物的生長繁殖和處理效能，降低處理效率。紡織印染產(chǎn)品加工過程中，退漿廢水、煮練廢水的熱水洗廢水和印染工序排放廢水水溫都較高。印染廢水特別是棉機織印染和棉針織印染廢水夏季水溫可達45～50℃或更高。對一些未設廢水冷卻裝置的印染廢水處理工程考察表明，由于進水水溫過高，好氧生物處理難以正常運行，在夏季經(jīng)常產(chǎn)生活性污泥膨脹，處理效率不高。當采用好氧生物處理或中溫厭氧生物處理時，若廢水進水溫度高于38℃，應設有冷卻措施（如設置冷卻塔），以保證廢水水溫適宜生物處理單元正常運行。
     （2）厭氧（兼氧）水解酸化
        厭氧（兼氧）水解酸化主是是處理印染廢水中復雜的大分子有機物。例如，印染廢水中含有的PVA漿料的是高分子有機化合物，活性染料、直接染料、還原染料等屬于蒽醌類、苯胺類的芳香族化合物，是具有多環(huán)和雜環(huán)的大分子長鏈化合物，可生化性差。對印染廢水中的這部分有機物可先經(jīng)過厭氧（兼氧）水解氧化前處理。在水解酸化池中，使廢水中復雜的大分子有機受到厭氧（兼氧）菌分泌的胞外酶作用，水解成較簡單的小分子短鏈有機物，從而提高廢水可生化性，為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造有利條件。印染廢水在缺氧條件下，同污泥接觸，有利于打開廢水中殘余染料的發(fā)色基團，所以水解酸化還可以降低廢水色度。
        水解酸化的停留時間因水質而異，一般印染廢水水解酸化停留時間為6h左右。當廢水可生化性較差，BOD₅/COD在0.20～0.25時，停留時間需在10～12h。高濃度棉印染廢水和堿減量廢水水解酸化所需時間更長。水解酸化除了能提高廢水的BOD₅/COD，改善后續(xù)好氧生物處理條件外，對有機污染物亦有一定的去除效率，一般經(jīng)水解酸化后，COD去除率可達20%～25%。
        水解酸化池呈厭（缺）氧狀態(tài)，生長著兼氧異養(yǎng)性微生物。印染廢水水解酸化池中宜設置生物載體填料，一是有利于世代時間較長的微生物固著棲息生長在填料上，增加生物附著量。二是有利于切割水流，使廢水同微生物均勻地、充分地混合接觸，提高處理效率和后續(xù)處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。一般設置生物填料的水解酸化池容積負荷為1.0～2.0kgCOD/(m³填料·d)。
      （3）A/O法
        A/O法即厭（缺）氧－好氧法，是在常規(guī)活性污泥法基礎上發(fā)展起來的一種同時去除有機物和氮等污染物的生物處理工藝。在A/O法中，厭（缺）氧池（A池）的主要作用是對菌種進行篩選與優(yōu)化，停留時間短，約1.0h，在A池厭（缺）氧條件下，部分有機物被微生物（脫磷菌）所吸附，而剩余的有機物及吸附在微生物體表面的有機物在O池內為微生物所吸收。一般O池污泥負荷為0.1～0.25kgBOD/(kgMLSS·d)，當印染廢水可生化性較好時取高值，反之，當印染廢水可生化性較差時取低值。由于大部分有機物在A池內為脫磷菌所吸附，O池內絲狀菌生長會受到抑制，由此可形成沉淀性能良好的污泥，避免污泥膨脹。
      （4）生物接觸氧化法
        生物接觸氧化法是生物膜法的一種形式，是目前紡織印染廢水生物處理的主要技術之一。生物接觸氧化法的微生物棲息填料全部浸沒在氧化池內，所以亦有人稱之為淹沒式濾池。氧化池內采用與曝氣池相同的曝氣法，所以又稱為接觸曝氣池。生物接觸氧化法具有BOD負荷高、處理時間短、占地面積小、不需要污泥回流、不產(chǎn)生污泥膨脹、運轉比較靈活、維護管理方便等優(yōu)點。
       生物接觸氧化法的處理工藝流程分為一段法（一次生物接觸氧化法）、二段法（兩次生物接觸氧化法）、多段法（多次生物接觸氧化法）和多格法（多格生物接觸氧化法）等。
    （5）混凝沉淀
        投加鐵鹽或鋁鹽進行混凝，并且使用聚電解質增加絮體的穩(wěn)定性促進沉降分離是印染廢水處理的常用方法?；炷恋砑瓤梢宰鳛樯锾幚砬暗囊患壧幚?，又可以作為生物處理后的深度處理?；炷恋硖幚砭哂型顿Y較省、構筑物簡單、操作方便等優(yōu)點，但產(chǎn)生污泥量大，藥劑費用相對較高。所以，在印染廢水處理實踐中，往往將混凝沉淀處理置于生物處理之后，作為生物處理的補充，以使處理水達標排放。
        在混凝沉淀法中，只要混凝劑選用合適，可以收到較好的處理效果。而混凝處理效果又與印染廢水中所含的染料有關。分散染料、還原染料分子結構中不含或較少地含有-SO₃H、-COOH、-OH等親水基團，在水中以疏水性懸浮微料形式存在，易被混凝沉淀除去，且混凝效果受到pH影響小，在較寬的pH范圍內都具有良好的處理效果。直接染料、活性染料中含有較多-SO₃H、-COOH、-OH等親水基團，混凝處理效果則取決于染料分子在水中的締合程度。其中，大部分直接染料和小部分活性染料締合程度較高，以膠體形式存在而被混凝除去。而分子較小的活性染料締合程度較低，以接近真溶液形式存在，混凝處理效果較差。中性染料和部分活性染料水溶性基團含量高，溶解度好且不易締合，混凝處理效果較差。
        印染廢水生物處理之后應用氨基陽離子聚合物進行混凝沉淀，效果優(yōu)于鐵鹽聚合物，對活性染料進行混凝沉淀也有良好的效果。鐵鹽混凝劑特別是FeSO₄對以活性染料為主的印染廢水處理效果要優(yōu)于鋁鹽混凝劑。主要是FeSO₄除了一般電中和壓縮雙電層作用外，還同時具有絡合沉淀作用。FeSO₄在廢水pH較高的情況下有較好的脫色效果，針對生物處理出水pH為7～7.5的情況，采用FeSO₄混凝劑時，需要同時投加NaOH或石灰，將廢水的pH調整至9.0左右。當投加石灰時具有絮凝和提高處理效果的作用。采用FeSO₄混凝劑時產(chǎn)生的污泥量較大，但投加石灰后所產(chǎn)生的污泥性狀有所改善，有利于脫水，因此，采用鐵鹽進行混凝沉淀是一種較為有效易行的處理技術。
          混凝沉淀池的類型與它在處理流程中的功能有關。生物處理前的初次沉淀池可采用豎流式或輻流式，亦可采用斜板（管）沉淀池。而生物處理后的混凝沉淀池可采用豎流式或輻流式。為了避免生物污泥在斜板（管）上的沉積或上浮，影響污泥沉降效果，不宜采用斜板（管）沉淀池?；炷恋沓氐谋砻嫠ω摵?，生物處理前宜為﹤1.0m³/(m²·h)，生物處理后宜為﹤0.8m³/(m²·h)。
     （6）混凝氣浮
        同混凝沉淀一樣，混凝氣浮大多應用在印染廢水生物處理的前處理單元，以去除廢水中呈懸浮狀態(tài)的部分污染物質，減輕后續(xù)生物處理的負荷，同時可去除廢水中部分色度?；炷龤飧∫嘤袘迷谏锾幚硖貏e是生物接觸氧化之后，作為泥水分離和進一步脫色處理單元。             根據(jù)氣浮凈化廢水原理，在印染廢水處理中，氣浮技術一般應用在含有較多懸浮物，或者含有分散染料、陽離子染料、酸性染料等印染廢水。與混凝沉淀相比較，混凝氣浮的表面負荷較大，一般為2～40m³/(m²·h)；停留時間短，一般為0.2～0.3h；容積小，占地面積小。
        混凝氣浮處理產(chǎn)生的污泥小于混凝沉淀處理的污泥量。一般生物處理前的混凝沉淀處理排泥量為4%～6%。污泥含水率為99.4%～99.5%，而混凝氣浮處理排泥量為廢水處理量的1%～2%，含水率為99.5%～99%。
      （7）脫色處理
        氯氧化脫色   氯氧化脫色是以氯或氯化合物為氧化劑，對印染廢水中的顯色有機物進行氧化并破壞其結構，從而達到脫色的一種方法。氯氧化脫色常用的氯氧化劑有液氯、次氯酸鈉和二氧化氯等。
        氯氧化劑對染料的脫色作用有選擇性。對易于氧化的水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的水不溶性染料如硫公染料的脫色效果較好，對不易氧化的水溶性染料如還原染料、分散染料和涂料等脫色效果較差。當印染廢水中含有較多懸浮物和漿料時，氯氧化法不僅不能除去此類污染物質，而且要消耗大量氯氧化劑。所以，氯氧化脫色應在印染廢水生物處理之后的深度脫色處理單元中采用。在氯氧化過程中大部分染料并沒有被破壞，而是以氧化狀態(tài)存在于出水中，經(jīng)過一段時間或放置，處理水還可能返色（恢復原色）。氯氧化法如同混凝法聯(lián)用，可得到較好的脫色效果，一般平均脫色率可提高10%左右。
      吸附脫色   吸附是一種界面現(xiàn)象，是在兩相體系中物質濃度在相界面上發(fā)生自動變化現(xiàn)象。在兩相界面發(fā)生吸附時，被吸附的物質稱為吸附質，而吸附吸附質的物質稱為吸附劑。吸附劑一般多是多孔性固體物質。吸附脫色是通過吸附作用將印染廢水中剩余的染料從水中去除，從而達到脫色。吸附過程仍然保留了染料結構。印染廢水吸附脫色的吸附劑有活性炭、硅藻精土等，而又以活性炭應用最為普遍。
        活性炭對染料脫色具有選擇性，其脫色性能依次為堿性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料。由于活性炭價格較高，失效后再生困難，所以一般應用在印染廢水生物處理后的深度處理中。
       高級氧化脫色   借助于氧化還原作用破壞染料的共軛體系或發(fā)色基團，是印染廢水脫色處理的有效方法。 除上述常規(guī)的氯氧化脫色以外，還有Fenton氧化、光催化氧化、臭氧氧化等。
       過氧化氫（H₂O₂）易于形成氧化能力最強的羥基自由基并且對多種染料脫色有效，是國外使用最多的氧化劑；而Fenton法是最常見的激活過氧化氫形成羥基自由基的方法；光催化氧化法是基于紫外線激發(fā)的方法，是代替過氧化氫氧化產(chǎn)生羥基自由基的一種方法，這種方法幾乎可以完全去除色度和毒性；臭氧氧化是非常有效和快速脫色的氧化方法，臭氧作為強氧化劑破壞絕大數(shù)染料中的雙鍵，破壞剩余表面活性劑的發(fā)泡性能，并去除相當部分的COD和實現(xiàn)印染廢水脫色。
      （8）污泥脫水
       紡織印染廢水處理產(chǎn)生的污泥量，主要是由去除的懸浮固體（SS）、處理過程中產(chǎn)生的生物污泥和化學污泥、廢水處理投加的化學藥劑等組成。其中，SS的去除量和化學藥劑投加量可通過計算確定。
         印染廢水經(jīng)物化－生化處理后一般污泥平均濃度為5～7g/L，污泥含水率為99.5%～99.3%。印染廢水處理設備可根據(jù)需要分別設化學污泥池和生物污泥池，亦可以合建。一般污泥池容積按0.5～1.0d污泥量設置。
        印染廢水處理產(chǎn)生的污泥必須先經(jīng)污泥濃縮和脫水減量化處理，而后方可根據(jù)脫干污泥出路供進一步穩(wěn)定化、資源化處置。
       印染廢水污泥常用機械脫水方式，一般采用板框壓濾機、帶式壓濾機、離心脫水機、臥式螺旋壓榨機等機械脫水設備。脫水后污泥含水率與所采用的機械脫水設備有關，但含水率均應在85%以下。當采用板框壓濾機時，一般脫干污泥含水率可達到80%左右或更低。
        經(jīng)脫水后的印染廢水污泥須根據(jù)污泥出路和當?shù)貤l件，再進一步進行污泥穩(wěn)定（生物穩(wěn)定、化學穩(wěn)定、物理穩(wěn)定、機械穩(wěn)定等）、污泥處理（熱干化、污泥焚燒）和資源化處理。