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【摘 要】本文介绍各种处理技术对印染废水净化机理及其优缺点，提出生物处理技术与其他技术联用的新型技术是印染废水处理的主要发展方向之一。
【关键词】印染废水；生物技术；新型膜生物反应器
随着我国经济的快速发展，印染行业也随之大幅增长，产生大量印染废水。印染废水具有水量大、成分复杂、变化大、生化性能差等特点，属难处理工业废水，是我国当前主要的水体污染之一。印染废水的有效综合治理是环保行业的重要课题。目前印染废水处理方法主要可分为物理法、化学法和生物法。
1.物理法
1.1吸附法
吸附法是利用多孔性固体物质，使污染物在吸附剂的表面自动发生累积或聚集。吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是使污染物在相界面凝聚；而化学吸附过程则是污染物在相界面上发生化学反应。如活性炭对刚果红染料的吸附，得到其吸附能力达6.72 mg/g。吸附法处理印染废水的优点是方法简单，投资小，周期短。但由于吸附剂对污染物质只是聚集，如处理不当，易造成二次污染，且吸附剂的再生较复杂。
1.2 膜分离技术
膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，膜在某种推动力作用下，可以选择性地透过某些物质而保留溶液中其它组分，以达到分离、浓缩的目的。目前常用膜分离技术可分为微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）以及反渗透（RO）等。膜分离过程只是用压力作为推动力、无相变且可选择性透过，与传统的处理方法比较，具有分离效率高、节能无污染、工艺简单、操作方便、过程易控制等优点。但它在使用中会产生难处理的浓缩液且膜成本较高易污染。如今常将膜分离技术与生物处理技术相结合处理废水，即MBR 技术。MBR 提高了污泥浓度，延长了难降解物质的停留时间，强化了处理效果。但MBR 技术仍存在能耗高、清洗难等问题。
1.3 超声波技术
超声波技术处理难降解有机物的原理主要是利用超声波的空化效应。超声波技术对印染废水的处理摆脱了传统的物理法效率较低，易二次污染的缺点。研究人员常利用超声波技术与其他技术的联用来处理印染废水，如孙海波利用超声电化学技术，对染料废水进行处理，最终脱色率和COD 去除率均达到90.0% 以上。超声波技术可调控反应速度、改变反应途径并改善反应条件，具有良好应用前景。但该技术缺点是能量利用率低，降解发热严重，处理水量小。
2.化学法
2.1 化学混凝法
化学混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，常用的混凝剂分有机混凝剂、无机混凝剂和微生物絮凝剂三大类。无机混凝剂以铝盐、铁盐或镁盐为主。有机高分子混凝剂溶于水后分散为巨大数量线性分子，对染料分子尤其是水溶性染料分子具有较强的吸附架桥能力，表现出比无机混凝剂更好的脱色能力。日本通产省工业技术研究院微生物研究所研制的微生物絮凝剂NOC2是革兰氏阳性菌分泌的生物高分子聚合物，分子量为70～100万。NOC2对无机和有机废水的悬浮物有很好的絮凝沉降性能(不受pH 值影响)，对染色废水有显著脱色效果，无二次污染，不产生大量污泥。但混凝法普遍具有运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差等缺点，并且由于染料品种及添加剂日益繁多，同一种混凝剂应用于不同印染废水其混凝效果往往存在较大差异。因此，研制开发具有广泛适用性的高效复合型混凝剂是目前混凝技术的主要发展方向之一。
2.2化学氧化法
常用的化学氧化法主要有Fenton 试剂( Fe2+，H2O2) 和含氯氧化剂( Cl2，NaClO) 氧化法等。Fenton法主要是在废水中加入Fe2+以及H2O2，再利用紫外光照射，使其产生强氧化性羟基氧化难降解有机物，同时利用Fe2+的絮凝作用，强化处理效果。含氯氧化物氧化法是利用其在水溶液中产生的次氯酸根来达到处理效果。该法处理彻底，但对直接染料和分散染料的处理效果较差。化学氧化法是目前最为最成熟的技术之一，但存在出水无法达标排放的问题，因此常加入催化剂或与其他技术联用。
2.3电化学法
电化学处理印染废水技术主要包括微电解法、电化学氧化法、电渗析法、电吸附法。微电解法中以铁屑和炭构成原电池，通过污染物在电极上发生化学反应，加上原电池自身的电富集等作用，从而去除污染物。电化学氧化法使污染物在阴阳极分别进行氧化还原反应，生成沉淀物或气体。电渗析技术原理主要是利用离子交换膜的选择透过性，分离出电解质。电吸附法技术与吸附法的原理基本一致，但通过电技术增加了吸附剂的吸附容量并减少了二次污染。电解法的优点有：降解彻底，处理效果好；设备小，占地少；操作简便，但该法存在能耗大，不宜处理颜色深、COD 高的废水。
3.生物法
3.1好氧生物法
好氧生物处理是有氧条件下，利用好氧微生物降解有机物，达到去污目的的方法。有机物被微生物摄取后，一部分用于提供能量，一部分用于合成新的细胞物质。好氧生物处理对印染废水COD 去除率可达93.6%，但该法也存在一些缺陷，如：占地面积大、产生大量剩余污泥，处理费用高等。因此，研究人员在该技术的基础上提出了新的改进技术，如好氧颗粒污泥法以及强化生物铁活性污泥法，如生物铁法－膜生物法处理印染废水，结果发现COD 平均去除率可高达93.5%。
3.2厌氧生物法
厌氧生物处理是在无氧或化合态氧存在时，降解、稳定有机物的方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机物被降解，转化为三部分：甲烷、无机物和细胞物质。研究表明厌氧生物处理偶氮染液，COD和色度去除率分别达到80. 0%和85.0%。厌氧生物处理的优点有：污泥产率低、能耗低、营养需求少、可回收能源、可去除难降解污染物。但厌氧反应较慢，且会产生恶臭气体。厌氧法多用作预处理，提高废水可生化性。
3.3厌氧-好氧联用技术
许多染料在好氧条件下属于难降解物质，仅在厌氧条件下才能被不完全降解。厌氧-好氧工艺是在好氧处理前先进行厌氧处理，在兼性微生物的作用下，使印染废水中大分子有机物分解成小分子，非溶解性有机物成溶解性物质，难生物降解物质转化为生物降解物质。当有机物通过厌氧反应，降解成有机酸或小分子的溶解性物质后，再通过好氧处理予以彻底降解。由于厌氧-好氧生物处理技术充分利用了厌氧和好氧生物处理技术的优点，已成为国内外研究和应用的热点，是重要的印染废水净化技术开发方向。
3.4生物强化技术与固定化微生物技术
针对生物处理技术对废水色度去除效果不佳、占地面积大、投资费用高等缺点，生物强化技术与固定化微生物技术应运而生。生物强化技术是在系统中投加以目标污染物为唯一碳源和能源的功能菌的生物处理技术。固定化微生物技术是将微生物固定在载体上以提高生物密度的生物技术。生物强化技术与固定化微生物技术具有处理效率高、抗毒性强、污泥产量少等优势。但现今功能菌的长效性和安全性是该技术发展的两大难题。
3.5新型膜生物反应器技术
膜生物反应器MBR（Membrane Bio-Reactor），是近年来国内外研究与应用发展比较迅速的一种废水处理新技术。新型膜生物反应器是将膜生物反应器和其他新工艺新材料结合，改变传统膜的组成，使它的性能更加优越，处理效果更好，主要包括膜生物反应器和活性炭结合、微网膜反应器、海藻式膜反应器、陶瓷膜组合及A/O型序批式膜生物反应器处理技术。
该新型膜生物反应器技术在印染废水处理中，相比传统工艺可大幅度提高废水COD 和色度的去除率，而且具有材料价格低廉、反应器占地面积小等优势。随着材料科学的发展，膜制造技术的进步，膜质量的提高，膜制造成本的降低以及工艺的改进，新型膜生物反应器的应用范围将越来越广，对处理印染废水的效率也会越来越高。
4.总结
传统方法对印染废水有一定的处理效果，并因其处理费用低而被广泛应用，但存在一些急需要解决的问题。如物化法去除率低，出水一般不能达标排放，生物处理法中活性污泥沉降性能低，生化反应速率比较缓慢，并且剩余污泥的处理费用较高。随着一些新型的染料、浆料、助剂不断地使用，废水中的难降解物质和生物毒性物质越来越多，使得传统处理方法在CODCr去除率和脱色效果等方面很不理想，出水CODCr和色度往往很难达到日益严格的废水排放标准。虽然生物处理技术已经成为印染废水处理技术中的主流，但其对色度去除效果不佳的问题仍未得到有效解决；此外，由于处理效率不高，导致设备占地面积大，工程投资费用高，也为出水可能达不到日益严格的环保标准埋下隐患，因此，开发以生物法为主体，与其他新型技术的联用的新型技术为生物法的主要发展方向之一。
作者简介：
姚丽芳（1965-），女，工程师。
【关键词】印染废水；生物技术；新型膜生物反应器
随着我国经济的快速发展，印染行业也随之大幅增长，产生大量印染废水。印染废水具有水量大、成分复杂、变化大、生化性能差等特点，属难处理工业废水，是我国当前主要的水体污染之一。印染废水的有效综合治理是环保行业的重要课题。目前印染废水处理方法主要可分为物理法、化学法和生物法。
1.物理法
1.1吸附法
吸附法是利用多孔性固体物质，使污染物在吸附剂的表面自动发生累积或聚集。吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是使污染物在相界面凝聚；而化学吸附过程则是污染物在相界面上发生化学反应。如活性炭对刚果红染料的吸附，得到其吸附能力达6.72 mg/g。吸附法处理印染废水的优点是方法简单，投资小，周期短。但由于吸附剂对污染物质只是聚集，如处理不当，易造成二次污染，且吸附剂的再生较复杂。
1.2 膜分离技术
膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，膜在某种推动力作用下，可以选择性地透过某些物质而保留溶液中其它组分，以达到分离、浓缩的目的。目前常用膜分离技术可分为微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）以及反渗透（RO）等。膜分离过程只是用压力作为推动力、无相变且可选择性透过，与传统的处理方法比较，具有分离效率高、节能无污染、工艺简单、操作方便、过程易控制等优点。但它在使用中会产生难处理的浓缩液且膜成本较高易污染。如今常将膜分离技术与生物处理技术相结合处理废水，即MBR 技术。MBR 提高了污泥浓度，延长了难降解物质的停留时间，强化了处理效果。但MBR 技术仍存在能耗高、清洗难等问题。
1.3 超声波技术
超声波技术处理难降解有机物的原理主要是利用超声波的空化效应。超声波技术对印染废水的处理摆脱了传统的物理法效率较低，易二次污染的缺点。研究人员常利用超声波技术与其他技术的联用来处理印染废水，如孙海波利用超声电化学技术，对染料废水进行处理，最终脱色率和COD 去除率均达到90.0% 以上。超声波技术可调控反应速度、改变反应途径并改善反应条件，具有良好应用前景。但该技术缺点是能量利用率低，降解发热严重，处理水量小。
2.化学法
2.1 化学混凝法
化学混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，常用的混凝剂分有机混凝剂、无机混凝剂和微生物絮凝剂三大类。无机混凝剂以铝盐、铁盐或镁盐为主。有机高分子混凝剂溶于水后分散为巨大数量线性分子，对染料分子尤其是水溶性染料分子具有较强的吸附架桥能力，表现出比无机混凝剂更好的脱色能力。日本通产省工业技术研究院微生物研究所研制的微生物絮凝剂NOC2是革兰氏阳性菌分泌的生物高分子聚合物，分子量为70～100万。NOC2对无机和有机废水的悬浮物有很好的絮凝沉降性能(不受pH 值影响)，对染色废水有显著脱色效果，无二次污染，不产生大量污泥。但混凝法普遍具有运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差等缺点，并且由于染料品种及添加剂日益繁多，同一种混凝剂应用于不同印染废水其混凝效果往往存在较大差异。因此，研制开发具有广泛适用性的高效复合型混凝剂是目前混凝技术的主要发展方向之一。
2.2化学氧化法
常用的化学氧化法主要有Fenton 试剂( Fe2+，H2O2) 和含氯氧化剂( Cl2，NaClO) 氧化法等。Fenton法主要是在废水中加入Fe2+以及H2O2，再利用紫外光照射，使其产生强氧化性羟基氧化难降解有机物，同时利用Fe2+的絮凝作用，强化处理效果。含氯氧化物氧化法是利用其在水溶液中产生的次氯酸根来达到处理效果。该法处理彻底，但对直接染料和分散染料的处理效果较差。化学氧化法是目前最为最成熟的技术之一，但存在出水无法达标排放的问题，因此常加入催化剂或与其他技术联用。
2.3电化学法
电化学处理印染废水技术主要包括微电解法、电化学氧化法、电渗析法、电吸附法。微电解法中以铁屑和炭构成原电池，通过污染物在电极上发生化学反应，加上原电池自身的电富集等作用，从而去除污染物。电化学氧化法使污染物在阴阳极分别进行氧化还原反应，生成沉淀物或气体。电渗析技术原理主要是利用离子交换膜的选择透过性，分离出电解质。电吸附法技术与吸附法的原理基本一致，但通过电技术增加了吸附剂的吸附容量并减少了二次污染。电解法的优点有：降解彻底，处理效果好；设备小，占地少；操作简便，但该法存在能耗大，不宜处理颜色深、COD 高的废水。
3.生物法
3.1好氧生物法
好氧生物处理是有氧条件下，利用好氧微生物降解有机物，达到去污目的的方法。有机物被微生物摄取后，一部分用于提供能量，一部分用于合成新的细胞物质。好氧生物处理对印染废水COD 去除率可达93.6%，但该法也存在一些缺陷，如：占地面积大、产生大量剩余污泥，处理费用高等。因此，研究人员在该技术的基础上提出了新的改进技术，如好氧颗粒污泥法以及强化生物铁活性污泥法，如生物铁法－膜生物法处理印染废水，结果发现COD 平均去除率可高达93.5%。
3.2厌氧生物法
厌氧生物处理是在无氧或化合态氧存在时，降解、稳定有机物的方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机物被降解，转化为三部分：甲烷、无机物和细胞物质。研究表明厌氧生物处理偶氮染液，COD和色度去除率分别达到80. 0%和85.0%。厌氧生物处理的优点有：污泥产率低、能耗低、营养需求少、可回收能源、可去除难降解污染物。但厌氧反应较慢，且会产生恶臭气体。厌氧法多用作预处理，提高废水可生化性。
3.3厌氧-好氧联用技术
许多染料在好氧条件下属于难降解物质，仅在厌氧条件下才能被不完全降解。厌氧-好氧工艺是在好氧处理前先进行厌氧处理，在兼性微生物的作用下，使印染废水中大分子有机物分解成小分子，非溶解性有机物成溶解性物质，难生物降解物质转化为生物降解物质。当有机物通过厌氧反应，降解成有机酸或小分子的溶解性物质后，再通过好氧处理予以彻底降解。由于厌氧-好氧生物处理技术充分利用了厌氧和好氧生物处理技术的优点，已成为国内外研究和应用的热点，是重要的印染废水净化技术开发方向。
3.4生物强化技术与固定化微生物技术
针对生物处理技术对废水色度去除效果不佳、占地面积大、投资费用高等缺点，生物强化技术与固定化微生物技术应运而生。生物强化技术是在系统中投加以目标污染物为唯一碳源和能源的功能菌的生物处理技术。固定化微生物技术是将微生物固定在载体上以提高生物密度的生物技术。生物强化技术与固定化微生物技术具有处理效率高、抗毒性强、污泥产量少等优势。但现今功能菌的长效性和安全性是该技术发展的两大难题。
3.5新型膜生物反应器技术
膜生物反应器MBR（Membrane Bio-Reactor），是近年来国内外研究与应用发展比较迅速的一种废水处理新技术。新型膜生物反应器是将膜生物反应器和其他新工艺新材料结合，改变传统膜的组成，使它的性能更加优越，处理效果更好，主要包括膜生物反应器和活性炭结合、微网膜反应器、海藻式膜反应器、陶瓷膜组合及A/O型序批式膜生物反应器处理技术。
该新型膜生物反应器技术在印染废水处理中，相比传统工艺可大幅度提高废水COD 和色度的去除率，而且具有材料价格低廉、反应器占地面积小等优势。随着材料科学的发展，膜制造技术的进步，膜质量的提高，膜制造成本的降低以及工艺的改进，新型膜生物反应器的应用范围将越来越广，对处理印染废水的效率也会越来越高。
4.总结
传统方法对印染废水有一定的处理效果，并因其处理费用低而被广泛应用，但存在一些急需要解决的问题。如物化法去除率低，出水一般不能达标排放，生物处理法中活性污泥沉降性能低，生化反应速率比较缓慢，并且剩余污泥的处理费用较高。随着一些新型的染料、浆料、助剂不断地使用，废水中的难降解物质和生物毒性物质越来越多，使得传统处理方法在CODCr去除率和脱色效果等方面很不理想，出水CODCr和色度往往很难达到日益严格的废水排放标准。虽然生物处理技术已经成为印染废水处理技术中的主流，但其对色度去除效果不佳的问题仍未得到有效解决；此外，由于处理效率不高，导致设备占地面积大，工程投资费用高，也为出水可能达不到日益严格的环保标准埋下隐患，因此，开发以生物法为主体，与其他新型技术的联用的新型技术为生物法的主要发展方向之一。
作者简介：
姚丽芳（1965-），女，工程师。