“双管齐下”先进工艺 助力印染废水资源化回用
■ 华南理工大学环境与能源学院 汪晓军 顾晓扬 简磊 袁延磊 刘智颖
印染行业是耗水大户，废水排放量和污染物总量分别位居全国工业部门的第二位和第四位，是我国重点污染行业之一。纺织印染行业废水具有水量大、水质变化大、有机物含量高、色度高等特点从而成为难以处理的工业废水之一。随着我国经济的飞速发展，水资源紧缺已成为制约我国印染行业进一步发展的限制因素。为了实现印染行业的可持续发展，印染废水的资源化回用成为实现这一目标的关键，大力开展废水再利用是立足长远的明智选择。
目前，最为常见的印染废水深度处理回用工艺有两种：膜组合技术和近年逐步发展起来的臭氧-曝气生物滤池（BAF）组合工艺。双膜法（超滤和反渗透，UF+RO）深度处理工艺是最为常见的膜组合技术，研究表明，全国75%以上的印染企业利用双膜法作为深度处理技术。双膜法处理工艺出水分为70%～80%的淡水和20%～30%的浓水，淡水直接回用，浓水需经过有效处理后排放或回用。臭氧-BAF组合工艺深度处理技术出水可满足印染废水回用初级用水标准，回用于印染过程。目前开发的这套处理工艺，已成功地应用于广东最大的三家废水处理规模超过2万吨的污水处理工程。
技术一：
双膜法（UF+RO）
深度处理工艺
在印染废水深度处理过程中最为常用的深度处理方法是双膜法（UF+RO）组合工艺的超滤系统主要包含：精密保安过滤器，超滤装置、超滤产水池和化学清洗装置；反渗透系统主要包含：保安过滤器、反渗透装置、还原剂加药系统和阻垢剂加药系统。
双膜法通过逐级过滤可以有效拦截废水中的难降解有机物，色度和无机盐成分，对废水的浊度改善有明显效果，处理效果稳定。双膜法使用过程中需要定期清洗膜组件以减小膜表面的结垢现象，另外双膜法需要进行定期更换，处理成本较高。双膜法对COD、色度、浊度和电导率的去除作用非常明显。印染废水回用水标准可分为初级回用标准和高级回用标准，其中初级回用标准是指废水回用于退浆、煮练和清洗工序，高级回用标准的水主要是指回用于漂白、染色和印花工序。双膜法深度处理印染废水出水淡水不仅满足印染回用初级用水水质要求，而且满足高级回用水质要求，表明双膜法深度处理印染废水可实现印染废水的回用。
双膜法深度处理印染废水出水浓水由于含有一定浓度的难降解有机物、色度和高盐度，处理相当困难，是印染废水处理领域面临的一个难题。目前针对印染反渗透浓水的主要处理方式包括：回流法、直接或间接排放、综合利用、蒸发浓缩、高级氧化联合石灰苏打处理直接回用于印染工序。回流法容易导致盐分积累影响后续生化处理效率，并最终导致生化处理工艺崩溃；直接排放和间接排放容易造成二次污染；综合利用包括资源化利用和灌溉回用处理，容易造成土地的盐渍化；蒸发浓缩技术是一种处理成本比较高的浓水处理技术；高级氧化技术联合石灰苏打处理印染反渗透浓水是指利用Fenton或过硫酸盐等强化剂将浓水中的难降解有机物氧化去除，并通过投加石灰和苏打分别取出浓水中的镁硬度和钙硬度，达到印染废水回用要求，保留废水的盐分，实现印染废水的完全回用和废水零排放。
技术二：
臭氧-曝气生物滤池（BAF）
联合深度处理工艺
臭氧-BAF联合深度处理工艺利用臭氧高级氧化作用将印染废水的可生化性进一步改善，再辅以高效生化处理系统BAF进一步降低废水的有机物、色度和SS，出水满足印染初级回用要求，实现印染废水的完全回用与零排放。
臭氧-BAF深度处理工艺分为分离式臭氧-BAF深度处理工艺和一体式臭氧-BAF深度处理工艺。分离式臭氧BAF深度处理工艺系统主要包括臭氧发生器、臭氧氧化系统、中间调节池和BAF反应系统四部分构成。
采用两个反应器分别实现臭氧氧化和生物作用的做法和目的在于：臭氧化后的废水可在中间池停留一段时间，使得溶解于水中的臭氧充分分解，避免对后续生化微生物产生杀灭作用。虽然，该分离式臭氧-生化系统，能够避免臭氧对后续生化带来的负面影响，但与一体式臭氧-BAF深度处理工艺系统相比，分离式臭氧-生化系统还存在占地面积大、空气能源等利用不充分等不足。
一体式臭氧-BAF深度处理工艺系统在一个反应器中包括臭氧接触氧化处理、BAF生化处理两个部分。臭氧的强氧化性可改变难生物降解有机物的结构，在去除色度及直接氧化部分有机物的同时提高废水的可生化性。经臭氧预处理后的水再进行BAF生化，集生物氧化、生物絮凝、过滤截留于一体的曝气生物滤池，可实现对有机物、氨氮、悬浮物的高效去除。由于臭氧在废水中的半衰期较短，当废水在一体式系统中停留一段时间后，残余的臭氧浓度将不足以对曝气生物滤池的生化产生负面影响。然而，臭氧分解产生的氧气及臭氧化气体中的氧气却可为曝气生物滤池提供氧源，因此，实现了臭氧氧化和BAF生化的联合处理及其协同效应。
近年逐步发展起来的臭氧-曝气生物滤池（BAF）废水深度处理工艺，能将印染废水处理到印染厂低级回用的要求。目前该项印染废水的深度处理工艺，已成功地应用于5家日处理2万吨级以上的印染废水处理厂。
若要进一步提高回用率，可采用纳滤或反渗透的膜分离手段。膜分离法淡水直接回用，但是关于印染废水膜浓缩液回用方面的研究相对较少，是一个全新的领域，具有很高的研究价值。从浓水水质出发，采用合理工艺将其处理后重新用于染色，不仅可以节约宝贵的淡水资源，有效解决现存各种浓水产生的问题，减少环境污染，而且还可以在染色过程中重复利用浓水中大量无机盐，开发出一套印染废水零排放工艺，对于纺织印染企业开展清洁生产、节能减排以及降低生产成本具有十分重大的意义。