耿 迪，冯秋雨，王 康，翟 建，仓 理

（南京科技职业学院 生物与环境学院，江苏 南京 210048）

《2015年环境统计年报》指出在调查统计的41个工业行业中，纺织业废水排放量位居前4位，高达18.4亿t[1]。2015年，浙江、江苏、福建、山东、广东五省份印染布产量占全国的比重达95.95%，其中江苏占比达到12.4 %，位居全国第二。太湖地区则是江苏印染产业聚集区，其中废水和CODCr排放量分别占全省印染行业的75.3%和72.3%[2]。江苏省纺织业聚集度较高，容易引发累计效应，对环境冲击比较大。

印染废水二级生化出水中含有大量难降解有机物，具有毒性强、色度高的特点，难以达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）的排放要求［出水化学需氧量（CODCr）低于60 mg/L，甚至低于50 mg/L］。因此，优化工艺深度处理印染废水、提高出水水质显得尤为重要。目前印染废水常用的深度处理技术主要有吸附技术、膜技术、曝气生物滤池、氧化技术以及组合工艺等方法。

1 吸附技术

活性炭因其表面的多孔结构和巨大的比表面积，使其具有较强的吸附作用，常用于各类污水的深度处理。周玲等[3]比较了椰壳、煤质、柱状、果壳和粉末状这5种活性炭对印染废水二级生化出水CODCr的去除效果。研究表明，粉末状活性炭CODCr的去除率为67.4 %，远高于椰壳、煤质、果壳和柱状的活性炭。这是因为粉末状活性炭的比表面积远高于另外4种活性炭，所以吸附能力更强，CODCr的去除效果更好。

目前，活性炭再生存在一定问题，吸附饱和后的活性炭往往作为危废品处理，增加企业的运行成本。

2 膜技术

膜技术产水水质好，能直接回用于印染环节，目前，以膜生物反应器（MBR）、超滤（UF）、反渗透（RO）为深度处理核心路线的膜法水处理技术日益得到推广应用。程家迪等[4]采用UF+RO工艺深度处理印染废水二级生化出水，在二沉池出水CODCr97 mg/L、20倍和50 mg/L的条件下，出水CODCr、色度和SS分别为15 mg/L、3倍和1 mg/L，满足回用标准，整体工艺运行成本为3.53元/m3。李玉琼等[5]同样采用UF-RO膜技术深度处理印染废水二级生化出水，出水达到回用至印染工序的标准［CODCr20 mg /L、色度（倍）8、电导率100 μs /cm］，运行成本为2.466 元/t。朱兆亮等[6]采用预氧化+膜生物反应器（MBR）+反渗透（RO）的组合工艺对某工业园区印染废水处理厂二级生化出水进行深度处理，在进水CODCr为105～120 mg/L，色度为50倍的条件下，组合工艺的出水CODCr≤5 mg/L，色度≤5倍，电导率≤20 μs/cm，出水水质满足企业回用水要求。

目前，膜技术出水水质好，但长时间运行会导致膜污染，需要定期清洗维护，对运行人员素质要求较高，此外，清洗过程势必会增加运行成本。

3 曝气生物滤池

曝气生物滤池（Biological Aerated Filter，BAF）具有生物氧化与悬浮固体截留的功能，具有占地面积小、抗冲击负荷能力强、出水水质好、基建投资省、运行费用低以及日常维护管理方便等优点。同时还具有硝化、反硝化、碳化、除磷等功能，适用于印染废水的深度处理。董倩倩[7]等采用曝气生物滤池/活性砂滤池工艺深度处理印染废水，出水各项指标均达到或优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准，该深度处理系统运行成本为0.066 元/m3。龚鸣[8]采用上流式曝气生物滤池对印染废水二级生化出水进行深度处理，出水CODCr为70～100 mg /L、NH3-N 为5～8 mg /L、B/C（BOD5/CODCr）在0.10～0.15、色度70～90 度、浊度5～10 NTU、pH 7～8，在气水比4∶1，水力负荷为0．35 m3/（m2·h） 时，CODCr的去除效率为54%，色度的去除率为78%，NH3-N 去除率为91%，满足GB/T 18920—2002 城市杂用水水质标准。

曝气生物滤池对进水SS的要求较高，若进水的SS超过100 mg/L，会使滤池在短时间内达到设计的水头损失、发生堵塞，势必导致频繁的反冲洗，增加了运行的成本，造成了管理上的不便。此外，长时间运行，当生物膜的厚度超过300～400 μm时，会造成氧的传递速率降低，部分区域发生厌氧反应，导致滤床去除能力下降，出水水质变差。随着处理过程的持续进行，微生物的生长占据了填料的空隙，使得滤池水头损失不断增加，最后接近或达到设计值。在这种情况下，曝气生物滤池需停车并进行反冲洗。反冲洗要求在短时间内，对填料进行适度地清洗，清除滤料截留的悬浮物和老化脱落的生物膜，恢复滤料上生物膜的活性。曝气生物滤池的反冲洗周期必须依据出水水质、出水浊度以及滤料层的水头损失等方面综合确定，并由计算机系统自动程序控制。该项技术对于设计与运行要求均较高。

4 氧化技术

4.1 臭氧氧化技术

臭氧氧化技术是利用臭氧在特定催化剂的作用下，在废水中快速分解产生大量羟基自由基，使得废水中的难分解有机物被氧化去除，从而降低废水中的CODCr并提高废水的可生化性[9]。该项技术以其反应快速、强氧化性和二次污染少等优点而在印染废水深度处理领域备受关注[10-11]。余雁[12]利用臭氧氧化法深度处理工业园区印染废水二级生化出水，臭氧投加量在40 mg/L、反应时间为40 min的情况下，对CODCr、色度和苯胺的去除率为32%、75%和89%，其中苯胺尚达不到不得检出的指标要求。该技术运行稳定，运行成本在0.75 元/t水左右，具有较高的经济价值。邱壮[13]采用多级臭氧气浮一体化装置（DOIF）深度处理印染废水二级生化出水，在CODCr为88～128 mg/L，UV254 1.249～1.498 cm-1，色度16～32倍，TOC 24.47～38.45 mg/L的条件下，CODCr、色度、UV254、TOC的去除率分别可达到25.5%、54.5%、37.5%、32.4%，有助于缓解后续“双膜法”膜组件的污染，延长膜组件的使用寿命。但臭氧的无组织排放会对周围环境造成二次污染。

4.2 Fenton试剂氧化技术

Fenton试剂生成的羟基自由基（·OH）氧化电位仅次于氟，高达2. 80 V，这些极度活泼的·OH 可与有机物反应，最终使有机物被氧化成CO2和H2O，达到降解CODCr的目的。曾旭等[14]采用芬顿氧化深度处理苏州工业园某厂印染废水二级生化出水，在废水pH为3，芬顿反应时间为40 min，硫酸亚铁投加量1 250 mg /L、30%双氧水投加量为1.5 g /L、壳聚糖絮凝剂投加量为3 mg /L 时，印染废水的CODCr去除率可达80%。但Fenton试剂产生的沉淀作为危废需要进一步处理，这将会增加该项技术的运行成本。

5 组合工艺

5.1 O3/H2O2氧化工艺

O3/H2O2工艺通过产生·OH（标准ORP高达2.8 V）高效地氧化分解印染废水二级生化出水中的难降解有机污染物，降低出水色度、提高出水B/C值，同时该工艺还具有反应快、无二次污染等特点。严一超等[15]采用O3/H2O2氧化工艺深度处理印染废水二级生化出水，在pH=9，臭氧进气流量0.2 L/min，臭氧浓度116 mg/L，反应时间100 min，H2O2投加量9.79 mmol /L 时，CODCr和色度去除率分别为82.2%、96.9%，B/C由初始的0.10提升到0.32。此外，三维荧光光谱（3DEEM）、相对分子质量分布（MWD）以及亲疏水性分布分析表明，处理后EfOM 的荧光特性发生变化，低分子质量物质大量增加。

5.2 臭氧-曝气生物滤池工艺

臭氧能够将部分结构复杂的大分子难降解有机物氧化分解成为结构相对简单的小分子有机物，既可提高废水的可生化性，还可有效降低出水色度。曝气生物滤池内微生物沿水流方向形成复杂而稳定的群落结构，通过吸附截留和氧化分解作用对有机物再次进行降解，使得出水水质好且稳定。何才昌[16]应用臭氧-曝气生物滤池工艺深度处理印染废水二级生化出水，在CODCr为139 mg/L、ρ（SS）为45 mg/L、色度为56倍的条件下，出水CODCr为55 mg/L、ρ（SS）为18 mg /L、色度为23倍，出水水质能满足GB 4287—2012直接排放的要求。

6 结语

印染废水具有水质水量波动大，有机物、色度、pH 较高，成分复杂并含有生物难降解的有毒物质，可生化性差（B/C约0.34）等特点。随着区域环境承载力的减弱、环境容量变小、发生严重环境污染问题风险加剧，同时环保要求不断提高、排放标准的日趋严格，使得印染废水深度处理已成为印染行业的主流趋势。已有的研究与实践表明，采用组合工艺深度处理印染废水，可以获得较好的处理效果。