一、前言1、课题研究的背景、目的和意义纺织印染行业是工业废水排放大户。

据不完全统计，我国印染废水排放量约为每天3×106～4×106m3，印染厂每加工100 m织物,产生废水量3～5 m3。

印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。

目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。

国外也是基本如此。

近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2～3g/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右,甚至更低。

色度的去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。

传统的生物处理工艺已受到严重挑战，传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。

1.1 研究背景印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。

印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。

印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。

一般印染废水pH值为6～10，COD为400～1000mg/L，BOD5为100～400mg/L，SS为100～200mg/L，色度为100～400倍。

但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。

如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的COD将增大到2000～3000mg/L以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH 值达11.5 ～12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。

当加入的碱减量废水中COD的量超过废水中COD的量20%时，生化处理将很难适应。

印染各工序的排水情况一般是：(1)退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。

废水呈碱性，pH值为12左右。

上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(如涤棉经纱)退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。

(2)煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。

(3)漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。

(4)丝光废水：含碱量高，NaOH含量在3%～5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 、SS均较高。

(5)染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。

(6)印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。

(7)整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。

(8)碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。

碱减量废水不仅pH值高(一般＞12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中COD可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。

1.2 研究的意义纺织行业是我国排放工业废水量较大的部门之一，每年排放废水9亿多吨，位居工业废水"排行榜"第六位。

其中印染废水排放量又占纺织工业废水排放量的80％，而且印染废水还具有脱色困难、含有机物浓度高等特点，因此，专家把印染废水看作污水处理工作中的重中之重。

最近根据专家分析的结论，印染废水污染日益严重的原因主要有以下几点：一是我国加入WTO后，纺织染整成为"利好"行业，近几年均以二位数增长，与此同时，污水处理设施难以同步，污染物排放总量有增加趋势。

二是印染废水污染较重，COD（水中污染物化学需氧量）浓度一般高达1200mg/L－1400mg/L，有的甚至达到5000mg/L以上，处理起来难度很大，不易达标。

三是我国印染企业生产的大多数属中档、低档产品，利润薄，难以保证废水处理设施的正常运行，尤其是分散的印染工厂，废水不能集中处理，往往直接排放到河流湖泊中。

四是不少私人企业一味追求低价格，污水处理工艺、施工质量低劣，废水处理效果不理想。

据悉，江苏省要求自2005年1月1日起，太湖流域所有纺织印染企业执行国家一级排放标准。

这是比国家标准更为严格的污水排放标准。

据介绍，我国推行清洁生产工艺和清洁生产审计的40余家印染企业已初见成效。

某些企业废水排放量减少了10％－30％，污染物排放量减少了5％－20％。

按照《纺织工业污染防治规划》的要求，到2010年，纺织工业中的大、中企业将全部推行清洁生产和清洁生产审核。

一些大城市悄然退出印染业。

现在，北京市区内已经基本没有印染企业；上海市2003年印染布产量仅3亿米，还不及一个大型印染企业的年产量。

在印染企业相对集中地区，出现了多个印染企业联合进行专业化集中治理的趋势。

江苏、浙江、福建已有多处集中治污设施建成运行。

而部分大的印染企业则单独建设了污水处理设施。

据统计，全国印染废水处理设施总投资超过百亿元人民币。

虽然目前大部分印染废水经处理后达标排放，但污染终究无法完全消除。

我国印染行业主要集中在东部沿海地区，截至2003年底，浙江、江苏、广东、山东、福建5省产量已占全国印染布总产量的86.5％。

而浙江、江苏、山东又是重点流域--淮河、太湖所在地，水污染防治形势严峻。

最近记者对在淮河、太湖等流域采访时发现：污染严重的支流，大都有印染废水排入。

印染废水可谓是水污染的"罪魁祸首"之一。

这样的情况，在其他污染治理重点流域区域也屡见不鲜。

总体来讲，纺织印染行业污染严重的状况还没有根本改变。

让环保专家更加忧心忡忡的是，由于新工艺、新原料、新染料、新助剂的不断开发和应用，生产过程中排放的废水污染物变得越来越复杂，处理的难度也在不断增大。

如何促进印染行业的可持续发展，保证其经济发展与环境保护的双赢？当务之急是促进产业结构调整。

目前环境、资源等要素的制约，既可以看成是对印染行业的严峻考验，也可看作产业结构调整的最好时机。

印染企业应结合自身实际情况，以资源消耗低、环境污染少、科技含量高、经济效益好为目标，实现可持续发展。

各地环保部门要根据当地区域水环境容量，适度控制印染产业的发展规模，促进印染行业从规模经济向效益经济过渡。

其次是加大设备改造力度，加强新工艺、新技术的开发应用。

重点做好国债支持的印染后整理技术改造项目，淘汰陈旧落后、能耗高、性能差的生产设备，用高新技术提升印染行业。

再次应鼓励企业采用清洁高效的新技术，提高能源利用效率，节能、节水，尽量少用、不用有毒有害的原料，开展资源综合利用，采用低废、无废工艺，高效的设备和完善的管理，从源头削减废水与污染物产生量。

1.3 研究的目的通过本研究，可以选择合适的絮凝剂去除印染废水色度和COD。

对相关工艺条件――絮凝剂投加量、pH等因素进行考察；了解Fenton试剂的反应原理，研究Fenton 试剂在处理印染废水最佳反应时间和最佳投药量。

选择最佳工艺条件。

2、课题的现状与发展趋势；课题欲解决哪一方面的问题2.1课题的现状多数印染厂采用化学处理与生化处理相结合的方法，生化处理采用微生物法降解染料分子和有机物。

但是生化处理过程中有害分子降级速率低,设备投资大，运行费用高，因此，选择一种简单经济有效的处理方法成为印染废水脱色的研究重点。

除生化法外，其它物理化学或化学脱色如吸附法、氧化还原法、离子交换法、膜法、混凝法等，都有大量研究及应用的报道。

上述方法均有一定的处理效果。

2.1.1 吸附脱色吸附脱色的一个主要优点是通过吸附的作用可将染料从水中去除，吸附过程保留了染料的结构。

活性炭作为一种优良吸附剂早已广泛应用于水处理中，至今仍是有色印染废水的最好吸附剂，活性炭对染料具有选择性，其脱色性能顺序依次为碱性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料。

活性炭价格昂贵，加之再生困难，因此一般只应用于浓度较低的印染废水处理或深度处理[1]。

分子筛、活性铝、颗粒活性炭（GAC），硅藻土和锯木屑可以用作分散性染料1260的吸附剂，但是活性炭去除色度和COD的效果最好。

用蒙脱土作为吸附剂处理印染废水，其脱色率与COD去除率分别可达90%以上和96.9%[2]。

吸附剂的最大问题在于难以实现现场再生。

S.Karcher[3]研制了一种新型可再生的吸附剂CUCURBITURIL，它是由甘脲和甲醛缩聚形成的一种环状缩聚物。

经大量实验表明,该物质无毒，并且在钙离子浓度1~100mg/L,溶液中盐的总浓度小于100-1000毫摩尔/升时,可以得到高的吸附量,残余色度很低。

2.1.2 氧化还原脱色借助氧化还原作用破坏染料的共轭体系或发色基团是印染脱色处理的有效方法。

除常规的氯氧化法外，国内外研究重点主要集中在臭氧氧化、过氧化氢氧化、电解氧化和光氧化方面。

臭氧是良好的脱色氧化剂，对于含水溶性染料废水如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱色率很高；对分散染料也有较好脱色效果；但对其他以悬浮状态存在于废水中的还原、硫化和涂料，脱色效果较差。

Matsui等[4,5]的研究结果表明偶氮染料更易于被臭氧氧化脱色。

臭氧用量与偶氮基团数量有关，如对于0.1mol/L的直接红2S、直接黑2S其需臭氧量分别为80、130mg/l[6]。

臭氧氧化也可以与其他处理技术结合应用。

如用FeSO4、Fe2（SO4）3及FeCl3凝聚后再用臭氧处理可提高脱色效果[7]；臭氧--电解处理可使直接、酸性染料的脱色率比单纯臭氧处理增加25～40%，对碱性及活性染料增加10%[8]。

臭氧加紫外辐射或同时进行电离辐射也可提高氧化效率。

由于臭氧氧化对染料品种适应性广、脱色效率高，同时O3在废水中的还原产物以及过剩O3能迅速在溶液和空气中分解为O2，不会对环境造成二次污染。

因此O3脱色技术具有一定的工业化应用前景。

目前臭氧氧化的主要缺点是运行费用相对偏高。

Fenton试剂是H2O2和FeSO4按一定比例混合而成的一种强氧化药剂。

Fenton试剂在处理废水过程中除具有氧化作用外，还兼有混凝作用，因此脱色效率较高。