第五章纺织印染废水处理及再生利用
4.1概述
我国纺织工业包括化学纤维、棉纺织、毛纺织、丝绸、麻纺织、印染、针织、服装、家用纺织品、产业用纺织品、纺织机械11个行业。我国是纺织工业大国，21世纪初我国提出了到年建成纺织强国的宏伟目标。
纺织工业是我国国民经济传统的支柱产业之一，是国民经济的重要组成部分。纺织工业具有投资少、积累多、创汇高的特点，在增加就业、拉动内需、促进消费、稳定物价、繁荣市场等方面有着重要作用。同时，纺织工业亦是我国出口创汇的支柱产业，纺织品服装净创汇一直居全国各行业的首列。
纺织工业是我国工业部门中用水量大户之一。纺织工业的生产用水主要有印染工艺的漂练、染色、印花、整理，羊毛洗涤，蚕茧的缫丝工艺，麻纺类的脱胶浸渍，黏胶纤维和合成纤维的工艺用水，以及纺织生产的空调用水等。纺织工业亦是我国工业废水排放大户之一，在全国各工业部门中，纺织工业废水排污列于造纸、化工、食品加工之后居第四位。印染、化纤企业的废水排放是纺织工业的主要污染源，其中又以印染废水排放量为最多，约占80%。因此，纺织印染废水处理及再生利用对减轻纳污水体污染，改善环境质量，保障用水安全，促进社会经济的协调科学发展具有重要意义。
4.2纺织印染生产分类和生产工艺
4.2.1生产原料
纺织是以各类天然纤维或两种按一定比例混合的纤维为原料，加工成为各类纱线和坯布。其生产过程为物理加工过程，如棉纺织、毛纺织、绢丝纺织、麻纺织、针织。
印染是以各类纤维加工织造的坯布为原料，通过染色和印花生产出具有单一色彩或者有色图案的织物。印染加工属于物理化学加工过程。根据加工的织物不同，可以分为纯棉织物、棉化纤混纺织物、纯化纤织物、丝织物、绢织物、麻织物、毛织物等的印染，而棉织物和棉化纤混纺织物印染是最大的印染加工。
4.2.2生产品种
从印染废水处理的角度考虑，根据纺织印染产品使用的原料，结合加工方式，纺织印染产品一般分为棉、化纤及其混纺印染产品，毛纺织染整产品，丝绸印染产品，麻纺印染产品和针织印染产品。
根据我国现有的纺织印染生产布局和印染产品生产加工情况，棉、棉化纤织物的印染产品、丝绸印染产品和针织印染产品一般均在单独的印染厂加工完成，所以这类产品加工过程中产生的废水即为印染废水。毛纺织染整产品、麻纺印染产品一般包括纤维制备、纺纱、织造、染色和整理全部生产工艺过程。因此，毛纺织产品染整废水、麻纺印染产品废水往往还包括洗毛废水或苎麻脱胶废水。
4.2.3生产工艺
4.2.3.1棉、化纤及其混纺印染产品生产工艺
棉、化纤及其混纺印染产品的加工一般分为四个工序，即前处理、染色、印花、整理。前处理工序是对印染坯布进行烧毛、退浆、煮练、漂白和丝光等处理加工，以去除织物上的绒毛、浆料、油脂、蜡质、果胶及色素等杂质，提高织物的吸水能力，以利于后续的染整加工。印染坯布经前处理后，按织物的加工要求进行染色或印花。为了进一步提高织物各种服用的物理性能，满足成品要求，最后要经过整理工序。根据棉、化纤及其混纺纤维印染产品的不同，生产工艺过程会有所差异。不同产品的生产工艺流程如下。
纯棉布
绒布
灯芯绒
涤棉混纺织物
黏胶纤维及其混纺织物
4.2.3.2毛纺织染整产品生产工艺
毛纺织染整产品是由羊毛，通过纺纱、织造、染色、整理等加工而成的。毛纺织染整产品分为粗毛产品和毛精纺产品。按产品结构，绒线列入毛精纺产品。
原毛加工后的初级产品为毛条，是毛纺织产品的原料。
毛纺织染整产品的生产工艺流程如下。
毛精纺
毛粗纺
绒线
4.2.3.3丝绸印染产品生产工艺
丝绸产品的原料有天然丝、人造丝、合成纤维。其中，真丝主要是桑蚕丝，其次为柞蚕丝。人造丝是指人造纤维细丝，包括黏胶纤维、铜氨纤维等。在丝绸产品中使用的合成纤维主要是涤纶和锦纶，以涤纶纤维用量最多。尽管纤维原料不一，丝绸品种繁多，但丝绸印染产品的加工大致经过坯绸检验、练漂、染色、印花、整理、成品检验和装潢等工艺过程。而每个过程又由若干不同的工序所组成。
丝绸练漂是利用化学药剂，配合机械作用，以去除织物上附着的天然杂质、助剂和污渍等。染色和印花使染料与纤维发生物理的或化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使织物具有一定的色泽，或在织物上形成花纹图案，并具有洗涤、耐磨等染色坚牢度和色泽鲜艳度。整理是通过物理或化学方法，使绸面平整，尺寸稳定，手感柔软挺括，并具有防水防静电等特殊性能。丝绸印染产品的生产工艺流程如下。
真丝产品
人造丝产品
涤纶仿真丝产品
合成纤维丝绸产品中涤纶仿真丝绸产品采用碱减量工艺，使这类产品既保留合成纤维耐久和挺括的优点，又具备天然丝纤维透气的特点。涤纶仿真丝绸产品的碱减量工艺，是将涤纶织物在一定温度下，用20～30g/L浓度的烧碱处理，在促进剂作用下进行减量，减量率一般为8%～20%。通过减量使涤纶纤维纱线表面产生水解，表面涤纶剥落，形成不规则的凹纹和龟裂，从而消除织物极光，并使纤维的纤度不同程度地变细，外表更接近天然丝，增加孔隙率，提高透气性。织物光泽柔和，手感柔软滑爽，富有弹性，近似于天然丝。
4.2.3.4麻纺织印染产品生产工艺
麻纺产品具有挺括滑爽、通风透气、吸湿排污、凉爽宜人等性能，是夏季理想的高级衣料。在工业用帆布、水龙带、渔具、工艺品及装饰品方面，麻纺产品亦有广泛的用途。麻纤维同棉和聚酯等合成纤维混纺、交织，可以更好地发挥这两种纤维的特点。
由于麻的韧皮纤维中，除含有纤维素外，还含有一些胶杂质，如半纤维素、果胶质和木质素等。因此在麻纤维纺纱之前必须先经过脱胶处理。经脱胶处理后的麻纤维再加工成织物和印染产品。
麻脱胶生产工艺苎麻纤维采用化学法脱胶，生产工艺如下。
亚麻纤维长度短，一般采用细菌生物酶脱胶，生产工艺如下。
麻纺织印染产品生产工艺因为麻与棉同样为纤维素纤维，因此麻或麻混纺织物印染加工工序与棉或棉混纺织物印染加工工序基本相同。即麻纺织品经前处理、染色、印花等工序，加工成麻纺织印染产品。
4.2.3.5针织印染产品生产工艺
针织物分为经编织物和纬编织物。针织产品的种类很多，除了内衣、外衣、袜子、手套、帽子、床罩、窗帘、蚊帐、花边等生活和装饰用品外，在工业、农业和医药卫生领域也有广泛的用途。
针织产品所用的原料因用途和要求不同而异。例如，针织外衣的主要原料是涤纶、锦纶和腈纶，或棉与化纤混纺、棉与化纤交织等。汗衫、棉毛衫等针织内衣一般以棉为主，或棉与化纤混纺、棉与化纤交织。羊毛衫类大多用毛、腈纶，或毛与腈纶、黏胶等混纺。袜子类则大多采用锦纶丝、丙纶等为原料。针织印染产品的生产工艺如下。
棉、棉化纤混纺针织产品染整
化纤类针织产品染整
筒子纱染整
4.2.4常用染料及化学药剂
按不同纤维原料品种，纺织印染生产工艺常用的染料及相应的化学药剂如表4-1和表4-2所示，常用浆料的可生化性如表4-3所示。
①浆料浓度为mg/L。
4.3纺织印染生产废水量和水质
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4.3.1废水污染源
4.3.1.1棉、化纤及其混纺印染产品废水污染源
退浆废水污染严重，是印染废水有机污染物的主要来源之一。退浆工序是采用化学药剂去除织物上所带的浆料，如采用高效淀粉酶代替烧碱去除织物上的淀粉浆料等，可提高退浆效率，减少退浆废水对环境的污染。煮练工序是采用热碱液和表面活性剂去除纤维所含的油脂、蜡质、果胶等杂质。煮练废水呈碱性和褐色，含有较高的有机污染物。
漂白是用次氯酸钠、亚氯酸钠或双氧水等氧化剂去除纤维中的色度。漂白废水量大但污染较轻。采用棉布冷轧堆一步法工艺，将传统的印染前处理的退浆、煮练、漂白三个工序合并成浸轧堆置水洗一道工序，可以减少废水排放量。
丝光是为了提高纤维光泽和对染料的吸附。从丝光工序排出的浓碱液，用多效蒸发等方法回收，可以节省助剂，降低印染废水碱度，但仍有相当部分废碱液作为废水排放。丝光废水呈强碱性，pH为12～13。
染色废水含有染色工序中残留的染料、助剂、表面活性剂等，废水呈碱性，色泽深，污染物浓度高。印花工序排出的废水中含有染料、助剂等污染物，有机污染物浓度较高。采用印染自动调浆技术，将计算机技术、自动控制技术、色彩技术、精密称量技术同染整工艺相结合，可明显提高产品质量和生产效率，节水、节能，降低染化料消耗，改善生产环境，减少印染废水排放量和污染物排放浓度。采用高效活性染料代替普通活性染料，可以提高染料上染率，减少染料用量和废水中染料残留量。整理废水含纤维屑、树脂、甲醛、油剂和浆料等，水量小，污染物浓度相对较低。
4.3.1.2毛纺织染整产品废水污染源
羊毛产品的染色采用酸性染料和媒介染料。毛、化纤混纺产品的染色除采用酸性染料和媒介染料外，视所采用的化纤品种不同，还采用分散、直接、阳离子等染料。在染色过程中采用的助剂有乙酸、硫酸、红矾、元明粉、柔软剂、匀染剂、平平加等。毛纺染整产品废水的主要污染物质是残留的助剂和染料。由于毛纺织染整产品加工大都在酸性或偏酸性条件下进行，因此，一般废水pH为6.0～7.0。此外，毛纺染整废水含有一定的悬浮物，特别是毛粗纺产品、绒线产品和散毛染色时废水含有较高的悬浮物。
4.3.1.3丝绸印染产品废水污染源
丝绸印染产品练漂过程所用的助剂有乙酸、纯碱、烧碱、泡花碱、磷酸三钠、保险粉、双氧水、次氯酸钠、合成洗涤剂、净洗剂、柔软剂、淀粉酶等。练漂工序是丝绸染整废水有机污染物的重要来源。
染色和印花所用的染料因丝绸印染产品的不同而异。真丝绸以及真丝同人造丝交织绸染色用得最多的是酸性染料。真丝同锦纶织物染色主要用弱酸性染料，也有用中性染料的。人造丝织物染色大多采用直接染料，其次采用活性染料和纳夫妥染料。涤纶长纤维采用分散染料。锦纶染色用弱酸性染料、中性染料和分散染料。在印花工序中常用的浆料有淀粉浆、海藻酸钠浆、羧甲基纤维素等。常用的助剂有尿素、冰乙酸、增白剂、渗透剂等。同棉印染废水相比较，丝绸印染废水的有机污染物浓度较低。pH较低，为6.0～8.0。除染丝废水外，废水的BOD
涤纶仿真丝绸产品碱减量工艺产生高浓度难生物降解碱减量废水，其主要污染物为涤纶水解产物对苯二甲酸等，是处理难度大的印染废水。采用碱减量废碱液回收回用后可以使碱液大部分保留在净化液中，经过补碱重新回用于生产。但是即使通过碱回收后，碱减量废水的pH仍为10～13，COD
4.3.1.4麻纺织印染产品废水污染源
苎麻浸酸的化学品是硫酸。在浸酸水解时，先将苎麻中的多糖类分子水解为单糖，而后在酸的作用下分解为有机酸，如乙酸、丁酸等。
蒸煮的主要化学品是烧碱。在烧碱的作用下，高聚碳水化合物的果胶质分解成为可溶解性的果胶钠盐。脂蜡物同烧碱产生皂化作用，变成可溶性肥皂而被除去。木质素在蒸煮过程中可变疏松，增加溶解度。
漂酸洗的化学品是次氯酸钠和硫酸，次氯酸钠漂白主要是破坏织物上的色素，提高白度，同时还可与纤维上的其他杂质发生氧化、氯化之类的反应。
苎麻脱胶的煮练废水pH高，为13～14，有机污染物浓度高，属于高浓度有机废水。浸酸水、煮练洗麻水等为中段水，水量大，约占苎麻脱酸废水的50%，属中等污染废水。漂酸洗废水偏酸性，pH为5～6，有机物浓度低，属低浓度废水。
亚麻脱胶的浸渍过程废水为偏酸性废水，pH为4.6～5.4，有机物浓度高，属高浓度有机废水。洗涤废水和压榨废水为中段水，废水呈偏酸性，pH为6.0～6.5，属中等污染废水。处理后浸解废水pH为7.0～7.2，有机物浓度低，属低浓度废水。
麻纺织物印染所用染料因织物纤维不同而异。聚酯同麻混纺织物染色时可采用分散染料同活性染料组合，亦可采用分散染料同直接染料组合，或分散染料同还原染料组合。麻纺织印染废水中含有残留的染料、浆料和助剂等有机污染物，以及纤维屑等悬浮物。
4.3.1.5针织印染产品废水污染源
针织印染产品的加工由碱缩、煮练、漂白、染色、整理等工序组成。棉及棉化纤混纺汗布，除深浓色以外，其余均需通过烧碱液碱缩处理，以提高强度、弹性、光泽，增加织物紧密度和同染料的亲和力。煮练、漂白、染色等工序所用的染料、助剂基本上同棉、化纤及其混纺印染产品的加工，废水污染源亦基本相同。但是，采用气流染色技术可以减少棉织物的浴比，降低水耗，减少废水排放量。由于低浴比能节省染料、助剂及辅料，可降低染色废水污染物浓度。在棉针织、巾被等织物中采用涂料染色或涂料印花新工艺，将涂料着色剂、高强黏合剂制成轧染液或印浆，通过浸轧或印花、烘干、烘固，即可完成染色或印花，比传统染料染色或印花减少了工序，节水节能，可减少废水排放量和污染物排放量。
4.3.2废水量和水质
4.3.2.1棉、化纤及其混纺印染废水量和水质
废水量棉、化纤及其混纺印染产品废水量因加工品种、工厂类型和设备、清洁生产和管理水平等而异。一般印染厂排水量为1.5～3.0m
废水水质棉、化纤及其混纺印染废水由退浆、煮练、漂白、丝光、染色和印花以及整理等生产工序排放的废水组成。
退浆废水中含有浆料、浆料分解物、纤维屑和酶类等污染物。其废水量较少，但污染严重，COD
一般棉纤维采用烧碱和表面活性剂高温煮练，废水呈强碱性，色泽深，呈褐色，COD
漂白工序常采用次氯酸钠、双氧水或亚氯酸钠等氧化剂，一般废水有机污染物浓度低，漂白废水可重复使用，或单独排放。而丝光废水碱性强，pH高达12～13，还含有纤维屑等悬浮物。
染色和印花废水中含有残留的染料和助剂等，废水水质因加工产品的不同而变化。一般pH为10以上，BOD
整理废水含有纤维屑、多种树脂、甲醛、油剂和浆料等，但废水水量小，污染程度低。
棉、化纤及其混纺印染废水水质复杂，废水呈碱性，有机污染物浓度高，色泽深。特别是随着织物PVA上浆浆料的比重不断上升，废水的BOD
4.3.2.2毛纺织染整废水量和水质
废水量毛纺织染整产品的废水量因产品品种和生产规模而异。一般洗毛排水量为，无闭路循环时10～35m
废水水质毛纺织染整废水主要来自染色工序，包括残留的染料、助剂和冲漂洗水。毛纺织染整产品加工所用染料因所用纤维和产品品种而异，但是，一般以酸性染料和媒介染料为主。毛纺织物染色后，大部分助剂进入染后的残液中随染整废水排出。毛纺织染整废水水质如表4-5所示。
4.3.2.3丝绸印染废水量和水质
废水量丝绸印染产品的废水量同纤维原料、加工织物的品种、工艺过程与设备、清洁生产和管理水平等因素有关。一般桑蚕丝为～m
废水水质丝绸印染产品的废水主要由练漂、染色和印花工序排出的废水组成，整理工序只有少量废水产生。练漂废水的有机物含量高，色度低，偏碱性。染色和印花废水主要含有残留的染料和助剂，废水有机污染物含量低，但色泽较深又多变。丝绸印染产品废水水质如表4-6所示。
4.3.2.4麻纺织印染废水量和水质
脱胶废水由浸渍、洗涤和压榨等工序排出的废水组成。苎麻化学脱胶排水量为：煮练11～12m
废水水质苎麻脱胶废水碱性高，有机污染物含量高，色泽深，呈褐色。亚麻浸渍废水偏酸性，有机污染物浓度高。麻脱胶废水水质如表4-7所示。
4.3.2.5针织印染废水量和水质
废水量同棉、化纤及其混纺印染产品一样，针织印染产品的废水量与纤维原料、加工织物的品种、采用的设备、浴比等因素有关。一般针织厂的排水量为1.5～2.0m
废水水质针织印染废水由碱缩、煮练、漂白、染色、印花、整理等生产工序排放的废水组成。除深浓色的汗布以外，其余的棉及棉化纤混纺汗布，均需要通过烧碱液碱缩处理。碱缩液的浓度根据不同织物不同要求而异，一般为～g/L。纯棉用碱量高，棉混纺用碱量低。碱缩液循环使用和回用，后道冷水冲洗水排水进入印染废水系统。碱缩废水的碱性强，pH为13～14，含有较高浓度的有机污染物，但是色度低，一般为20～40倍。煮练废水呈强碱性，色泽深，呈深褐色，有机污染物含量高。由于织物原料不同，所用染料助剂不同，针织染色或印花废水的水质多变。总地来说，针织物印染废水有机污染物浓度低于机织物。针织物印染废水水质如表4-8所示。
4.4纺织印染废水的特点和处理要求
4.4.1纺织印染废水的特点
4.4.1.1水质水量变化大
纺织印染废水水质水量同所采用的纤维原料、产品品种、染料助剂、生产工艺配方、设备配置和清洁生产水平等密切相关。一般印染产品加工都有煮练工序，煮练时要用碱液在90℃左右高温下处理织物，所以废水呈碱性，尤其是棉印染废水呈强碱性，pH为10～12。但是，丝绸印染、毛纺织染整通常采用酸性染料为主，废水呈偏酸性，一般pH为5～6。织物上浆浆料不同会影响废水水质。以聚乙烯醇为上浆浆料的织物退浆废水有机物浓度高于淀粉浆料的退浆废水，而BOD
4.4.1.2污染物浓度高
影响印染废水污染程度的因素很多，例如纤维种类、产品品种、生产工艺条件与设备、清洁生产程度以及管理水平等。其中，印染加工纤维种类是影响印染废水污染物浓度的主要因素。一般棉印染废水的污染物浓度COD
4.4.1.3综合废水的BOD
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