印染行业的生产流程与原料使用特点，致使其排放的废水呈现出一系列复杂特性，给处理工作带来了极大挑战。

污染物浓度高

印染废水的化学需氧量（COD）通常在 800 - 5000mg/L，这源于印染过程中大量未反应的染料、助剂和表面活性剂残留，如活性染料染色时部分未上染纤维，致使废水 COD 大幅升高。

成分复杂

印染废水中含结构复杂的染料，像偶氮染料（如活性红 X - 3B）、蒽醌染料，还有渗透剂、匀染剂等助剂及表面活性剂。偶氮染料的 C - N 键能达 305kJ/mol，常规方法难以分解。

色度深

印染废水色度问题严重，稀释倍数常超 500 倍。染料分子的共轭结构吸收特定波长光线，致使颜色浓重，去除时需强氧化剂破坏共轭结构。

盐分浓度高

印染生产使用大量含氯盐类，使废水中 NaCl 含量达 5 - 20g/L。高盐分抑制微生物细胞结构与代谢功能，微生物在高盐环境失水，影响生长活性，降低生物处理效率。

水质波动大

印染生产间歇性及工艺差异，导致废水 pH 值在 9 - 12 频繁波动。这对处理系统影响显著，生物处理阶段，微生物酶活性受 pH 值影响，代谢紊乱；物化处理阶段，pH 值改变药剂效果，如影响聚合氯化铝（PAC）水解产物形态与混凝效果。

（一）混凝沉淀强化工艺

1. 作用机理

电中和作用：聚合氯化铝（PAC）投入废水后，会迅速发生水解反应，生成 Al (OH)₃胶体。在印染废水中，染料分子通常带有负电荷，其表面 Zeta 电位一般约为 - 35mV。而 Al (OH)₃胶体带正电，能够与染料分子表面的负电荷发生电中和反应，有效降低颗粒之间的静电斥力，促使颗粒相互靠近，为后续的凝聚过程创造条件。

吸附架桥：聚丙烯酰胺（PAM）是一种高分子聚合物，具有长链分子结构。在废水中，PAM 的长链分子能够吸附在已经通过电中和作用聚集的微絮体表面，然后通过分子链的伸展，将不同的微絮体连接起来，形成粒径大于 50μm 的大颗粒，从而大大加速颗粒的沉降速度。

网捕卷扫：随着絮体不断形成和长大，在重力作用下开始沉降。在沉降过程中，絮体如同一张 “网”，能够裹挟周围的悬浮物，使其一同沉降到水底，最终实现固液分离，有效去除废水中的污染物。

2. 运行参数优化

最佳 pH 范围：通过大量实验和实际工程运行经验总结发现，当废水的 pH 值处于 6.5 - 7.5 之间时，PAC 的水解反应能够生成最佳形态的 Al (OH)₃胶体，此时混凝效果最为理想，能够最大程度地去除废水中的污染物。

PAC 投加量：根据废水的具体水质情况，PAC 的投加量一般控制在 200 - 500mg/L。如果投加量过低，无法提供足够的正电荷来中和染料分子的负电荷，混凝效果会大打折扣；而投加量过高，则可能导致胶体重新稳定，出现 “胶体保护” 现象，反而降低混凝效果。

表面负荷：表面负荷是指单位时间内通过沉淀池单位表面积的水量，一般控制在 0.8 - 1.2m³/(m²・h)。合适的表面负荷能够确保絮体有足够的时间沉降，避免因水流速度过快而导致絮体被带出沉淀池，影响处理效果。在该表面负荷条件下，悬浮物（SS）去除率可超过 90%，色度降低 60 - 80%。

（二）高级氧化技术

1. 臭氧催化氧化

在 MnO₂/Al₂O₃催化剂的作用下，臭氧（O₃）在水中会发生分解反应，产生具有极强氧化性的・OH 自由基，反应方程式为 O₃ + H₂O → 2・OH + O₂。・OH 自由基的氧化电位高达 2.07V，能够对染料分子的共轭结构发动强有力的攻击。以偶氮染料为例，・OH 自由基能够断裂染料分子中的偶氮键 - N = N - ，有效破坏其共轭体系，从而实现高效脱色和降解有机物的目的。与单纯的臭氧氧化相比，臭氧催化氧化能够显著提高反应速率和处理效果。

2. 电芬顿技术

电芬顿技术是在传统芬顿技术的基础上发展而来的。在电芬顿体系中，阴极发生反应：O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O₂，阳极反应为：Fe → Fe²⁺ + 2e⁻。通过电化学方法能够持续产生 H₂O₂和 Fe²⁺，二者反应生成・OH 自由基。与传统芬顿技术相比，电芬顿技术的自由基产率提高了 3 倍。这使得电芬顿技术在处理印染废水时，对有机物的氧化分解能力更强，COD 去除率能够提升至 70 - 85%，有效提高了废水的可生化性，为后续生物处理创造了更为有利的条件。

（一）厌氧生物处理

1. 水解酸化工艺

水解酸化工艺主要依靠兼性菌的作用。在厌氧环境下，兼性菌能够将大分子的染料和其他有机物分解为小分子酸，如乙酸、丙酸等。这一过程不仅能够在一定程度上降低废水的 COD，更重要的是能够显著提高废水的可生化性。一般来说，水解酸化的水力停留时间（HRT）控制在 8 - 12h，在此条件下，COD 去除率可达 20 - 30%。通过水解酸化，将复杂的有机物转化为更易被后续微生物利用的小分子物质，为厌氧反应器的高效运行奠定坚实基础。

2. UASB 反应器

UASB（上流式厌氧污泥床）反应器是一种高效的厌氧处理设备。其核心组件包括三相分离器和颗粒污泥。三相分离器的分离效率超过 95%，能够有效地将反应产生的沼气、处理后的水和污泥进行分离。颗粒污泥的直径一般在 0.5 - 2mm，具有良好的沉降性能和高活性。在运行过程中，UASB 反应器的容积负荷一般控制在 5 - 8kgCOD/(m³・d)，温度控制在 35±1℃，上升流速为 0.5 - 1.0m/h。在这样的条件下，UASB 反应器能够对废水中的有机物进行深度降解，进一步降低 COD 含量。

（二）好氧生物处理

1. 生物接触氧化法

生物接触氧化法采用比表面积大于 200m²/m³ 的组合填料，为微生物提供了充足的附着空间。微生物在填料表面生长形成生物膜，当污水与生物膜接触时，其中的有机物被微生物分解。在运行过程中，需要严格控制溶解氧（DO）在 2 - 4mg/L，容积负荷在 1.5 - 3.0kgCOD/(m³・d)。合适的溶解氧浓度能够保证微生物的好氧代谢活动正常进行，容积负荷则决定了反应器的处理能力和处理效果。通过生物接触氧化法，能够进一步去除废水中的有机物，显著提高水质。

2. MBR 膜生物反应器

MBR（膜生物反应器）采用孔径为 0.1μm 的 PVDF 超滤膜，能够有效截留微生物和大分子有机物。在 MBR 系统中，污泥浓度一般维持在 8000 - 12000mg/L，较高的污泥浓度意味着单位体积内微生物数量更多，能够更高效地分解有机物。经过 MBR 处理后，出水水质能够达到 COD＜50mg/L，色度＜30 倍，满足较为严格的排放标准。

案例：浙江某印染企业处理系统

原水特性：该企业排放的印染废水 COD 为 3500mg/L，色度高达 600 倍，pH 值在 10 - 12 之间，属于典型的高浓度、高色度、强碱性印染废水。

工艺流程：

调节池（HRT 8h）：通过调节池的设置，对废水的水质和水量进行有效调节，降低水质水量波动对后续处理单元的影响，为后续处理创造稳定的条件。

混凝沉淀（COD↓40%）：利用混凝沉淀强化工艺，去除废水中的部分悬浮物和有机物，有效降低 COD 含量，同时对色度也有一定的去除效果。

水解酸化（B/C 提升至 0.35）：通过水解酸化工艺，将大分子有机物分解为小分子物质，显著提高废水的可生化性，B/C 值从较低水平提升至 0.35。

UASB（COD↓65%）：UASB 反应器对废水中的有机物进行深度厌氧降解，COD 去除率达到 65%，大幅降低了有机物含量。

生物接触氧化（COD↓85%）：进一步利用好氧微生物分解残留的有机物，使 COD 进一步降低，去除率达到 85%。

臭氧氧化（色度↓95%）：通过臭氧氧化，破坏染料分子的共轭结构，实现高效脱色，色度降低 95%。

运行效果：经过上述组合工艺处理后，出水 COD＜80mg/L，色度＜10 倍，各项指标均达到了严格的排放标准，处理效果显著。