紡織印染行業(yè)是我國(guó)重要的支柱型民生產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是耗水耗能大戶。據(jù)全國(guó)第一次污染源普查公告，紡織印染行業(yè)COD排放量全行業(yè)排名第二，廢水排放量約為第三位，且廢水回用率低，同發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)紡織印染業(yè)的單位耗水量是發(fā)達(dá)國(guó)家的1.5~2.0倍，單位排污總量是他們的1.2~1.8倍。印染廢水中染料、漿料、助劑等有機(jī)污染物含量高，水量大、色度深、水質(zhì)變化大。近年來(lái)隨著紡織技術(shù)進(jìn)步，像PVA漿料、新型助劑等更為復(fù)雜的難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)人印染廢水，加大了廢水的處理難度，使得諸多企業(yè)廢水排放難達(dá)標(biāo)。同時(shí)，有些染料或其母體、中間體為三致物質(zhì)，染料廢水可見(jiàn)度高，它的排放導(dǎo)致我國(guó)三江（淮河、海河、遼河）、三湖（太湖、巢湖、滇池）污染嚴(yán)重。而隨著低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)以及國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，印染行業(yè)作為我國(guó)典型的重污染型行業(yè)，廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高已箭在弦上。
生物活性炭工藝?yán)蒙锛盎钚蕴康碾p重作用，以其出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠、無(wú)異味、處理成本低而在污染水源凈化、工業(yè)廢水處理及污水回用上迅速得到推廣應(yīng)用。目前，已有國(guó)內(nèi)外學(xué)者將該工藝應(yīng)用于印染廢水深度處理及回用，但國(guó)內(nèi)總體上處于探索階段。
1、生物活性炭工藝及其發(fā)展
1.1生物活性炭工藝
1978年，Miller G.W.和Rice在總結(jié)歐洲水處理經(jīng)驗(yàn)時(shí)首次正式提出了“生物活性炭”（BAC）一詞，在生物活性炭中，活性炭和微生物構(gòu)成一個(gè)互生系統(tǒng)，活性炭一方面為微生物提供穩(wěn)定的棲息環(huán)境，另一方面為微生物提供可利用的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，通過(guò)物理吸附作用將某些污染物吸附，并被微生物降解；反過(guò)來(lái)，微生物的生物降解作用又可以延長(zhǎng)活性炭的使用周期。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)活性炭及生物活性炭的對(duì)比研究證明，生物活性炭的處理能力和單純活性炭吸附容量相比，前者比后者提高2~30倍，說(shuō)明生物活性炭具有微生物和活性炭的疊加和協(xié)同作用；同時(shí)生物降解解吸附作用能夠大大延長(zhǎng)活性炭的使用周期。
生物活性炭工藝綜合活性炭與微生物的作用，使得污染物停留時(shí)間延長(zhǎng)，固定化生物處理污染物，大大減少污泥量。同時(shí)通過(guò)活性炭的吸附作用，有效去除廢水色度及有毒有味物質(zhì)，此外還對(duì)油性物質(zhì)具有較強(qiáng)吸附去除作用。
1.2生物活性炭工藝的發(fā)展
活性炭相對(duì)于其他填料來(lái)說(shuō)，價(jià)格相對(duì)昂貴一些。因此在生物活性炭工藝中，對(duì)于進(jìn)水要求有一定限制。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)水濁度要低，無(wú)較大顆粒物懸浮物，進(jìn)水COD不能太大，否則容易造成活性炭飽和吸附及菌體瘋長(zhǎng)，進(jìn)而影響出水水質(zhì)。由于生物活性炭的一些應(yīng)用限制，使其目前只能應(yīng)用于低污染生活用水、二級(jí)生化出水等的處理上。為了突破這些限制，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在提高該工藝的實(shí)用性上做了不少研究。
1.2.1傳統(tǒng)工藝與生物活性炭工藝的組合應(yīng)用
砂濾是常用的前處理工藝，砂濾可以去除大部分顆粒物，因此在飲用水處理中較為常用。此外氣浮、接觸氧化、SBR等傳統(tǒng)工藝與生物活性炭聯(lián)用，可以減輕生物活性炭工藝的運(yùn)行負(fù)荷。
1.2.2臭氧-固定化生物活性炭濾池（O3-IBACF）工藝
該工藝通過(guò)臭氧前處理，能使難氧化降解的高分子有機(jī)物被氧化成易降解的低分子有機(jī)物，顯著提高廢水的可生化性，為活性炭柱降解有機(jī)物創(chuàng)造條件，也減輕活性炭的吸附負(fù)荷；同時(shí)，臭氧氧化使水中有充足的溶解氧，為好氧微生物的生命活動(dòng)提供了良好的條件。
臭氧-固定化生物活性炭工藝具有生物濃度高、反應(yīng)啟動(dòng)快、處理效率高、操作穩(wěn)定、產(chǎn)污泥量少和固液分離簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)際上領(lǐng)先的生活用水處理工藝，近年來(lái)在難降解有機(jī)廢水深度處理回用上得到一定的關(guān)注和研究。
1.2.3 生物活性炭裝載工藝的改進(jìn)
隨著對(duì)生物活性炭的深人研究， 生物活性炭藝從生物活性炭過(guò)濾柱發(fā)展到曝氣池粉狀活性炭技術(shù)，再到流化床生物活性炭技術(shù)以及膨脹床生物活性炭技術(shù)。由英國(guó)Belfas皇后大學(xué)與新西蘭Canterbury大學(xué)聯(lián)合研制的生物活性炭攪拌池反應(yīng)器（STR）在印染廢水處理上取得了很好的效果。
2.4生物活性炭與高級(jí)過(guò)濾技術(shù)聯(lián)用
在荷蘭有學(xué)者利用活性炭生物膜（BACF）法與反滲透法組合8來(lái)處理含殺蟲劑的污染水，對(duì)殺蟲劑的去除率高達(dá)99.5%，同時(shí)O3-BACF的作用明顯減輕了反滲透膜的污染問(wèn)題，得到了優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的處理效果。
1.2.5生物活性炭的其他發(fā)展
鑒于生物活性炭的良好處理效果，從活性炭和微生物出發(fā)的改良也在進(jìn)行。研究證明：在臭氧投量為18mg/L，接觸時(shí)間為20min時(shí)，煤氣廢水進(jìn)水COD、酚類的質(zhì)量濃度分別為500mg/L、95mg/L左右時(shí)，采用03-IBAC工藝對(duì)兩者的去除率可以分別達(dá)到80%、92%以上。隨著改良活性炭的應(yīng)用，生物活性炭工藝效果必將得到更大提高。
2、生物活性炭工藝在印染廢水深度處理上的應(yīng)用
印染行業(yè)廢水處理后仍不達(dá)標(biāo)的水質(zhì)的主要特點(diǎn)是色度、高可生化性差，如何將色度和難降解有機(jī)污染物順利有效的去除，是印染廢水深度處理工藝需要解決的主要問(wèn)題，因此，國(guó)內(nèi)外很多專家學(xué)者對(duì)印染廢水深度處理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，主要有吸附過(guò)濾技術(shù)、膜分離技術(shù)、MBR技術(shù)和高級(jí)氧化技術(shù)。同時(shí)也有不少學(xué)者嘗試將生物活性炭這種新工藝應(yīng)用于印染廢水的處理。
生物活性炭深度處理印染廢水出水水質(zhì)基本上達(dá)到了《紡織染整工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287-1992）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，但是鑒于生物活性炭在生活用水及其他污水處理上的廣泛應(yīng)用，生物活性炭工藝在印染廢水處理上還有長(zhǎng)足的的發(fā)展空間，有希望達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)。
3、結(jié)語(yǔ)
生物活性炭工藝能耗較低，污泥量少，出水水質(zhì)優(yōu)良，占地少，工藝簡(jiǎn)單易于維護(hù)，是理想的生活用水處理和廢水深度處理及回用技術(shù)。但是目前對(duì)于其機(jī)理說(shuō)法也因研究者條件各異。雖然有學(xué)者對(duì)活性炭吸附與微生物相互作用進(jìn)行過(guò)深人研究，并有人進(jìn)行過(guò)電鏡掃描，但總體上還比較缺乏生物活性炭動(dòng)力學(xué)方面的數(shù)據(jù)。
隨著水資源短缺的矛盾愈演愈烈，環(huán)保要求的不斷提高，生物活性炭這一新型水處理工藝將應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域，各國(guó)對(duì)活性炭應(yīng)用方法的研究也將更為重視和深人，生物活性炭技術(shù)的新工藝、新方法在水資源保護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用水平必將不斷提高。
經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化以及紡織印染行業(yè)廢水處理難度的加大，迫切要求適合時(shí)代發(fā)展的印染廢水深度處理及回用技術(shù)，以緩解水資源的短缺狀況、實(shí)現(xiàn)紡織印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在印染廢水的深度處理及回用技術(shù)上，生物活性炭技術(shù)作為一種優(yōu)水質(zhì)、低耗能的技術(shù)，將受到青睞。像臭氧-生物活性炭等先進(jìn)工藝應(yīng)用于印染廢水處理，將縮減紡織印染行業(yè)耗水量，提高水回用率。生物活性炭技術(shù)目前在我國(guó)應(yīng)用于印染廢水深度處理還處于試驗(yàn)階段，相關(guān)的理論和污染物去除機(jī)理還有待進(jìn)一步的深人和研究。