印染廢水脫色的研究新進展-secret.doc

印染廢水脫色的研究新進展摘 要：闡明了印染廢水的來源及特點，簡介了染料分類及發(fā)色機理, 探討了物理法、物化法、化學法、生物法在印染廢水脫色處理中的應用，并在此基礎(chǔ)上對染料廢水的脫色處理進展進行了評述。關(guān)鍵字：印染廢水 染料 脫色 發(fā)展趨勢Abstract: The article introduces the dying and printing wastewater characteristics,summarizes the technologies to remove the dyestuff, such as physicaltreatment, physico-chemical treatment, chemical treatment andbiological treatment, on which base gives a comment on the advantage anddisadvantage of every technology.Key words: dying and printing wastewater (DPW); dyed tuff; color removal；developing trend1廢水來源特點印染廢水是指印染加工過程中所有工序所排放的廢水混合而成的混合廢水。 主要包括:預處理階段排放的退漿、煮煉、漂白、絲光廢水；染色階段排放的染色廢水；印花階段排放的印花廢水和皂洗廢水；整理階段排放的整理廢水。印染廢水成分復雜，主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團（如：-N=N-、-N=O）及極性基團（如：- SO3Na、-OH、-NH2）。染料分子中含較多能與水分子形成氫鍵的-SO3H、-COOH、-OH 等親水基團，如活性染料和中性染料等，染料分子就能全溶于廢水中；不含或少含-SO3H、-COOH、-OH等親水基團的染料分子，以疏水懸浮微粒形式存在于廢水中；含少量親水基團但分子量很大或完全不含親水基團的染料分子，在水中常以膠體形式存在。印染廢水中還常帶有一些染色助劑。由于染料生產(chǎn)品種多，并朝著抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向發(fā)展，從而使染料廢水處理難度加大。染料廢水處理難點：一是COD高，而BOD/COD值小，可生化性差；二是色度高，而成分復雜。三是水質(zhì)水量不穩(wěn)定，排放具有間歇性。印染廢水的處理目標一般是COD的去除與脫色，但脫色問題難度更大。2 染料分類及發(fā)色機理 2.1 染料分類各類染料著色率各不相同, 其中陽離子酸性染料和酸性媒介染料著色率高, 可達90%100% , 硫化染料著色率最低,約50% , 其它染料介于此間。這樣, 使用著色率低的染料進入廢水的量大, 而著色率高的染料進入廢水的量就小。2.1.1 直接染料直接染料一般屬雙偶氮、三偶氮或二苯乙烯型結(jié)構(gòu),分子中親水基團含量較高,水溶性好,溶解度大,在水溶液中直接染料分子一般呈直線形展開,幾個芳環(huán)位于同一個平面內(nèi)。染料分子可通過基團之間的氫鍵相互締合,有較大的聚集傾向,在水溶液中以膠體形態(tài)存在,較易被化學絮凝法去除。2.1.2 活性染料活性染料有單偶氮型、蒽醌型、酞菁型等?；钚匀玖显谒械姆稚顟B(tài)隨其結(jié)構(gòu)而變。分子量大或芳環(huán)呈平面者易發(fā)生締合,形成大分子基團而易被除去; 分子量小且芳環(huán)不在一個平面內(nèi),多以接近真溶液的狀態(tài)存在,絮凝去除率下降。2.1.3 還原染料還原染料分子結(jié)構(gòu)的基本骨架是分子量較大的多環(huán)芳香族化合物,疏水芳香環(huán)多而親水基團少,它與分散染料均屬于非離子型的疏水性染料,在水中溶解度極微,主要以疏水性的懸浮微粒存在,穩(wěn)定性較差,絮凝劑加入后易發(fā)生凝聚而被除去。2.1.4 弱酸性染料弱酸性染料一般為單偶氮和雙偶氮類,溶解度中等,常溫下在水溶液中以接近膠體的狀態(tài)存在,易被絮凝除去。2.1.5 中性染料中性染料常見的為單偶氮21 型金屬絡合染料,中心絡合離子為Co2 + 、Cr2 + 等。由于中心存在金屬絡離子,導致幾個苯環(huán)不在同一個平面內(nèi),分子間較難締合,染料在水中以接近真溶液的狀態(tài)存在,即使絮凝劑投加量較大,脫色率也很低1。李碩文2的研究表明，直接染料和還原、分散、硫化染料易通過化學絮凝去除，脫色率高；活性染料絮凝去除效果隨分子量而異；分子量大的易去除；強酸性染料脫色率低，弱酸性和中性染料脫色率高；陽離子染料用絮凝劑難以去除，脫色率低。2.2 發(fā)色機理染料的顏色取決于其分子結(jié)構(gòu)。按Wiff發(fā)色基團學說, 染料分子的發(fā)色體中不飽和共軛鏈( 如- C= C- 、- N = N- 、- N = O）的一端與含有供電子基(如- OH、- NH2)或吸收電子基(如- NO2、C= O ) 的基團相連, 另一端與電性相反的基團相連?；衔锓肿游樟艘欢úㄩL的光量子的能量后, 發(fā)生極化并產(chǎn)生偶極矩, 使價電子在不同能級間躍遷而形成不同的顏色。一般來說, 染料分子結(jié)構(gòu)中共軛鏈越長, 顏色越深;苯環(huán)增加, 顏色加深; 分子量增加, 特別是共軛雙鍵數(shù)增加,顏色加深。33 脫色處理方法3.1 物理方法3.1.1 吸附法吸附法是利用多孔性的固體物質(zhì)，使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。吸附脫色技術(shù)是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的。吸附按其作用力可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附三種。目前用于吸附脫色的吸附劑主要是靠物理吸附, 但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學吸附作用。常用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業(yè)廢料(煤渣、粉煤灰) 及天然廢料(木炭、鋸屑) 等。傳統(tǒng)的吸附劑是活性碳，活性炭具有較高的比表面積（500- 600 m2/g），它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能。活性炭去除水中溶解性有機物（分子量不超過400）非常有效，但它不能去除水中的膠體疏水性染料。若廢水BOD5 500mg/L，則采用吸附法是不經(jīng)濟的。膨潤土作為水處理中的吸附劑和絮凝劑，已被廣泛用于印染廢水脫色領(lǐng)域，近年來制成多種復合膨潤土、VS型纖維和聚苯乙烯基陽離子交換纖維等，具有物理吸附和離子交換功能，且比表面大、離子交換速度快，易再生，對難處理的陽離子染料廢水有很好的脫色效果，有些改性的膨潤土的脫色效果甚至高于活性炭4；某些集吸附與絮凝性能為一體的吸附劑如硅藻土復合凈水劑也已開發(fā)；用電廠粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰，對疏水性和親水性染料廢水均具有很高的脫色率；另外工業(yè)廢料（如煤渣、粉煤灰等）、天然廢料（如木炭、木屑等）、植物秸稈（如玉米棒等）均對印染廢水具有一定的吸附作用。吸附法尤其適合難生化降解的紡織印染廢水脫色處理，印染廢水的吸附脫色技術(shù)是一項非常有效而又比較經(jīng)濟的方法?；钚蕴课矫撋夹g(shù)不適合印染廢水一級處理，只能用于深度脫色處理，活性炭處理成本高，再生困難，所以活性炭的再生技術(shù)是正在研究的課題，其中生物再生是研究的重點方向。煤、爐渣吸附劑，原料來源廣，成本低，但在處理印染廢水之后存在二次污染，所以只適合與生化法或砂過濾等方法聯(lián)合使用。離子交換樹脂對水溶性染料離子吸附特別有效，離子交換吸附劑的開發(fā)研制是今后的主要發(fā)展方向之一。廉價、高效、因地制宜新型吸附材料的開發(fā)是一項很有前途的技術(shù)。吸附法與其它處理方法的優(yōu)化組合處理印染廢水，脫色效果更佳。5綜上所述，吸附脫色的發(fā)展方向體現(xiàn)在兩個方面: 根據(jù)吸附機制開發(fā)、尋找新的吸附劑; 對現(xiàn)有吸附劑的改性與活化, 以提高脫色效果和再生能力。3.1.2 超濾法脫色超濾是利用一定的流體壓力推動力和孔徑在20200A 的半透膜實現(xiàn)高分子和低分子的分離。超濾過程的本質(zhì)是一種篩濾過程,膜表面的孔隙大小是主要的控制因素。該法的優(yōu)點是不會產(chǎn)生副作用，可以使水循環(huán)使用。早在70年代初期, 膜分離技術(shù)就嘗試用來處理印染廢水。目前, 該方法可用于去除各種染料和添加劑。但由于分離染料混合物的困難, 并未達到完美的程度。在這種技術(shù)中，半透膜的性質(zhì)起著決定性的作用。就材料而言，膜有動態(tài)膜，纖維素類膜，聚砜超濾膜，荷電超濾膜或疏松反滲透膜。6(1)動態(tài)膜從處理效果和經(jīng)濟上講,ZrO-PAA 動態(tài)膜是可行的。但能耗較大，其滲透水及化學物質(zhì)的再利用率可達88% 到96%。(2)纖維素類膜。CA 膜的選擇性隨膜表面與各種染料互變異構(gòu)體相互作用而發(fā)生變化，但膜材料本身在耐pH、耐溫等方面仍然有所不足。纖維素類膜在耐pH值、耐壓、耐溫度等方面優(yōu)于CA ,用纖維素超濾膜反滲透處理染色廢液, 染料去除率97% 以上可實現(xiàn)水的循環(huán)使用，但反滲透所需的高壓操作仍是它的不足。(3)聚砜超濾膜由于其良好的物理化學穩(wěn)定性，有較大的應用前景。使用聚砜超濾膜代替纖維素膜可實現(xiàn)高溫操作, 回收染料減輕污染, 但仍未達到國家排放的標準。(4) 荷電超濾膜或疏松反滲透膜是用來描述其分離性能介于反滲透和超濾之間的一種膜。荷電超濾膜是以其化學結(jié)構(gòu)含有荷電基團而定義的, 疏松反滲透膜是以其物理結(jié)構(gòu)而命名, 它們往往指的一種膜。對鹽NaCl 截留只有2% 3% , 而對于5002 000 分子量的物質(zhì),具有較高的分離率, 同時保持高的水通量。一般染料的分子量正好在這種膜的截留范圍, 特別是離子型染料。該膜在低壓下操作(10 kg/cm 2) 耐pH值、耐壓密、耐污染、耐溫等方面都比較突出，前景廣闊 7 。3.1.3 輻射降解法電離輻射可有效地降解染料水溶液，輻射技術(shù)和其它技術(shù)有很好的協(xié)同作用。與常規(guī)污染物處理技術(shù)相比，輻射技術(shù)在常溫常壓下進行，具有工藝簡單、無二次污染等特點，對難降解有機污染物的處理更有其獨特長處。8用60Co 射線輻照甲基橙和活性艷藍KNR水溶液，輻照后染料水溶液的可見光區(qū)和紫外區(qū)的特征吸收峰隨吸收劑量的增加而漸漸下降至接近零，說明輻射降解反應既破壞了染料分子的發(fā)色基團，同時也破壞了染料的有機分子結(jié)構(gòu)。脫色率和COD 去除率均隨吸收劑量的增加而增加。過氧化氫與輻射有協(xié)同作用，在相同的吸收劑量下，脫色率和COD 去除率均隨過氧化氫的濃度增加而增加。另外，該法pH值適用范圍很廣；溶液的初始濃度越大，COD 去除和脫色效果越差；氧的存在可以促進染料分子的降解。在同樣輻照條件下，染料的輻射降解效果因染料分子的結(jié)構(gòu)不同而略有不同9。輻射法處理印染等難降解污水時雖然有機物的去除率高、設備占地小、操作簡便,但用來產(chǎn)生高能粒子的裝置價格昂貴,技術(shù)要求高,而且該方法能耗較大,能量利用率不高,若要真正投入實際運行,還需進行大量的研究工作。3.2 物理化學法3.2.1 絮凝法印染廢水的絮凝脫色技術(shù), 投資費用低, 設備占地少, 處理量大, 是一種被普遍采用的脫色技術(shù)。某印染廠采用混凝脫色- 懸浮曝氣生物濾池工藝處理主要含活性染料的廢水，原水CODCr, SS的平均質(zhì)量濃度分別為296,285 mg/L 和平均色度為550倍, 處理后出水水質(zhì)相應各項指標分別為40, 20 mg/L 和10 倍, 其去除率分別為87%, 92%和98%。10在印染廢水中使用的絮凝劑很多,大致可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑三類，其中，有機絮凝劑還分為天然有機高分子絮凝劑、合成有機高分子絮凝劑。由于印染廢水水質(zhì)比較復雜，無機單鹽絮凝劑在水解絮凝過程中,未能完成具有優(yōu)勢絮凝效果的形態(tài),投藥量大,絮凝效果差；無機高分子絮凝劑可以較好地除去廢水中大部分懸浮態(tài)染料,但對于水溶性染料中分子量小、不容易形成膠體的廢水則難以處理;有機高分子絮凝劑對于水溶性染料等廢水具有很好的脫色性能,但單獨使用效果差,而且易于產(chǎn)生有毒物質(zhì)；因此，開發(fā)研制價廉、無毒、高效的新型有機絮凝劑,已成為目前絮凝法的主要研究方向之一。復合絮凝劑則能同時發(fā)揮幾種絮凝劑的優(yōu)點,使絮凝法用于印染廢水處理既經(jīng)濟,又適用。如將有機絮凝劑與無機絮凝劑復配使用,充分發(fā)揮有機高分子絮凝劑的吸咐架橋性能和無機絮凝劑的電性中和能力,可以使處理出水達到較好的效果。此外,淀粉衍生物、木質(zhì)素衍生物、羧甲基殼聚糖11等天然高分子具有無毒、原料廣、價廉和可生物降解等優(yōu)點,也得到科研工作者的高度重視。另外，微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理劑。與普通的絮凝劑相比,有固液易于分離,沉淀少,適用性廣等優(yōu)點,因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題12?？傊?高效、無毒、無害的環(huán)境友好性絮凝即將在印染廢水處理中有廣闊的應用前景。絮凝法雖然是含染料廢水處理的常用方法,但對于許多可溶性好的染料, 處理效果往往不佳。因此, 復合絮凝法將成為工業(yè)廢水處理工藝研究的主要內(nèi)容和發(fā)展方向。根據(jù)實際出水要求,采用適當?shù)念A處理和后處理手段,發(fā)揮絮凝工藝與其它工藝的協(xié)同工作的優(yōu)勢,以達綜合治理的目的,這對于提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有極其重要的意義。然而，用絮凝法進行廢水脫色依然存在以下幾個方面的問題：產(chǎn)生大量的淤泥；由于廢水水質(zhì)變化大，每批廢水脫色前均需要進行預試驗，以確定最佳條件，提高了成本，又費時。過量的陽離子絮凝劑會在廢水中產(chǎn)生大量氮的化合物，它們對魚類有毒且難以生物降解和硝酸化抑制，絮凝劑過量也可能導致沉淀重新溶解。脫色效率低，不符合排放標準。因此，實際生產(chǎn)中，應根據(jù)實際出水要求,采用適當?shù)念A處理和后處理手段,發(fā)揮混凝工藝與其它工藝的協(xié)同工作的優(yōu)勢,以達綜合治理的目的,這對于提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有極其重要的意義。3.3 化學方法3.3.1 電化學法電化學法是處理印染廢水的另一種有效的處理方法。電化學法通過可溶性電極在陽極和陰極上發(fā)生電絮凝、電氣浮和H的間接還原作用從而達到處理廢水的目的。電化學法處理印染廢水具有設備小、占地少、運行管理簡單、COD去除率高和脫色好等優(yōu)點，但同時電化學法存在著能耗大、成本高和析氧析氫副反應等缺點。近年來，隨著電化學和電力工業(yè)的發(fā)展以及許多新型高析氧析氫過電位電極的發(fā)明，電化學法又重新引起人們的重視。根據(jù)電極反應方式劃分, 傳統(tǒng)電化學方法可細分為內(nèi)電解法、電絮凝和電氣浮法、電氧化學。內(nèi)電解法是利用廢水中有些組分易被氧化，有些組分易被還原，在有導電介質(zhì)存在時，電化學反應便會自發(fā)進行，同時兼有絮凝、吸附、共沉淀等綜合作用的一種廢水處理方法13。最著名的內(nèi)電解法是鐵屑法, 即將鑄鐵作為濾料, 使印染廢水浸沒或通過, 利用Fe 和FeC 與溶液的電位差, 發(fā)生電極反應, 產(chǎn)生較高化學活性新生態(tài)H, 能與印染廢水多種組分發(fā)生氧化還原反應, 破壞染料發(fā)色結(jié)構(gòu), 而陽極產(chǎn)生的新生態(tài)Fe2+ , 其水解產(chǎn)物有較強的吸附和絮凝作用。該法不需要外加電源，操作簡單，成本低廉，是種很有前途的處理方法。電氣浮法是以Fe、AL作陽極產(chǎn)生的H2將絮體浮起;而電絮法則是利用電極反應產(chǎn)生的Fe2+ 、Al3+實現(xiàn)絮凝脫色。采用石墨、鈦板等作極板, 對染料廢水通電電解, 陽極產(chǎn)生O2 或Cl2, 陰極產(chǎn)生H2。通過O的氧化作用及H的還原作用破壞染料分子而使印染廢水脫色, 脫色率可達98% 以上,COD去除率達80%以上。國內(nèi)重點研究的是電化學與其它方法相結(jié)合，其中較為有成就的是用絮凝復合床新技術(shù)處理高色度印染廢水，對色度10000倍的印染廢水處理后，脫色率可達99%以上，CODCr去除率達75%。國外在新型電極方面研究較多，如：Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RnO2、Ti/Pt等電極。電催化高級氧化技術(shù)(Advanced Electro catalysis Oxidation Processes , AEOP) 是最近發(fā)展起來的新型AOPs ,因其處理效率高、操作簡便、與環(huán)境兼容等優(yōu)點引起了研究者的注意。它能在常溫常壓下,通過有催化活性的電極反應直接或間接產(chǎn)生輕基自由基, 從而有效降解難生化污染物。陳武等進行了三維電極電化學方法處理印染廢水實驗, COD去除率達74.7% ,色度去除率達93.3%14。3.3.2 氧化法氧化法是使染料分子中發(fā)色基團的不飽和雙鍵被氧化斷開，形成分子量較小的有機物或無機物，從而使染料失去發(fā)色能力的一種印染廢水處理方法。氧化法主要有：高溫深度氧化法、化學氧化法和光催化氧化降解法等。高溫深度氧化法主要是焚燒法。 化學氧化法是印染廢水脫色處理的主要方法，其機理是利用氧化劑將染料不飽和的發(fā)色基團打破而脫色。Fenton試劑（Fe2+-H2O2）、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等是一般采用的氧化劑。常見的有組合法和催化氧化法等。如采用混凝- 二氧化氯組合法的優(yōu)點在于ClO2 氧化能力強,是HClO的9倍多,且無氯氣氧化法處理廢水時可能與水中有機物結(jié)合生成氯代有機物(AOX)15?；瘜W氧化法能有效地去除印染廢水中的色度，但不能很好地去除廢水中的COD，對此有人提出了不完全氧化的方法，即只部分氧化，使有機物通過自由基耦合降低水溶性而絮凝去除。陳玉峰16等通過實驗發(fā)現(xiàn)，電生成Fenton試劑處理實際工業(yè)印染廢水，CODCr去除率在80 %以上, 脫色率達到95% ,處理費用1117元/m3,具有很好的實際應用價值和市場前景.盛翼春17通過研究發(fā)現(xiàn)，采用新型電催化氧化對染料濃度高達0.3g/l的水溶性染料廢水在2分鐘內(nèi)脫色率高達95%以上。 同時，隨著太陽能技術(shù)的發(fā)展進步，光催化氧化也越來越受到人們的重視。夏金虹18用納米TiO2粉體光催化降解印染廢水，脫色率為96% , CODCr去除率為86%，TiO2 催化性能比較穩(wěn)定,可重復使用。光催化氧化技術(shù)具有工藝設備簡單、操作條件易控制、處理成本較低、氧化能力強、無二次污染等突出優(yōu)點,在有機廢水處理中有著廣闊的應用前景。但懸浮體系的納米TiO2 顆粒由于粒徑極為細小，存在著難以回收、容易中毒、不易分散等缺點，需通過先進的負載技術(shù)或光化學反應器，甚才會獲得更高催化效率。因此，納米TiO2 光催化劑的負載技術(shù)對其實現(xiàn)大規(guī)模實用化、商品化和工業(yè)化具有重大的實際意義，是今后TiO2研究的主要方向19?？傊? 氧化法是一種優(yōu)良的印染廢水脫色方法,但也有其自身的缺憾。如果氧化程度不足, 染料分子的發(fā)色基團可能被破壞而脫色, 但其中的COD仍未除盡; 若將染料分子充分氧化,能量、藥劑量消耗可能會過大, 成本太高, 所以氧化法一般用于氧化- 絮凝或絮凝- 氧化工藝。采用氧化- 絮凝工藝, 目的是通過氧化法將水溶性染料分子變?yōu)槭杷曰蚴龟栯x子染料分子轉(zhuǎn)變?yōu)橹行? 陰性分子, 以利絮凝除去。反之, 采用絮凝- 氧化工藝則是將氧化作為后處理步驟, 對印染廢水做深度處理經(jīng)進一步去除殘余色度及COD20。3.3.3 還原法還原法式使用還原型脫色劑對直接染料廢水進行脫色處理的方法，使用的原料主要是鐵屑。鐵屑是機械加工過程中的廢料, 用于處理印染廢水,不僅成本低廉、操作簡單, 而且能夠獲得以廢治廢的效果。該方法主要基于電化學反應。鐵屑是鐵-碳合金, 浸入廢液后形成無數(shù)微小原電池。電極反應產(chǎn)物為Fe2+ , H2,OH-, 均具有較高的化學活性, 可有效地脫除廢水中的染料分子。其它還原劑有保險粉(+ 活性炭)、亞硫酸及其鹽。洪俊明等21通過鐵屑內(nèi)電解的強化A/ O MBR 工藝處理印染廢水, 出水的水質(zhì)中色度的去除率超過90.0 %和COD的去除率達到94.9 %。董永春22等采用以含硫還原劑和氫化物引發(fā)劑為基礎(chǔ)的穩(wěn)定雙組分還原反應系統(tǒng)，處理直接染料染色廢水，使之與其中的直接染料發(fā)生還原脫色反應，其優(yōu)點是脫色劑用量少，反應快速，脫色率高。還原法的主要缺點是還原降解產(chǎn)物具有毒性, 必須經(jīng)過二次處理。如活性炭吸附等, 處理費用增大。3.3.4 高級氧化法高級氧化法(Advanced Oxidation Processes ,AOPs)脫色被認為是一種很有前途的方法。所謂高級氧化法如UV + H2O2、UV + O3, 因為在氧化過程中產(chǎn)生羥基自由基（OH）, 其強氧化性使染料廢水脫色。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它對偶氮染料的脫色很有效,高級氧化反應隨O3和H2O2加入量的增加,其反應速率也隨之增加23。 在實際生產(chǎn)中與某些化學輔助劑會提高脫色效果, 而且UV + H2O2 方法處理偶氮型活性染料產(chǎn)生的降解產(chǎn)物對環(huán)境完全無害。最近的研究發(fā)現(xiàn)二氯三嗪基型偶氮類活性染料使用UV + H2O2 方法脫色也有很好的效果24。氧化劑O3 對絕大多數(shù)染料的脫色效果較好, 無二次污染, 引入紫外光(UV) 等可加快氧化和提高脫色率。有學者指出O3/UV 對偶氮染料脫色效果好,UV 的引入促使O3 在溶液中產(chǎn)生氧化性強的羥自由基。胡文容25等指出, 雖超聲波幾乎不能降解偶氮腫I , 但對O3 氧化有明顯的強化作用, 當O3 濃度為7107mg/ L , 加80w 超聲波是超聲波協(xié)同O3 處理偶氮腫的最佳組合, 既可滿足90 %脫色率, 又可節(jié)省48%的O3。但是目前用O3處理染料廢水費用較高, 開發(fā)新型臭氧發(fā)生器并和UV 或超聲波連用以提高效率、降低費用是O3 在染料廢水處理中推廣的前提, O3對COD的去除不理想。高級氧化法的對環(huán)境污染極小，效果較好，但有一個嚴重不足之處是處理費用較高, 從而限制了它的廣泛使用。3.3.5 超聲波氧化超聲波處理印染廢水是基于超聲波能在液體中產(chǎn)生局部高溫、高壓、高剪切力,誘使水分子及染料分子裂解產(chǎn)生活性非常強的氫氧自由基, 對大部分有機污染物有氧化作用并可并促進絮凝；同時，在超聲波作用下傳質(zhì)加強，超聲空化產(chǎn)生局部高溫高壓，可大大強化氫氧自由基對有機物的氧化速度，提高降解效率。用超聲波可以強化臭氧氧化處理偶氮類染料廢水,這是因為超聲波空化效應產(chǎn)生高能條件促使臭氧快速分解,產(chǎn)生大量的自由基,從而使氮類染料脫色。張家港市九州精細化工廠用根據(jù)超聲波氣振技術(shù)設計的FBZ 廢水處理設備處理染料廢水26 ,色度平均去除率為97.0% ,CODCr去除率為90.6% ,總污染負荷削減率為85.9 %。符德學27等使用該法處理含堿性湖藍-5B的印染廢水，COD去除率達90.2%，脫色率達到98.3%。劉靜28等的實驗結(jié)果表明，超聲波與微電場的協(xié)同作用大大提高了脫色率，在最佳條件下處理60min，色度去除率可達96.6%。3.3.6 萃取法萃取是采用與水互不相溶，但能很好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸后，利用污染物在水中和溶劑中不同的分配比分離和提取污染物，從而凈化廢水。廢水中的酸性染料可用混合胺進行萃取回收，陰離子染料可用離子對萃取法用長碳鏈去除，萃取劑可用氫氧化鈉再生。由鄰苯二甲酸與間苯二酚為原料制備熒光黃的生產(chǎn)廢水可用N235/煤油系統(tǒng)萃取，其COD去除率可達91-98%，色度去除率為99.8%29。離子對萃取法是一種新的廢水脫色方法。該法是將染色殘液與一非水溶性有機溶劑一同振蕩，當兩相分離時，水相中便呈現(xiàn)無色，染料聚積于上層有機相中。只要燃料含有至少一個磺酸基團或者是染料必須是酸性的，那么任何深濃的染色廢液均可用此法脫色。該有機相可反復使用數(shù)次30。離子對萃取法的優(yōu)點有：液/液相分離工藝簡單，能耗低。對于活性染料來說，僅鈉鹽和鈣鹽形成的水解產(chǎn)物需處理。萃取劑無需再生就可重復使用31。3.4 生物處理方法生物法是利用微生物酶來氧化或還原染料分子，破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團，從而達到處理目的的一種印染廢水處理方法。生物法目前仍是國內(nèi)外主要的印染廢水處理方法。生物法的缺點在于微生物對營養(yǎng)物質(zhì)、PH、溫度等條件有一定的要求，難以適應印染廢水水質(zhì)波動大、染料種類多、毒性高的特點；同時還存在占地面積大、管理復雜、對色度和COD 去除率低等缺點。生物法處理印染廢水的脫色率和COD去除率不高，一般不適宜單獨應用，可作為預處理或深度處理。 3.4.1 傳統(tǒng)生物處理技術(shù)生物法處理印染廢水中,以活性污泥法最為普遍,這是因為活性污泥法具有可分解大量有機物、能去除部分色素、可調(diào)節(jié)pH值、運轉(zhuǎn)效率高且費用低等優(yōu)點,但對色度的去除往往不夠理想,因此組合式生物處理技術(shù)是目前印染廢水的常用方法。我國生物法中以表面活性污泥法和接觸氧化法占多數(shù)，此外，鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法等也有應用，生物流化床尚處于試驗性應用階段。在印染廢水處理中,厭氧- 好氧工藝具有的這種獨特降解機理引起國內(nèi)的廣泛關(guān)注,并得到了深入的研究和應用,取得了明顯的效果32。婁金生等在印染廢水的處理過程中采用了厭氧- 好氧工藝,取得了良好效果,COD 總?cè)コ蚀笥?0% ,脫色率大于95%。3.4.2 微生物強化處理技術(shù)隨著紡織工業(yè)新產(chǎn)品和新技術(shù)的開發(fā)，印染廢水中水溶性染料、活性染料和化學漿料的數(shù)量和種類的不斷增加，從而導致印染廢水可生物降解性下降，如大量的聚乙烯醇（PVA）等，因此選育及應用優(yōu)化脫色菌和PVA降解菌開始引起人們的關(guān)注。選育和培養(yǎng)出各種優(yōu)良脫色菌株或菌群是生物法一個重要的發(fā)展方向。白腐真菌不但對活性艷紅X3B染料有較好的脫色作用,而且對難處理的成分復雜的實際染料廢水也有較好的降解作用,能有效去除印染廢水的COD和BOD5 。雖然不能徹底生化降解染料廢水,但給后續(xù)的深度處理帶來極大方便33。黃建岷34在實驗中采用富集法分離菌株，所得脫色菌處理印染廢水有明顯的脫色效果,脫色率可達70 %以上。與活性炭吸附脫色相比差異不大,證明利用微生物處理印染廢水的色度問題是可行的, 但在菌種篩選方面仍有大量工作可做。3.4.3 膜生物反應器處理技術(shù)膜生物反應器處理技術(shù)作為一種新型的污水處理工藝,是傳統(tǒng)活性污泥法和膜分離技術(shù)的有機結(jié)合,可通過膜片提高某些專性菌的濃度和活性,還可以截留許多分解速度較慢的大分子難降解物質(zhì),通過延長其停留時間而提高對它的降解效率。但由于膜易堵塞且制造費用較高,對膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域全面推廣產(chǎn)生一定阻力。不過,隨著材料科學的發(fā)展、膜制造技術(shù)的進步、膜質(zhì)量的提高、膜制造成本的降低以及工藝的改進,膜生物反應器的應用范圍將越來越廣。3.4.4 生物酶脫色技術(shù)一些使用合適的厭氧和嗜氧的聯(lián)合生物處理可提高染料的降解性, 但是在厭氧條件下, 偶氮還原酶通常將偶氮染料分解為相應的胺類, 其中許多會致低能或致癌,而且偶氮還原酶具有強專一性, 只分解被選擇染料的偶氮鍵。與此相反，苯氧化酶過氧化木質(zhì)素酶(木質(zhì)素酶, LiP) , 過氧化錳酶(MnP) , 和漆酶對芳香環(huán)沒有強的專一性, 因此, 有可能降解各種不同的芳香化合物。這些酶制劑可有效地使許多結(jié)構(gòu)不同的染料脫色。初始反應速率與制劑中每一個酶(漆酶、LiP 和MnP) 都有關(guān)系。一些染料添加劑可顯著降低脫色速率。因此, 在評價新的酶及其處理工藝時, 必須考慮染色助劑對酶活性的影響。今后研究工作主要集中于已選擇出的酶的固定化以便為酶脫色的工業(yè)應用打下基礎(chǔ)35。4. 發(fā)展前景各種脫色方法比較分析,可以看出每種處理方法從經(jīng)濟性,技術(shù)性,對環(huán)境影響和實用性都有一定的缺陷, 氣吹、混凝、吸附、過濾等一般具有設備簡單、操作簡便和工藝成熟等優(yōu)點,但是這類處理方法通常是將有機物從液相轉(zhuǎn)移到固相或氣相,不僅沒有完全消除有機污染物和消耗化學藥劑,而且造成廢物堆積和二次污染。吸附脫色具有只吸附染料, 但不破壞其結(jié)構(gòu)的特點, 但目前使用的吸附劑往往存在吸附量不夠, 或再生不容易的缺點。高級氧化法脫色如光氧化、超臨界氧化、濕式氧化、低溫等離子體化學法被認為是一種很有前途的方法, 但其昂貴的價格成為制約其廣泛應用的重要原因。一些傳統(tǒng)的氧化方法如NaClO、H2O2、臭氧和紫外氧化等證明對廢水脫色并不有效, 采用強化物理化學與酶催化降解的方法可能將有非常廣闊的應用前景。因此在實際工程中應該按照具體條件和要求,合理選擇工藝組合，以便取得最佳的效果。參考文獻：1 李曉菁 陳杰瑢. 印染廢水處理的絮凝劑及復合絮凝處理技術(shù)研究近況J. 四川化工與腐蝕控制 20036(6) :43472 李碩文. 染液化學絮凝脫色規(guī)律性的研究J.環(huán)境化學 1995 11(5) :237240 3 張林生蔣嵐嵐. 染料廢水的脫色方法J. 化工環(huán)保 2000 (1) :14-184 王紅梅 鄭振暉. 新型吸附劑在染料廢水處理中的應用J. 浙江化工 2005 36（7）：18-205 肖羽堂 王繼徽. 紡織印染廢水的吸附脫色技術(shù)研究進展J. 重慶環(huán)境科學 1996 18（5）：24-28，326 杜愛國 馬宏明等. 印染廢水的脫色處理J.印染 1997 23（5）：34-38 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