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染料废水脱色方法研究
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-04 17:05:41

 【摘要】综述了我国染料工业废水处理方法的现状及特点,介绍了各种印染废水处理的方法,处理印染废水的实例以及一些新技术,其中包括活性炭、天然粘土、膨胀石墨、无机混炼剂法、氧化法、生物法以及天然矿物脱色法等。最后,分析印染废水将来的构成可能,对处理技术的发展方向进行了展望,强调了厌氧型废水处理在未来的的重要性。 

  【关键词】染料废水,脱色,处理 

  一、印染废水的特点 

  印染废水是极难处理的工业废水之一,它不仅影响纺织印染业的可持续发展,而且在一定程度上对人类的生存环境造成了威胁。这类废水具有颜色深,COD 、BOD 值较高,组成复杂多变,排放量大,分布面广,难降解等特点,若不经处理,直接排放将给生态环境带来严重危害。因此,解决印染废水的污染问题势在必行,而色度的去除是印染废水处理的一大难题。目前,印染废水脱色方法主要包括吸附法、膜分离法、氧化还原法、光催化氧化法、电化学法及生物法等。 

  二、 处理方法 

  2.1 吸附 

  2.1.1 活性炭。活性炭表面及内部都有细孔,具有很大的比表面积,可以有效去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料。在一定条件下还可直接吸附某些重金属离子,但活性炭不能吸附悬浮固体及不溶性染料。此外活性炭虽然吸附性能优良,但由于再生困难,成本高,一般应用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。 

  2.1.2 天然粘土。天然粘土的脱色机理除了吸附作用外,还有离子交换以及絮凝的综合作用。粘土资源丰富,价廉易得。赵东源等利用辽宁抚顺膨润土为主要成份的天然蒙脱土吸附处理印染废水。研究表明,蒙托土对酸性阳离子染料有较好的处理能力,脱色率达90%以上,COD去除率达96.9%。杭瑚等研究了天然膨润土对阳离子、分散、还原、中性、活性和直接类有机染料的吸附特性。发现分散染料和还原染料水溶性低,主要呈细颗粒分散于水中,易吸附在土粒上,脱色率相对较高,与pH值关系不大;而水溶性且分子中含有胺基的染料其脱色率随pH值减小而升高。 

  2.2 无机混凝剂 

  2.2.1 NaOH和硫酸亚铁。王勇用NaOH和硫酸亚铁法处理印染废水,其工艺操作简单、污水处理成本低、设备结构简单、容易上马、原材料来源广泛、脱色效果好。此法是比较适合我国基本国情的一种印染废水的脱色方法。NaOH和硫酸亚铁法对活性染料印染污水的脱色是有效的,只要严格控制投药量,并调节PH在9-10之间,不仅能使污水色度去除率达到91%以上,而且污水处理费用较低。据测算,处理一吨活性染料印染污水的药剂费用仅为0.32-0.35元。该工艺不但为活性染料印染污水提供了一种技术上和经济上可行的污水处理方法,而且对活性染料的广泛使用以及环境保护都具有积极的现实意义。 

  2.2.2 人工合成的有机高分子絮凝剂。人工合成的有机高分子絮凝剂,分子量大,分子链中所带的官能团多,絮凝性能好,用量小,pH值范围广。DC-491(季铵型阳离子高分子化合物)脱色效果好;611型阳离子高分子絮凝剂适于疏水染料的处理;PAN-DCD是以聚丙烯腈为高分子链,用双腈双胺与聚丙烯腈大分子上的腈基改性制得,对中性、酸性等水溶性染料废水脱色率在90%以上;聚丙烯酰胺单独用于废水脱色效果差,通常作为助凝剂。 

  2.3 氧化法 

  2.3.1 臭氧氧化。臭氧可有效地去除染料废水中的染料,如直接染料、活性染料、酸性染料等。它能迅速而广泛地氧化分解水中的大部分有机物,但不可能完全矿化有机物,使其成为二氧化碳和水。在染料废水的深度处理中臭氧对水中的色度去除效果相当明显,色度去除率可达95%~99%,CODcr去除率达到60%。 

  2.3.2 光催化氧化。光催化氧化与内电解法降解有机染料废水的综合处理效果。以活性艳蓝X2BR染料废水为研究材料,探讨以CuSO4、FeCl3、KMnO4、NaOH为光催化剂时影响均相光催化处理染料废水的作用机制,寻求最佳催化剂,然后将其与铁屑内电解联用,确定最佳试验条件。采用均相光催化与内电解法联合处理活性艳蓝染料废水,对CODCr 的去除率能达到83%以上,脱色率能达到85%以上。最佳试验条件确定为:最佳催化剂为CuSO4,催化剂最佳用量为50mL染料废水中投加0.0233 g硫酸铜,光催化时间为5 h,溶液初始最佳pH值为5.1~5.6,内电解最佳时间为3 h。光催化氧化对CODCr的去除率较高,而内电解法对色度的去除率比较好,两种方法联用处理有机染料废水效果最佳。 

  2.3.3 Fenton试剂氧化。Fenton试剂以过氧化氢和亚铁离子共同配置,产生羟基自由基,具有强烈的氧化作用,但在污染度高的场合,由于药品用量大和污泥发生量多等原因,如小规模使用,其设备投资费用大,不合算。作者曾做过试验,pH值、时间和Fe2+和H2O2用量对去除效果均有影响。Fenton试剂对去除染料色度非常有效,其去除率可达到98%~99%以上,对COD的去除率略差,仅为50%~70%。其中pH值对COD的去除率影响较大。 

  2.4 生物法 

  2.4.1 MBR法。膜生物反应器是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型水处理反应器系统。由于膜的过滤作用,生物被完全截留在生物反应器中,实现水力停留时间与污泥龄的彻底分离,消除了传统活性污泥工艺中的污泥膨胀问题,因此对难降解和有毒有害化合物有较好处理效果,出水水质稳定。 

  三、展望 

  我国是纺织工业大国,印染行业随着国民经济的发展而进一步发展,印染废水水质的复杂程度也将增大,其水质高色度、高GOD的特点也有进一步加大的趋势。从工艺角度来说,由于厌氧工艺对高有机物浓度与色度的去除优势,对厌氧工艺脱色效率及机理的研究将是今后脱色工艺研究的一大趋势。有机物的厌氧降解,在宏观上和工程上可以简化地分为产酸和产甲烷两个阶段。两个阶段在细菌种类、消化速率、环境要求、降解过程和产物等方面均有所不同。在一个反应器内要保持这两大类微生物的成活,并有旺盛的生理功能活动、协调发展,对反应器的维护管理是比较困难的。两段厌氧工艺系统能够承受较高的负荷率,反应器容积较小,运行稳定,国外已经有关于两段式厌氧法处理高色度印染废水的报道。我们也应积极寻求廉价、无污染,更加可行的治理方法。为美好的未来提供技术上的支持。 

  参考文献: 

  [1]浙江省染料工业协会, 浙江省染料行业经济信息月报, 中国化工信息网, 2009, 04, 24. 

  [2]赵东源等, 天然蒙托土对印染废水吸附处理的研究[J], 环境污染与防治, 1993, 15(5): 23.

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