處理印染廢水的研究進展

張子照

摘要：介紹了印染廢水的成分特性及基本處理方法，簡述了超聲場耦合曝氣生物填料塔，新型海藻式膜生物反應(yīng)器，均相Fenton氧化-混凝強化，鋼渣過濾工藝，催化氧化，納米TiO2光催化降解等幾種深度處理印染廢水的方法，分析了幾種方法的可行性及使用過程中存在的缺點。

關(guān)鍵詞：印染廢水；基本方法；光催化氧化；

一、印染廢水的成分及特性

印染廢水主要由退漿廢水、煮練廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水組成。其成分主要與加工纖維的種類、所用染料助劑、機器設(shè)備及操作方法的不同而有所差異。直接染料所用助劑為：Na2CO3、Na2SO4、表面活性助劑；活性染料所用助劑為：Na2CO3、Na2SO4、表面性劑；還原染料所用助劑為：Na2SO4、Na2Cr2O7、H2O2、NaBO3、CH3COOH、表面活性劑；硫化染料所用助劑為：Na2S、Na2CO3、O2；表面活性劑；弱酸性染料所用助劑為：CH3COOH、CH3COONa、表面活性劑；中性染料所用助劑為：（NH4）2SO4、表面活性劑；酸性媒染染料所用助劑為：Na2Cr2O7、CH3COOH、Na2SO4、表面活性劑；分散染料所用助劑為：導(dǎo)染劑、CH3COOH、CH3COONa、表面活性劑；酸性染料染尼龍所用助劑為：Na2SO4、有機酸、單寧酸、酒石酸、表面活性劑，其它各種染料所用的助劑也均有所差異。正是各種因素的綜合影響，使得印染廢水顯得格外不穩(wěn)定劑復(fù)雜。它堿度高、色度深、有機物多、組成復(fù)雜，而且部分染料含有毒性的硝基苯和氨基化合物。

二、印染廢水處理方法

2.1物理方法

2.1.1過濾法和沉淀法

過濾法和沉淀法常用于印染廢水預(yù)處理階段，主要除去污水中顆粒懸浮物和其它易沉雜質(zhì)物質(zhì)，為后處理工序做準(zhǔn)備。

2.1.2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。工業(yè)上常用的吸附劑有活性炭、活性硅藻土、活化煤、天然蒙脫土以及煤渣等。國內(nèi)外和傳統(tǒng)的吸附劑主要是活性炭。北京第二毛紡廠引進日本技術(shù)生產(chǎn)的一種新型優(yōu)質(zhì)水處理濾料-活性炭，將它用于染色和漂練廢水處理，效果明顯，其COD去除率大于60%；色度去除率大于70%。但是，受吸附容量的限制，必須考慮吸附劑的再生問題。

2.1.3氣浮法

氣浮法是常用的工藝凈水方法之一，目前有很多工廠使用此法。

2.2化學(xué)方法

2.2.1化學(xué)混凝法

混凝劑對疏水性染料脫色效率很高，可分為無機混凝劑、有機混凝劑、生物混凝劑等。其投資費用低、設(shè)備占地少、脫色效率高。但需隨著水質(zhì)變化而改變投料條件，對親水性染料的脫色效果差，去除率低。使用過程中應(yīng)選擇有效的混凝脫色工藝和高效的混凝劑。

2.2.2電化學(xué)法

電化學(xué)法可分為電絮凝法、電氣浮法、電氧化法以及微電法、內(nèi)電解法等。國外許多研究者從研制高電催化活性的電極材料著手，對有機電催化因素和氧化機理進行了較系統(tǒng)的理論研究和初步的應(yīng)用研究。電化學(xué)具有設(shè)備小、占地少、運行管理簡單、COD去除率高和脫色好等優(yōu)點。但是沉淀物生成量及電極材料消耗量大，運行費用較高。

2.2.3氧化法

目前的氧化法主要有：高溫深度氧化法、化學(xué)氧化法和光催化氧化降解法等。溫深度氧化法主要是焚燒法?；瘜W(xué)氧化法能有效的去除印染廢水中的色度，但不能很好的去除印染廢水中的COD。光催化氧化隨著太陽能技術(shù)的發(fā)展和進步，越來越受到人們的重視，在深度處理印染廢水方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。光化學(xué)氧化法是近多年來發(fā)展迅速的一種高級氧化技術(shù)，它的反應(yīng)條件溫和“氧化能力強”適用范圍廣，利用該法處理難降解毒性有機污染已成為國內(nèi)外研究的熱點。目前，人們已對半導(dǎo)體多相光催化進行了廣泛的應(yīng)用研究，包括高效催化劑的制備和新型反應(yīng)裝置的設(shè)計、光催化在環(huán)境保護、衛(wèi)生保健、金屬催化劑制備和貴金屬回收、物質(zhì)合成制備等幾個主要方面的應(yīng)用情況，并取得了豐碩成果。半導(dǎo)體多相光催化反應(yīng)的基本原理是半導(dǎo)體粒子具有能帶結(jié)構(gòu)，一般由填滿電子的低能價帶和空的高能導(dǎo)帶構(gòu)成，價帶與導(dǎo)帶之間稱為禁帶。當(dāng)用能量等于或大于禁帶寬度（也稱為帶隙的光照射半導(dǎo)體時，低能價帶上的電子被激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶，在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴（h+），它們在電場作用下分離。光生電子（e-）被遷移到粒子的表面，能還原半導(dǎo)體顆粒表面吸附的具有氧化性的金屬離子，形成金屬單質(zhì)。光生空穴（h+）有很強的得電子能力，具有強氧化性，可以奪取半導(dǎo)體顆粒表面吸附的具有還原性的物質(zhì)中的電子，使這些物質(zhì)被氧化。

2.3生物方法

生物法是利用微生物酶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(dá)到處理目的的一種印染廢水處理方法。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。國外已經(jīng)進入了利用誘變育種、原生質(zhì)體融合、基因工程等技術(shù)，組建了有多個質(zhì)粒的高效染料脫色工程菌的研究[2]。

2.3.1光催化氧化深度處理印染廢水進展

光催化氧化深度處理印染廢水技術(shù)因其具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點，受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，下面就其中一部分進展敘述如下：

夏東升等利用“微波無極紫外光催化氧化+活性炭催化氧化”技術(shù)對印染廢水進行深度處理并回用，經(jīng)過8個月的連續(xù)運行，發(fā)現(xiàn)廢水脫色率達(dá)95%以上，COD去除率達(dá)90%，回用水車間回用生產(chǎn)要求，回用水與新鮮水用于印染后，兩者之間無明顯差異[3]。劉魯建等采用UV/O3工藝對印染廢水進行了深度降解實驗研究.結(jié)果表明，UV/O3對印染廢水COD的去除效果明顯大于O3及UV單獨作用的簡單加和，UV和O3之間存在協(xié)同效應(yīng)。UV/O3工藝處理印染廢水效果較好，對色度及COD的去除率分別達(dá)到97%和90%，提高出水水質(zhì)，增加了回用的可行性[4]。高永等利用MBR-光催化氧化的組合工藝處理某紡織園區(qū)綜合廢水，對反應(yīng)裝置進行了連續(xù)運行效果的考察。結(jié)果表明，MBR對廢水COD、濁度，色度去除率分別達(dá)到93.5%、99.9%和98.9%；MBR中污泥沉降性能明顯優(yōu)于SBR，能有效控制污泥膨脹現(xiàn)象；出水的透光性大大提高，水質(zhì)達(dá)到GB18918-2002的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)和CJ/T48-1999的生活雜用水要求[5]。朱洪濤對采用UV-Fenton催化氧化反應(yīng)處理印染廢水進行了實驗研究。正交實驗結(jié)果顯示，UV-Fenton催化氧化反應(yīng)對色度和COD都有較好的去除效果，色度去除率達(dá)到90.4%，COD去除率達(dá)到86.2%。同時與Fenton反應(yīng)和UV-H2O2反應(yīng)處理方法進行了比較實驗，結(jié)果表明，UV-Fenton處理效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳一飛，施成良.印染廢水成分分析及凈化處理技術(shù)[J].四川絲綢， 2002，（3）：15-17

[2]彭會清，許開.印染廢水處理方法進展與評述[J].南方冶金學(xué)院學(xué)報學(xué)報，2003，24（4）：57-61.

[3]夏東升，趙帆，樓朝剛，等.MV-UV法印染終端廢水處理[J].工業(yè)水處理，2008，28（4）：22-24.

[4]劉魯建，梅明，董俊.UV/O3工藝深度降解印染廢水的研究[J].化學(xué)與生物工程，2010，27（7）：81-83.

[5]高永，胡榮政，朱青，等.MBR—光催化氧化處理印染廢水的試驗研究[J].水處理技術(shù)，2010，36（3）：112-114.