印染廢水處理研究進(jìn)展

何晨曦，房浩亮，古麗加衣娜爾·巴合提，陳玉玲，單國(guó)華

（新疆大學(xué) 紡織與服裝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球每年印染廢水的排放量高達(dá)3×109t，印染廢水的有效處理是當(dāng)前急需解決的問題。印染廢水來源于退漿、煮練、漂白、絲光、染色、印花以及整理等過程，印染廢水組分復(fù)雜，有機(jī)污染物含量高，具有難降解、色度高和有毒物質(zhì)多等特點(diǎn)。印染廢水處理方法主要有物理法、化學(xué)法以及生物法，如下主要闡述當(dāng)前印染廢水處理方法的研究進(jìn)展。

1 物理法

1.1 吸附法

吸附法是應(yīng)用具有多孔特征的吸附劑加入到廢水中，通過物理或化學(xué)吸附作用，去除污染物，具有操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。高吸附力以及吸附劑再生是選擇吸附劑時(shí)需要考慮的問題。常用的商業(yè)活性炭，吸附效果好，但價(jià)格較高。從植物廢料中制備活性炭是當(dāng)前研究的一個(gè)方向，比如應(yīng)用棉稈制備活性炭，對(duì)亞甲基藍(lán)、苯酚、直接橙、直接黃的吸附率都大于80%，對(duì)蒽醌類染料則達(dá)到99%[1]。

低成本吸附劑的應(yīng)用也是一個(gè)方向。自然界中的一些無機(jī)材料，比如粘土、粉煤灰具有很好的吸附效果[2]。一些來源豐富的生物聚合物，比如殼聚糖、海藻酸鈉，因其大分子上含有豐富的活性基團(tuán)，比如羥基、羧基和氨基等，使這些天然大分子也具有很好的吸附效果[3]。從植物廢料，比如花生殼、甘蔗渣、核桃殼、板栗殼和玉米秸稈等植物廢料中開發(fā)吸附劑，既減少污染物排放，也可以實(shí)現(xiàn)廢料再利用[1,4]。

1.2 膜處理法

膜處理法是應(yīng)用膜實(shí)現(xiàn)污染物分離、提純以及富集，操作簡(jiǎn)便、能耗低，可以顯著降低廢水中的BOD、COD 以及色度。超濾（UF）、納濾（NF）以及反滲透膜（RO）應(yīng)用較多，一般是和其他方法組合進(jìn)行廢水的深度處理。安文浩等應(yīng)用UF/RO 雙膜法處理厭氧/好氧（A/O）二沉池出水，色度、濁度和懸浮物去除率均大于95%，COD 去除率達(dá)到90%，出水達(dá)到GB 4287-2012和GB/T 19923-2005 要求，處理量4.6 m3/d，處理成本為4.3 元/m3[5]。

2 化學(xué)法

2.1 氧化法

2.1.1 芬頓（Fenton）氧化法

Fenton 試劑（Fe2+-H2O2），通過Fe2+催化H2O2產(chǎn)生OH，氧化有機(jī)污染物。徐富等應(yīng)用Fenton 法處理二沉池出水，COD 去除率為73.5%，生成Fe (OH)3混凝沉淀，出水符合DB 321072-2018 中表2 的限度[6]。

2.1.2 臭氧（O3）氧化法

O3在高pH 值條件下，形成OH，分解染料，優(yōu)點(diǎn)是O3可在氣態(tài)下使用，不增加廢水體積，不產(chǎn)生污泥，但對(duì)COD 去除效果不好，一般通過加入催化劑，促進(jìn)O3分解來改善。朱亞雄等應(yīng)用活性炭負(fù)載錳鎂雙金屬氧化物催化O3氧化印染廢水，在臭氧濃度35 mg/L、時(shí)間35 min 條件下時(shí)，COD 去除率達(dá)到80%[7]。

2.1.3 光催化氧化法

光催化氧化是應(yīng)用半導(dǎo)體為光催化劑，在紫外光或可見光照射下，激發(fā)生成電子-空穴對(duì)，催化劑上的溶解氧、水分子等與空穴對(duì)作用，產(chǎn)生OH，氧化污染物。常用光催化劑有TiO2、ZnO、CdS、ZrO2和WO3等。TiO2因其具有性能穩(wěn)定、可重復(fù)利用、氧化能力強(qiáng)、無毒和成本低等優(yōu)點(diǎn)，是常用的光催化劑。但TiO2光催化效率較低，可應(yīng)用摻雜法提高TiO2光催化效率。周存應(yīng)用N 摻雜TiO2負(fù)載PET 織物降解亞甲基藍(lán)廢水，降解率為95%，洗滌5 次后，降解率仍在88%[8]。

2.1.4 超臨界水氧化法（SCWO）

超臨界水（SCW）可強(qiáng)力溶解O2和有機(jī)物，發(fā)生均相氧化反應(yīng)，有機(jī)C 轉(zhuǎn)化為CO2，Cl、O、P 轉(zhuǎn)化為無機(jī)鹽，N 轉(zhuǎn)化為N2，效率高、速度快，可實(shí)現(xiàn)污泥無害化處理。張潔應(yīng)用SCWO 處理印染污泥，在585°C、5min條件下，COD 去除率達(dá)到99%，重金屬浸出濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[9]。

2.2 電化學(xué)法

電化學(xué)法是利用電解作用，將污染物去除或轉(zhuǎn)化為無毒、低毒物質(zhì)，操作簡(jiǎn)便、COD 去除高、脫色效果好。陽極氧化技術(shù)是在陽極產(chǎn)生OH，降解污染物。彭敏等應(yīng)用硼摻雜金剛石膜（BDD）為陽極、不銹鋼板為陰極處理印染廢水，90 min 時(shí)，COD 去除率達(dá)到90%[10]。電芬頓法是通過O2在陰極還原生成H2O2，與Fe2+發(fā)生Feton 反應(yīng)生成OH，降解污染物，反應(yīng)產(chǎn)物Fe3+在陰極被還原成Fe2+，實(shí)現(xiàn)Fe2+再利用。此方法高效，需Fe2+濃度小。開發(fā)高效催化活性陰極材料是該方法關(guān)鍵，碳材料化學(xué)穩(wěn)定好、價(jià)格低是常用的陰極材料。杜茂華等研究了十八烷基三甲基氯化銨改性負(fù)載鐵的碳布復(fù)合電極降解羅丹明B，染料去除率達(dá)到96%[11]。

3 生物法

生物法是利用微生物處理污染物，經(jīng)過一系列生命活動(dòng)，將污染物降解或轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，是一種廉價(jià)、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的方法。生物法可分為好氧法、厭氧法以及厭氧好氧組合法。好氧法在有氧條件下處理廢水，厭氧法是在無氧條件下處理廢水。在實(shí)際處理應(yīng)用中，通常是厭氧法與好氧法兩者相結(jié)合。古航坤等應(yīng)用厭氧-缺氧/好氧交替SBR 法對(duì)印染廢水進(jìn)行了處理，研究表明，單一厭氧處法處理，或缺氧/好氧法處理，出水不滿足GB 4287-2012，采用厭氧-缺氧/好氧交替SBR 法后，出水滿足國(guó)標(biāo)限值[12]。

4 結(jié)語

對(duì)印染廢水中污染物有多種處理方法，包括物理法（吸附法、膜分離法）、氧化法（光催化氧化法、芬頓法、臭氧氧化法、超臨界水氧化法）、電化學(xué)法和生物法（厭氧/好氧組合法、聯(lián)合法）。吸附法是一種簡(jiǎn)便的方法，開發(fā)低成本吸附劑值得進(jìn)一步研究。印染處理目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)污染最小或零污染，但是從分析可以看出，每種處理方法具有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，沒有一種處理方法能夠處理所有類型的廢水，因此根據(jù)處理廢水的類型以及數(shù)量選擇不同處理方法的組合，是廢水處理的有效途徑。