分析國(guó)內(nèi)外印染廢水脫色處理技術(shù)概要

1、分析國(guó)內(nèi)外印染廢水脫色處理技術(shù)概要Fenton試劑是H2O2和FeSO4按一定比例混合而成的一種強(qiáng)氧化藥劑。Fenton試劑在處理廢水過(guò)程中除具有氧化作用外，還兼有混凝作用，因此脫色效率較高。近年來(lái)在染料及廢水的脫色處理中得到了日益廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的H2O2氧化目前都以Fenton試劑的形式出現(xiàn)。為了全面了解Fenton試劑對(duì)各種染料的脫色能力，Kuo，W，G11選用了覆蓋90%常用染料品種的代表性化合物進(jìn)行模擬研究。結(jié)果表明，在酸性條件下(pH<3)，平均脫色率可達(dá)97%，COD去除率亦可達(dá)90%。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一般可選用無(wú)機(jī)酸調(diào)節(jié)廢水pH為25，再加用H2O2/Fe2+處理，在用

2、Fenton試劑處理后，為進(jìn)一步發(fā)揮Fe3+混凝作用，還可再調(diào)整pH值并加入少量高分子助凝劑12。高級(jí)氧化法脫色被認(rèn)為是一種很有前途的方法。所謂高級(jí)氧化法如UV+H2O2、UV+O3，因?yàn)樵谘趸^(guò)程中產(chǎn)生羥基自由基，其強(qiáng)氧化性使染料廢水脫色13。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它對(duì)偶氮染料的脫色很有效，在實(shí)際生產(chǎn)中與某些化學(xué)輔助劑會(huì)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(duì)環(huán)境完全無(wú)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14。因此，采用高級(jí)氧化法脫色可作為生物處理的預(yù)處理。高級(jí)氧化法的一個(gè)嚴(yán)重不足之處是處理費(fèi)用較高，從而限制了它的廣泛使用。2

3、.3混凝脫色處理技術(shù)2.3.1染料的水溶性染料的混凝脫色效果與其在水中的存在狀態(tài)密切相關(guān)，而染料在水中的存在狀態(tài)又取決于其分子結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性。染料在印染廢水中有三種存在狀態(tài)：溶解態(tài)、膠體態(tài)和懸浮態(tài)。弱酸性染料一般為單偶氮或雙偶氮類，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，分子中含-SO3H、-OH等親水基團(tuán)，溶解度中等，常溫下在水溶液中以接近膠體的狀態(tài)存在，易被混凝除去，且在pH為3-10的較寬的范圍內(nèi)均具有良好的脫色效果。還原性染料分子結(jié)構(gòu)的基本骨架是分子量較大的多環(huán)芳香族化合物，上面含-C=O及-NH-基團(tuán)，疏水芳香環(huán)多而親水基團(tuán)少。分散染料常具有偶氮、蒽醌骨架，分子中含-O-、-NH-等極性基團(tuán)而無(wú)-SO3H

4、、-OH等親水基團(tuán)。這兩類都屬于非離子型的疏水性染料，在水中溶解度極小，穩(wěn)定性較差，混凝劑加入后易發(fā)生凝聚而被除去，且所需混凝劑的量較少。直接染料一般屬雙偶氮、三偶氮或二苯己烯型結(jié)構(gòu)，分子中-SO3H、-OH、-COOH等親水性基團(tuán)含量較高，水溶性好，溶解度大?；钚匀玖嫌袉闻嫉汀⑤祯汀⑻夹偷?，染料母體上含有較多的-SO3H、-OH、-COOH等親水性基團(tuán)，在水中溶解性較好。上述兩類染料多以接近真溶液的狀態(tài)存在，即使混凝劑的投量較大，脫色率也很低。2.3.2無(wú)機(jī)混凝劑化學(xué)混凝劑可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類。目前出現(xiàn)的無(wú)機(jī)混凝劑包括金屬鹽類和無(wú)機(jī)高分子聚合電解質(zhì)，其中以鐵鹽、鎂鹽、鋁鹽以及硅、鈣元

5、素的化合物為主。根據(jù)應(yīng)用情況來(lái)看，堿式氯化鋁、硫酸鋁、三價(jià)鐵鹽等單純鋁鹽都對(duì)一些水溶性染料廢水的脫色率不高，且使用的pH范圍較窄。硫酸亞鐵對(duì)于大部分水溶性染料均具有較好的脫色效果，例如處理硫化染色廢水，色度去除率為95%，硫化物和BOD去除率為96%和59%。但由于硫酸亞鐵脫色的機(jī)理是將生色基團(tuán)還原，還原產(chǎn)物為有機(jī)小分子不能被有效混凝去除，因此CODcr的去除率不高，且對(duì)溶液中堿度的消耗較大，混凝劑的用量也較大15。氧化鎂、硫酸鎂等鎂鹽，利用其在水溶液中生成的氫氧化鎂的強(qiáng)烈吸附作用，對(duì)含磺酸基團(tuán)的水溶性染料具有良好的處理效果，脫色率、CODcr去除率分別可達(dá)98%，70%以上16。Sato等1

6、7采用MgCl2和Ca(OH)2處理活性染料和分散性染料廢水，其效果要好于Al2(SO4)3、PAC、FeSO4/CaOH2。其機(jī)理是Mg2+與羥基、羧基或硫酸根離子反應(yīng)生成穩(wěn)定的螯合物，這些螯合物可通過(guò)絮凝作用從廢水中去除。但鎂鹽也存在pH范圍窄的缺點(diǎn)。大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐表明，采用無(wú)機(jī)混凝劑包括鐵鹽、鋁鹽、鎂鹽及無(wú)機(jī)絮凝劑對(duì)以膠體或懸浮狀態(tài)存在于廢水中的染料具有良好的脫色效果，如分散染料、硫化染料、氧化后的還原染料、偶合后的冰染染料、顏料以及分子量較大的直接染料和中性染料；而對(duì)不易形成膠體微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料廢水則混凝脫色效果不理想。2.3.3有機(jī)絮凝劑通常，用于印染廢水處理的有機(jī)絮凝劑主要有表面活性劑、天然高分子及其改性絮凝劑、合成有機(jī)高分子絮凝劑三大類。A.表面活性劑由于長(zhǎng)鏈陽(yáng)離子表面活性劑的極性基帶有正電荷，能中和染料分子的負(fù)電荷，同時(shí)具有孤立電子對(duì)的核心原子與染料分子的極性基團(tuán)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，其非極性端為憎水基，能吸附在絮凝體的憎水基團(tuán)上，從而使染料絮體去除。因此分子量越大、碳鏈越長(zhǎng)則表面自由能越高，越易發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。表面活性劑用于印染廢水處理的報(bào)道很多，醇性醋酸十八胺可用于處理不溶性染料，如處理含硫化黑B染料的染棉布廢水，染料去除率可達(dá)99.2%18。StoicaL用十八烷基三甲基氯化銨和十六烷基溴化吡啶鹽結(jié)合Al2(S