染料廢水處理
目前我國各種(zhong)(zhong)染(ran)料(liao)(liao)產量(liang)已(yi)達90萬t，染(ran)料(liao)(liao)廢水(shui)已(yi)成為環境重點污(wu)染(ran)源之一。染(ran)料(liao)(liao)行(xing)業品種(zhong)(zhong)繁多，工藝(yi)復雜。其廢水(shui)中(zhong)含有大量(liang)的有機物和鹽份(fen)，具有CODCr高，色澤深(shen)，酸堿性強(qiang)等特點，一直(zhi)是廢水(shui)處理中(zhong)的難題。
染料廢水處理常見的解決方(fang)法(fa)(fa)有物理法(fa)(fa)、化(hua)學法(fa)(fa)、電化(hua)學法(fa)(fa)、生化(hua)法(fa)(fa)等。
1.染料廢水處理物理法
1.1吸附法
吸(xi)附(fu)法是利用(yong)(yong)多孔(kong)性(xing)固體(ti)(如活(huo)性(xing)炭、吸(xi)附(fu)樹脂(zhi)等)與染(ran)料(liao)廢水(shui)接觸，利用(yong)(yong)吸(xi)附(fu)劑表(biao)面活(huo)性(xing)，將染(ran)料(liao)廢水(shui)中的有(you)機物和金屬離子(zi)吸(xi)附(fu)并濃(nong)集于其表(biao)面，達到凈化水(shui)的目(mu)的。
活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)具(ju)有(you)較強(qiang)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)，對陽離子(zi)染料(liao)，直接染料(liao)，酸性(xing)(xing)(xing)染料(liao)、活(huo)性(xing)(xing)(xing)染料(liao)等水溶(rong)性(xing)(xing)(xing)染料(liao)具(ju)有(you)較好的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)功(gong)能(neng)(neng)，但活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)價格(ge)昂貴，不易再生。由殼(ke)聚糖與活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)及纖維素混合(he)制成的(de)染料(liao)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑對活(huo)性(xing)(xing)(xing)染料(liao)和(he)酸性(xing)(xing)(xing)染料(liao)有(you)優(you)異的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)(neng)力(li)，其吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量分別(bie)為(wei)264和(he)421mg/g（椰子(zi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容量少于80mg/g）。該吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑在水中具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)分散性(xing)(xing)(xing)，可采(cai)用簡單而廉價的(de)接觸(chu)過濾法(fa)處理。
大孔吸(xi)(xi)附(fu)樹脂(zhi)是內部呈交聯網絡(luo)結(jie)構(gou)的高(gao)分子珠狀體，具有優良(liang)的孔結(jie)構(gou)和很高(gao)的比(bi)表面積。吸(xi)(xi)附(fu)樹脂(zhi)可用于去除難(nan)以生(sheng)物(wu)處理的芳香族磺酸鹽，萘(nai)酚(fen)類物(wu)質。它(ta)易再生(sheng)，且物(wu)理化(hua)學穩定性好(hao)，樹脂(zhi)吸(xi)(xi)附(fu)法已成為處理染料廢水的有效方法之一(yi)。
1.2膜分離
膜(mo)分(fen)離技術應(ying)用(yong)于染(ran)料廢(fei)(fei)水(shui)處理方面主要(yao)是(shi)超(chao)濾(lv)(lv)和(he)反滲透(tou)。據(ju)報道，用(yong)管式和(he)中空纖(xian)(xian)維式聚砜超(chao)濾(lv)(lv)膜(mo)處理還原染(ran)料廢(fei)(fei)水(shui)脫色率(lv)在(zai)(zai)95%～98%之間，CODCr去除率(lv)60%～90%，染(ran)料回收率(lv)大于95%。近年來，用(yong)殼聚糖超(chao)濾(lv)(lv)膜(mo)和(he)多孔炭(tan)膜(mo)的新型膜(mo)材(cai)料來處理印染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)，取得較好的效(xiao)果。夏之寧等研究了染(ran)料廢(fei)(fei)水(shui)在(zai)(zai)超(chao)聲作用(yong)下，通過醋(cu)酸纖(xian)(xian)維素膜(mo)的透(tou)水(shui)率(lv)與透(tou)鹽(yan)率(lv)，發(fa)現超(chao)聲波在(zai)(zai)膜(mo)分(fen)離中有明顯的加速傳質和(he)去“濃(nong)差極化”作用(yong)，有超(chao)聲波作用(yong)時(shi)其(qi)滲透(tou)率(lv)是(shi)無(wu)超(chao)聲波時(shi)的1.5倍，對透(tou)鹽(yan)率(lv)影(ying)響更大，其(qi)截(jie)留率(lv)分(fen)別(bie)為94%和(he)67%。
2.染料廢水處理化學法
2.1化學(xue)混(hun)凝法(fa)
化學混凝(ning)(ning)法(fa)主要有(you)沉淀(dian)法(fa)和氣浮法(fa)，此(ci)法(fa)經濟(ji)有(you)效，但(dan)產生化學的(de)(de)(de)污(wu)泥需進(jin)一(yi)步處理。常用的(de)(de)(de)有(you)無機鐵(tie)復合鹽類。近年(nian)來(lai)國內外采用高分(fen)子混凝(ning)(ning)劑(ji)日益增多。天然(ran)高分(fen)子絮凝(ning)(ning)劑(ji)主要有(you)淀(dian)粉(fen)(fen)及淀(dian)粉(fen)(fen)衍(yan)生物(wu)(wu)、甲殼質(zhi)衍(yan)生物(wu)(wu)和木(mu)質(zhi)素衍(yan)生物(wu)(wu)3大類。曾淑蘭等用NaOH作催(cui)化劑(ji)將玉米淀(dian)粉(fen)(fen)和醚(mi)化劑(ji)M反應制得的(de)(de)(de)陽離子淀(dian)粉(fen)(fen)CST，用量為7～15mg/L時，對酸性(xing)染料、活(huo)性(xing)染料的(de)(de)(de)脫(tuo)色率(lv)達(da)90%以上(shang)。吳(wu)冰艷等用接枝聚合制得的(de)(de)(de)木(mu)質(zhi)素季胺(an)鹽絮凝(ning)(ning)劑(ji)處理J酸染料廢水(shui)，絮凝(ning)(ning)劑(ji)中(zhong)的(de)(de)(de)季胺(an)離子與(yu)廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)磺(huang)酸基團生成不溶于水(shui)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)，投(tou)量20mg/L，色度去除率(lv)達(da)90%。
方忻蘭利用海蝦、蟹殼為原料制得的殼聚糖用來處理印染廢水，CODCr去除率達85%以上。天然高分子絮凝劑電荷密度小，分子量低，易發生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有機高分子絮凝劑分子量大，分子鏈中所帶的官能團多，絮凝性能好，用量少，pH范圍廣。代表性的人工有機高分子絮凝劑有PAN-DCD(二氰二胺改性聚丙烯腈聚電解質)、Wx系列高分子脫色絮凝劑、PDADMA-A(二甲基二烯丙基氯化銨聚合物)M。
2.2化(hua)學氧化(hua)法
化(hua)學氧(yang)(yang)化(hua)是(shi)利用(yong)(yong)臭(chou)氧(yang)(yang)、氯(lv)、及其含氧(yang)(yang)化(hua)物將染(ran)料的(de)(de)發色(se)基團(tuan)破壞(huai)而脫(tuo)色(se)。臭(chou)氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)法(fa)對多(duo)數染(ran)料能獲得良好的(de)(de)脫(tuo)色(se)效果(guo)。但(dan)對硫化(hua)、還原等不溶于水(shui)的(de)(de)染(ran)料效果(guo)較差(cha)。Fenton試劑氧(yang)(yang)化(hua)法(fa)，其脫(tuo)色(se)的(de)(de)實質(zhi)是(shi)H2O2與Fe2+反(fan)應所產(chan)生(sheng)的(de)(de)羥基自由基使染(ran)料有機(ji)物斷鏈(lian)。Fenton試劑除氧(yang)(yang)化(hua)作用(yong)(yong)外，還兼有混(hun)凝作用(yong)(yong)。研究表明，用(yong)(yong)此(ci)法(fa)處理2-萘磺(huang)酸鈉(na)生(sheng)產(chan)廢水(shui)，先(xian)用(yong)(yong)FeCl3混(hun)凝沉淀(dian)后，然后在pH1.5～2.5條件(jian)下以H2O22g/gCODCr，Fe2+4g/L水(shui)，氧(yang)(yang)化(hua)60min可去除CODCr99.6%、色(se)度(du)95.3%[19]。
2.3濕(shi)式(shi)空氣氧化法
濕式空氣氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)法(fa)(WAO)是在高溫（125～320℃）、高壓(ya)(0.5～20MPa)條件下(xia)通入空氣，使廢(fei)水(shui)中(zhong)的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)直接(jie)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)[20]。超臨(lin)界(jie)(jie)水(shui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)（SCWO）是指(zhi)當溫度、壓(ya)力(li)高于水(shui)的(de)(de)臨(lin)界(jie)(jie)溫度（374℃）和(he)(he)臨(lin)界(jie)(jie)壓(ya)力(li)（22.05MPa）條件下(xia)的(de)(de)水(shui)中(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)。它(ta)實質上是濕式氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)法(fa)的(de)(de)強化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)改進。超臨(lin)界(jie)(jie)態水(shui)的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)質發(fa)生較大(da)的(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)，水(shui)汽相界(jie)(jie)面消失，形成均相氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)體系，有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應速度極快(kuai)。Model等[21]對有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)碳含量(liang)27.33g/L的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)廢(fei)水(shui)，在550℃，60s內(nei)，有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)氯和(he)(he)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)碳的(de)(de)去除(chu)率分別為99.99%和(he)(he)99.97%。超臨(lin)界(jie)(jie)水(shui)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)法(fa)與傳(chuan)統的(de)(de)方法(fa)相比(bi)，效率高，反(fan)(fan)應速度快(kuai)，適用范圍(wei)廣(guang)，可用于各(ge)種難降解有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)；在有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)含量(liang)低于2%時；可通過(guo)自身(shen)熱(re)交換，無(wu)須外界(jie)(jie)供熱(re)，反(fan)(fan)應器結(jie)構簡單，處理(li)量(liang)大(da)。
2.4光(guang)催化氧化法
光(guang)催化(hua)氧化(hua)法(fa)常用(yong)H2O2或光(guang)敏(min)化(hua)半導體（如TiO2、CdS、Fe2O3、WO3作催化(hua)劑），在(zai)紫外線高(gao)能輻射(she)下(xia)，電子從價帶躍遷進入導帶，在(zai)價帶產生空穴，從而引發(fa)氧化(hua)反(fan)應(ying)。此法(fa)對(dui)(dui)染料廢水的脫色效率高(gao)，缺點是投(tou)資和(he)能耗高(gao)。張桂蘭等用(yong)新型的旋轉式(shi)光(guang)催化(hua)反(fan)應(ying)器，在(zai)優化(hua)條件下(xia)采用(yong)懸浮態TiO2時，偶氮染料脫色率達98%。程滄(cang)(cang)滄(cang)(cang)等[23,24]分(fen)別(bie)采用(yong)固定床型光(guang)反(fan)應(ying)器和(he)斜板式(shi)光(guang)反(fan)應(ying)器對(dui)(dui)有機染料直接耐翠(cui)藍GL進行了(le)光(guang)催化(hua)降解研究(jiu)，經60min光(guang)照，其降解率分(fen)別(bie)為83%和(he)81.4%。
3.染料廢水處理生化法
生化(hua)法具有運行成本低，對環境(jing)污染少的(de)特點。但染料廢水水質(zhi)波(bo)動(dong)大，種類(lei)多，毒性(xing)高(gao)，對溫度和(he)pH條件要求較苛(ke)刻的(de)微生物很難適(shi)應。
好氧處(chu)(chu)理(li)法(fa)運行簡單，對CODCr、BOD5的去除(chu)(chu)率(lv)(lv)較高，對色度(du)(du)的去除(chu)(chu)率(lv)(lv)卻不太理(li)想(xiang)。而厭(yan)氧處(chu)(chu)理(li)法(fa)對染料(liao)廢水(shui)的色度(du)(du)去除(chu)(chu)率(lv)(lv)較高。厭(yan)氧處(chu)(chu)理(li)法(fa)污泥生(sheng)成(cheng)量少，產生(sheng)的氣(qi)體是甲烷(wan)，可利用(yong)作為能源。但單獨使用(yong)，效果(guo)不理(li)想(xiang)。黃天(tian)寅等(deng)在(zai)處(chu)(chu)理(li)酞菁藍廢水(shui)過(guo)程中，采(cai)用(yong)氣(qi)提、吹脫和氣(qi)浮等(deng)物化(hua)手段(duan)去除(chu)(chu)原水(shui)中大部分(fen)NH3-N和Cu2+，提高其生(sheng)化(hua)性。
經(jing)厭氧(yang)(yang)處理(li)后，各(ge)項指標均可(ke)達到污(wu)水綜合排放標準(zhun)的(de)一級標準(zhun)，CODCr去除率(lv)90.0%，BOD5去除率(lv)88.9%，NH3-N去除率(lv)99.1%，Cu2+去除率(lv)99.7%。由(you)于近年來(lai)染(ran)料(liao)向抗分解(jie)，抗生物降解(jie)的(de)方向發展(zhan)，單獨一種(zhong)工(gong)藝(yi)很難取(qu)得滿意的(de)效果(guo)。現(xian)在(zai)處理(li)工(gong)藝(yi)正朝(chao)向厭氧(yang)(yang)—好氧(yang)(yang)聯合處理(li)工(gong)藝(yi)發展(zhan)。閆(yan)慶松等[26]對染(ran)料(liao)廢水采(cai)用了厭氧(yang)(yang)—好氧(yang)(yang)工(gong)藝(yi)。厭氧(yang)(yang)段(duan)采(cai)用UASB工(gong)藝(yi)，中溫(wen)消化(hua)，停留(liu)時間(jian)48h，CODCr去除率(lv)可(ke)達55%，出水BOD5/CODCr值由(you)0.1提(ti)高(gao)到0.42，系統內形成(cheng)顆(ke)粒污(wu)泥(ni)，其沉降性(xing)能良好。好氧(yang)(yang)段(duan)采(cai)用接(jie)觸氧(yang)(yang)化(hua)法，經(jing)馴化(hua)后，污(wu)泥(ni)對廢水的(de)降解(jie)能力逐步提(ti)高(gao)。
高(gao)(gao)效菌(jun)(jun)群(qun)(qun)（HighSolutionBacteria）是(shi)利用(yong)復合的(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)群(qun)(qun)來處理(li)(li)(li)染(ran)(ran)料(liao)廢水的(de)(de)方法(fa)，菌(jun)(jun)種(zhong)現已發展到(dao)100多(duo)種(zhong)，如反(fan)硝化(hua)(hua)產堿菌(jun)(jun)、脫(tuo)氮硫桿(gan)菌(jun)(jun)、氧化(hua)(hua)硫硫桿(gan)菌(jun)(jun)等。它可以針對(dui)不(bu)同的(de)(de)廢水配成不(bu)同的(de)(de)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)去分解不(bu)同的(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)物(wu)，具(ju)有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)針對(dui)性(xing)。高(gao)(gao)效微(wei)生(sheng)物(wu)群(qun)(qun)將(jiang)有機(ji)物(wu)分解成SO2、H2O以及(ji)許多(duo)對(dui)水質(zhi)沒有影(ying)響的(de)(de)有機(ji)小分子。運用(yong)H.S.B技術(shu)處理(li)(li)(li)無錫某染(ran)(ran)料(liao)廠生(sheng)產的(de)(de)分散染(ran)(ran)料(liao)、酸性(xing)染(ran)(ran)料(liao)（CODCr濃度(du)達2000～2500mg/L）的(de)(de)廢水，出水CODCr小于100mg/L，平(ping)均去除(chu)(chu)率(lv)為92.68%。苯(ben)胺去除(chu)(chu)率(lv)94%，酚(fen)為93%，氨氮為92%，色度(du)均在(zai)50倍以下(xia)[27]。為了增加優勢菌(jun)(jun)種(zhong)在(zai)生(sheng)物(wu)處理(li)(li)(li)裝置中的(de)(de)濃度(du)，提高(gao)(gao)對(dui)染(ran)(ran)料(liao)廢水的(de)(de)處理(li)(li)(li)效率(lv)，通(tong)常將(jiang)游離的(de)(de)細菌(jun)(jun)通(tong)過化(hua)(hua)學或(huo)物(wu)理(li)(li)(li)的(de)(de)手段加以固(gu)定，使其保(bao)持生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)和提高(gao)(gao)使用(yong)率(lv)。研(yan)究(jiu)表明，高(gao)(gao)效脫(tuo)色菌(jun)(jun)群(qun)(qun)固(gu)定在(zai)活(huo)性(xing)污(wu)泥上(shang)，脫(tuo)色酶(mei)活(huo)力提高(gao)(gao)70%。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
