1國內外印染廢水處理工藝概要

1.1吸附脫色

吸附(fu)(fu)脫(tuo)色(se)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個主(zhu)要優點(dian)是(shi)通過(guo)吸附(fu)(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)可(ke)將染(ran)(ran)(ran)料從(cong)水中(zhong)去除，吸附(fu)(fu)過(guo)程(cheng)保留(liu)了(le)染(ran)(ran)(ran)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)構。活(huo)性炭作(zuo)為一(yi)種(zhong)優良吸附(fu)(fu)劑(ji)早已廣泛應用(yong)于(yu)水處理中(zhong)，至今仍是(shi)有(you)色(se)印染(ran)(ran)(ran)廢(fei)水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)好吸附(fu)(fu)劑(ji)，活(huo)性炭對染(ran)(ran)(ran)料具有(you)選擇性，其脫(tuo)色(se)性能(neng)順序依次為堿性染(ran)(ran)(ran)料、直接染(ran)(ran)(ran)料、酸性染(ran)(ran)(ran)料和硫化染(ran)(ran)(ran)料。活(huo)性炭價格昂貴，加之再生困(kun)難(nan)，因此一(yi)般只應用(yong)于(yu)濃度(du)(du)(du)(du)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)印染(ran)(ran)(ran)廢(fei)水處理或深(shen)度(du)(du)(du)(du)處理。分子篩、活(huo)性鋁、顆粒活(huo)性炭（GAC），硅藻土(tu)和鋸木屑可(ke)以(yi)(yi)用(yong)作(zuo)分散性染(ran)(ran)(ran)料1260的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)劑(ji)。吸附(fu)(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)問題在于(yu)難(nan)以(yi)(yi)實現(xian)現(xian)場再生。Skarcher：研制了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型可(ke)再生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)劑(ji)Cucurbituril，它是(shi)由甘脲和甲(jia)醛縮聚形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)環狀縮聚物。經大(da)量(liang)實驗表明(ming)，該物質無毒，并且(qie)在Ca2＋濃度(du)(du)(du)(du)1～100mmol／L，溶液中(zhong)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總濃度(du)(du)(du)(du)小于(yu)100—1000mmol／L.時，可(ke)以(yi)(yi)得到高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)量(liang)，殘余色(se)度(du)(du)(du)(du)很低。

1.2氧化還原脫色

借助氧化還原作用破壞染料的共軛體系或發色基團是印染脫色處理的有效方法。除常規的氯氧化法外，國內外研究重點主要集中在臭氧氧化、過氧化氫氧化、電解氧化和光氧化方面。
臭氧(yang)(yang)是良好(hao)的(de)脫(tuo)色氧(yang)(yang)化(hua)劑，對(dui)于含水(shui)(shui)溶性(xing)染(ran)料(liao)(liao)廢水(shui)(shui)如活(huo)性(xing)、直(zhi)接、陽(yang)離(li)子和酸性(xing)等(deng)染(ran)料(liao)(liao)，其脫(tuo)色率(lv)很(hen)高(gao)；對(dui)分散染(ran)料(liao)(liao)也有較(jiao)好(hao)脫(tuo)色效(xiao)(xiao)果(guo)；但對(dui)其他(ta)以(yi)懸浮狀態存在于廢水(shui)(shui)中的(de)還(huan)原、硫化(hua)和涂料(liao)(liao)，脫(tuo)色效(xiao)(xiao)果(guo)較(jiao)差(cha)。臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)也可以(yi)與(yu)其他(ta)處(chu)(chu)理(li)技術(shu)結合應(ying)用。如用FeSO4、F2（SO4）3、及FeCl3，凝(ning)聚后再用臭氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理(li)可提高(gao)脫(tuo)色處(chu)(chu)理(li)；臭氧(yang)(yang)一電解處(chu)(chu)理(li)可使直(zhi)接、酸性(xing)染(ran)料(liao)(liao)的(de)脫(tuo)色率(lv)比單純臭氧(yang)(yang)處(chu)(chu)理(li)增加(jia)(jia)25％～40％，對(dui)堿性(xing)及活(huo)性(xing)染(ran)料(liao)(liao)增加(jia)(jia)10％。臭氧(yang)(yang)加(jia)(jia)紫外輻(fu)射或同時進行電離(li)輻(fu)射也可提高(gao)氧(yang)(yang)化(hua)效(xiao)(xiao)率(lv)。由于臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)對(dui)染(ran)料(liao)(liao)品(pin)種適應(ying)性(xing)廣、脫(tuo)色效(xiao)(xiao)率(lv)高(gao)，同時O3在廢水(shui)(shui)中的(de)還(huan)原產物(wu)以(yi)及過剩O3，能迅速在溶液(ye)和空氣中分解為O2，不(bu)會對(dui)環境造(zao)成二次(ci)污染(ran)。因此O3脫(tuo)色技術(shu)具有一定的(de)工業化(hua)應(ying)用前景。目前臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)的(de)主要(yao)缺(que)點是運行費用相對(dui)偏高(gao)。

Fenton試劑在(zai)處理(li)(li)廢(fei)水過程(cheng)中除具有氧化作用(yong)外，還兼有混凝作用(yong)，因此脫(tuo)色(se)效率較高。近(jin)年(nian)來在(zai)染料及廢(fei)水的(de)(de)(de)脫(tuo)色(se)處理(li)(li)中得到了(le)日(ri)益廣泛的(de)(de)(de)應用(yong)，傳統的(de)(de)(de)H2O2氧化目前都(dou)以Fenton試劑的(de)(de)(de)形式出現。為了(le)全面了(le)解Fenton試劑對各種染料的(de)(de)(de)脫(tuo)色(se)能(neng)力，KuoWG選用(yong)了(le)覆蓋(gai)90％常用(yong)染料品種的(de)(de)(de)代表(biao)性(xing)化合(he)物進行模擬研究。結果表(biao)明(ming)，在(zai)酸(suan)性(xing)條件(jian)下（pH<3），平均(jun)脫(tuo)色(se)率町達(da)97％，COD去除率亦可達(da)90％。

高(gao)級(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)被認為(wei)是一種很有(you)前途的(de)方(fang)法(fa)。所謂高(gao)級(ji)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)如UV+H2O2、UV+O3因為(wei)在氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)過程中產(chan)生羥基(ji)自由基(ji)，其強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)性使染(ran)料(liao)廢水脫(tuo)(tuo)色(se)(se)。經研究(jiu)(jiu)發(fa)(fa)現(xian)它對(dui)偶氮染(ran)料(liao)的(de)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)很有(you)效(xiao)。在實(shi)際生產(chan)中與某些(xie)化(hua)(hua)學輔助劑會提(ti)高(gao)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)效(xiao)果(guo)(guo)。而(er)且UV+H2O2方(fang)法(fa)處理偶氮型活性染(ran)料(liao)產(chan)生的(de)降解產(chan)物對(dui)環境完(wan)全無害。最近(jin)的(de)研究(jiu)(jiu)發(fa)(fa)現(xian)二氯二嗪基(ji)型偶氮類活性染(ran)料(liao)使用(yong)UV+H2O2方(fang)法(fa)脫(tuo)(tuo)色(se)(se)也(ye)有(you)很好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)(guo)。

高級氧化法的一(yi)個嚴重不足(zu)之處是(shi)處理費用較(jiao)高。從而限(xian)制了(le)它的廣泛使用。  

1.3混凝脫色處理技術 
 
1.3.1無(wu)機混(hun)凝劑

目前出現的無機混凝(ning)(ning)劑包括金(jin)屬鹽(yan)類和(he)無機高分(fen)子(zi)聚(ju)合電解質，其(qi)中(zhong)以鐵(tie)鹽(yan)、鎂鹽(yan)、鋁鹽(yan)以及硅、鈣元素的化(hua)合物為(wei)主。根(gen)據應用(yong)情況來看，堿式氯(lv)化(hua)鋁、硫酸鋁、三價鐵(tie)鹽(yan)等單純鋁鹽(yan)都對一些水(shui)溶(rong)(rong)性染料廢水(shui)的脫色(se)率(lv)不(bu)高，且(qie)(qie)使用(yong)的pH范圍較窄(zhai)。FeSO4對于(yu)大部分(fen)水(shui)溶(rong)(rong)性染料均具有較好的脫色(se)效果，例如處(chu)理(li)(li)硫化(hua)染色(se)廢水(shui)，色(se)度去(qu)(qu)除率(lv)為(wei)95％，硫化(hua)物和(he)BOD去(qu)(qu)除率(lv)為(wei)96％和(he)59％。但由(you)于(yu)FeSO4脫色(se)的機理(li)(li)是(shi)將生色(se)基團還原，還原產物為(wei)有機小分(fen)子(zi)不(bu)能有效混凝(ning)(ning)去(qu)(qu)除，因(yin)此CODcr的去(qu)(qu)除率(lv)不(bu)高，且(qie)(qie)對溶(rong)(rong)液中(zhong)堿度的消耗較大，混凝(ning)(ning)劑的用(yong)量也較大。

MgO、MgSO4等鎂(mei)鹽，利用其(qi)在水溶(rong)液中生成的Mg（OH）2的強(qiang)烈吸附作用，對(dui)含磺酸基團的水溶(rong)性(xing)染料(liao)(liao)具(ju)有良好的處理(li)效果、脫(tuo)色(se)率(lv)、CODcr去除(chu)(chu)率(lv)分別可達98％和(he)70％以上；。采用MgCl2和(he)Ca（OH）2處理(li)活性(xing)染料(liao)(liao)和(he)分散性(xing)染料(liao)(liao)廢(fei)(fei)水，其(qi)效果要好于A12（SO4）3、PAC、FeSO4／Ca（OH）2.其(qi)機理(li)是Mg2+與羥基、羧(suo)基或SO42-反應生成穩定(ding)的螯合物，這些螯合物可通(tong)過絮(xu)凝作用從廢(fei)(fei)水中去除(chu)(chu)。但(dan)鎂(mei)鹽也存在pH范(fan)圍窄的缺點。

大量(liang)的研究和應用實踐表明，采用無(wu)機混凝劑(ji)包括鐵鹽(yan)、鋁鹽(yan)、鎂(mei)鹽(yan)及無(wu)機絮劑(ji)對(dui)以(yi)膠(jiao)體(ti)或懸(xuan)浮狀(zhuang)態存在于(yu)廢水中的染(ran)料(liao)(liao)具有良好的脫(tuo)色(se)效(xiao)果，如(ru)分散染(ran)料(liao)(liao)、硫(liu)化染(ran)料(liao)(liao)、氧化后的還原染(ran)料(liao)(liao)、偶合后的冰染(ran)染(ran)料(liao)(liao)、顏料(liao)(liao)以(yi)及分子量(liang)較大的直(zhi)接染(ran)料(liao)(liao)和中性染(ran)料(liao)(liao)；而對(dui)不易(yi)形(xing)成(cheng)膠(jiao)體(ti)微(wei)粒(li)的水溶性染(ran)料(liao)(liao)如(ru)酸性染(ran)料(liao)(liao)、活性染(ran)料(liao)(liao)及部分小分子的直(zhi)接染(ran)料(liao)(liao)廢水則混凝脫(tuo)色(se)效(xiao)果不理想。

1.3.2有機(ji)絮(xu)凝(ning)劑

1.3.2.1表面活性劑

表面(mian)(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑用于(yu)印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)處理(li)(li)的(de)報道很(hen)多(duo)，醇性(xing)(xing)(xing)醋(cu)酸十八(ba)胺可(ke)用于(yu)處理(li)(li)不溶性(xing)(xing)(xing)染(ran)料(liao)，如(ru)處理(li)(li)含硫化黑B染(ran)料(liao)的(de)染(ran)棉布廢(fei)水(shui)，染(ran)料(liao)去除率(lv)可(ke)達(da)99.2％。StoicaL用十八(ba)烷基(ji)三甲基(ji)氯化銨和(he)十六烷基(ji)溴化吡啶鹽(yan)結合Al2（SO4）3在(zai)pH值(zhi)為(wei)4～11時對含酸性(xing)(xing)(xing)和(he)直(zhi)接染(ran)料(liao)的(de)絲綢印(yin)染(ran)廢(fei)水(shui)進行混凝氣浮處理(li)(li)，脫(tuo)色率(lv)可(ke)達(da)90％～100％。但(dan)陽離(li)子(zi)表面(mian)(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑與染(ran)料(liao)分子(zi)的(de)絡(luo)合作(zuo)用具(ju)有較強的(de)選(xuan)擇性(xing)(xing)(xing)，因此單獨使用往(wang)往(wang)難于(yu)達(da)到很(hen)好的(de)效果，需(xu)要和(he)鋁鹽(yan)復配使用。

1.3.2.2天然高分(fen)子(zi)及其改性絮凝(ning)劑

天(tian)然(ran)有機高(gao)分(fen)子絮(xu)凝劑(ji)由于原(yuan)料(liao)來(lai)源廣泛。價格低廉，無毒，易于生(sheng)物降解等特(te)點顯示了良(liang)好的應(ying)用前景。用于印染廢水處理的天(tian)然(ran)高(gao)分(fen)子絮(xu)凝劑(ji)主要有天(tian)然(ran)淀(dian)粉及其(qi)衍生(sheng)物、木質素衍生(sheng)物、甲殼(ke)素衍生(sheng)物等三大(da)類。 

廢水處理中大部分(fen)微(wei)細顆粒和(he)膠體都帶有負(fu)電荷，為了提高淀粉(fen)和(he)木質素(su)分(fen)子(zi)(zi)對這些小分(fen)子(zi)(zi)物質的作用能力，進行(xing)陽離(li)子(zi)(zi)改(gai)性(xing)是(shi)一(yi)個重要研究方向。陽離(li)子(zi)(zi)離(li)子(zi)(zi)化(hua)淀粉(fen)和(he)木質素(su)可(ke)以(yi)用于處理陽離(li)子(zi)(zi)染(ran)料(liao)(liao)、直接染(ran)料(liao)(liao)和(he)酸性(xing)染(ran)料(liao)(liao)廢水，脫色率均超過90％。

1.3.2.3合成有(you)機高分子絮凝劑

合成(cheng)的(de)(de)(de)有(you)機高(gao)(gao)分子絮凝(ning)劑分子量(liang)(liang)高(gao)(gao)。分子鏈(lian)中所帶(dai)的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)(xing)官(guan)能(neng)團多，因此(ci)在水中的(de)(de)(de)伸展度大，絮凝(ning)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好，用(yong)量(liang)(liang)少，pH范圍廣，同時在過濾、脫水等固液分離操作(zuo)方面(mian)都具有(you)優(you)越的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。目前應用(yong)效果(guo)最好的(de)(de)(de)是高(gao)(gao)分子絮凝(ning)劑PAN—DCD，它是以聚(ju)(ju)丙(bing)烯腈為主鏈(lian)，用(yong)二氰(qing)二胺在堿性(xing)(xing)(xing)(xing)條件下進行側鏈(lian)改性(xing)(xing)(xing)(xing)，使之變為水溶性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)、帶(dai)多種活性(xing)(xing)(xing)(xing)基團的(de)(de)(de)兩性(xing)(xing)(xing)(xing)聚(ju)(ju)電解質。PAN—DCl）對(dui)中性(xing)(xing)(xing)(xing)染(ran)料(liao)、活性(xing)(xing)(xing)(xing)染(ran)料(liao)、酸性(xing)(xing)(xing)(xing)染(ran)料(liao)的(de)(de)(de)脫色效果(guo)良好，脫色率均達90％以上，對(dui)印染(ran)廢水兼有(you)脫色和去(qu)(qu)除COD的(de)(de)(de)雙重效果(guo)，若與聚(ju)(ju)合鋁復合使用(yong)，去(qu)(qu)除效果(guo)更佳，最高(gao)(gao)COD去(qu)(qu)除率為63％。另一類值得注意的(de)(de)(de)脫色劑是近幾年(nian)出現的(de)(de)(de)雙氰(qing)胺甲(jia)醛(quan)縮聚(ju)(ju)物，它對(dui)于(yu)印染(ran)廢水具有(you)優(you)異的(de)(de)(de)脫色效果(guo)，但(dan)是投加量(liang)(liang)大會提(ti)高(gao)(gao)處理成(cheng)本。

針對活性染料(liao)和(he)直接染料(liao)分子結構中含有(you)(you)強(qiang)親水(shui)(shui)性的(de)(de)磺酸(suan)基和(he)羧基，在(zai)水(shui)(shui)中溶(rong)解后都帶有(you)(you)負(fu)電荷的(de)(de)特點(dian)，關鍵(jian)是(shi)(shi)破壞或封閉(bi)(bi)染料(liao)的(de)(de)親水(shui)(shui)基團(tuan)(tuan)，降低(di)其水(shui)(shui)化(hua)作(zuo)用，然后在(zai)絮凝劑(ji)(ji)的(de)(de)作(zuo)用下脫(tuo)(tuo)(tuo)穩、混凝、絮凝。達(da)到(dao)從(cong)溶(rong)液中分離(li)出(chu)(chu)來(lai)的(de)(de)目的(de)(de)。最近(jin)同濟大學污染控制與資源化(hua)研(yan)究(jiu)國(guo)(guo)家重點(dian)實(shi)驗室研(yan)制成功(gong)TJ系(xi)(xi)列脫(tuo)(tuo)(tuo)色劑(ji)(ji)，它具有(you)(you)絮凝和(he)沉(chen)淀(dian)雙重作(zuo)用，可(ke)(ke)以有(you)(you)效脫(tuo)(tuo)(tuo)除各種活性、酸(suan)性等可(ke)(ke)溶(rong)性染料(liao)，脫(tuo)(tuo)(tuo)色率(lv)達(da)到(dao)98％一(yi)100％，為我國(guo)(guo)印染廢水(shui)(shui)處理提(ti)供了一(yi)條良好的(de)(de)途(tu)徑；此系(xi)(xi)列脫(tuo)(tuo)(tuo)色劑(ji)(ji)是(shi)(shi)采(cai)用胍類(lei)聚合物，封閉(bi)(bi)染料(liao)的(de)(de)親水(shui)(shui)基團(tuan)(tuan)，將染料(liao)沉(chen)淀(dian)出(chu)(chu)來(lai)。在(zai)生(sheng)化(hua)處理后或預處理過程中均可(ke)(ke)是(shi)(shi)使用此脫(tuo)(tuo)(tuo)色劑(ji)(ji)，對于水(shui)(shui)處理設施沒有(you)(you)特定的(de)(de)要求

1.4其它的脫色處理技術

除吸(xi)附、氧化和混凝(ning)脫(tuo)(tuo)色(se)外，國(guo)內外對(dui)離子(zi)交(jiao)(jiao)換脫(tuo)(tuo)色(se)、超濾膜(mo)脫(tuo)(tuo)色(se)及生物脫(tuo)(tuo)色(se)技術(shu)也進(jin)(jin)行廠一(yi)(yi)定的研(yan)究。其中(zhong)，對(dui)常(chang)規方(fang)法難以脫(tuo)(tuo)色(se)的水溶性(xing)染料采用離子(zi)交(jiao)(jiao)換的方(fang)法處理進(jin)(jin)行了研(yan)究，并取(qu)得一(yi)(yi)定的進(jin)(jin)展。其研(yan)究集(ji)中(zhong)在離子(zi)交(jiao)(jiao)換樹脂和離子(zi)交(jiao)(jiao)換脫(tuo)(tuo)色(se)纖維的開發研(yan)制(zhi)兩(liang)個方(fang)面。

對于微溶性(xing)染料(liao)(liao)和分子量較大的(de)染料(liao)(liao)組(zu)份可以(yi)采(cai)用(yong)超(chao)濾(lv)或(huo)反滲透(tou)技術(shu)進(jin)行脫色處理(li)，但考慮(lv)到(dao)經(jing)濟可行性(xing)，目(mu)前超(chao)濾(lv)技術(shu)多(duo)用(yong)于高濃度染料(liao)(liao)及染色廢水處理(li)，尤其(qi)是對不溶性(xing)染料(liao)(liao)的(de)回收利用(yong)。

由于印(yin)染廢(fei)水中染料組分的可(ke)生化性(xing)(xing)差，常規生化法在脫(tuo)色(se)(se)(se)方面一直(zhi)不(bu)能令(ling)人(ren)滿意。目前的解決(jue)方法除采(cai)取預處(chu)理改(gai)善廢(fei)水可(ke)生化性(xing)(xing)外，主要是篩選優良脫(tuo)色(se)(se)(se)菌和(he)強化生物(wu)(wu)處(chu)理過(guo)程。就(jiu)其總體(ti)而言，生物(wu)(wu)脫(tuo)色(se)(se)(se)尚無突破性(xing)(xing)進(jin)展(zhan)，還必須與其它處(chu)理方法結(jie)合使用。

2問題及其發展趨勢

到目前為止，各種脫(tuo)色(se)方法(fa)(fa)從(cong)經濟性(xing)(xing)、技術性(xing)(xing)、對環境影響(xiang)和實用(yong)性(xing)(xing)考(kao)慮(lv)都有(you)一(yi)定的(de)(de)缺(que)陷。吸(xi)附(fu)(fu)脫(tuo)色(se)具有(you)只吸(xi)附(fu)(fu)染(ran)料，但不破壞其結構的(de)(de)特點(dian)，但日前使(shi)用(yong)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑往(wang)往(wang)存在吸(xi)附(fu)(fu)量不夠(gou)，或再(zai)生不容易的(de)(de)缺(que)點(dian)。高級氧化(hua)法(fa)(fa)脫(tuo)色(se)被認為是一(yi)種很有(you)前途(tu)的(de)(de)方法(fa)(fa)，但其昂貴的(de)(de)價格成為制約其廣(guang)(guang)泛應(ying)用(yong)的(de)(de)重(zhong)要(yao)原因。一(yi)些(xie)傳(chuan)統的(de)(de)氧化(hua)方法(fa)(fa)如NaClO、H2O2、臭(chou)氧和紫外(wai)氧化(hua)等證明對廢水脫(tuo)色(se)并不有(you)效(xiao)，采用(yong)強化(hua)物理化(hua)學(xue)與酶催(cui)化(hua)降解的(de)(de)方法(fa)(fa)可能將有(you)非常廣(guang)(guang)闊(kuo)的(de)(de)應(ying)用(yong)前景。

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