染料废水处理技术

染料废水处理技术

染料品种数以万计，印染加工过程中约有10%~20%的染料随废水排出，每排放It染料废水，就会污染20t水体。废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，造成视觉上的污染。染料废水是难处理的工业废水之一，具有色度深、碱性大、有机污染物含量高和水质变化大的特点。大多数染料为有毒难降解有机物，化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突变作用；直接危害人类健康，还严重破坏水体、土壤及生态环境，造成难以想象的后果。有效解决染料废水处理问题是消除印染行业发展瓶颈的关键所在。

1、染料废水及其污染

染料工业污染中尤以染料废水的污染问题最为突出。近些年来，我国每年污水排放量达390多亿吨，其中工业污水占51%,而染料废水又占总工业废水排放量的35%,而且还以1%的速度在逐年增加。每排放It染料废水，就能造成20t水体的污染。各行业中，印染纺织业的COD排放量排在第4位，而且排放比重还在逐年增加。“三河三湖”中，染料废水对太湖、淮河流域造成的污染状况尤其严重。

染料废水主要来自于染料及染料中间体的生产企业，由染整过程中排放出的染料、浆料、助剂等组成。随着印染工业的迅猛发展，染料废水已成为水体中几种最主要的污染源之一。目前世界染料年产量约为(8~9)x105t•我国是纺织品生产和加工大国，纺织品出口额已多年来列居世界首位，每年的染料生产量达1.5X105t,其中大约10%~15%的染料会直接随废水排入水体中。

染料废水色度高、水量大、碱性大、组成成分复杂，属于比较难处理的工业废水之。染料是染料废水中的主要污染物，带有各类显色基团(如-N=N-,-N=O等)和部分极性基团(-S03Na,-OH,-NH2),成分复杂，大多数是以芳煌和杂环为母体，属较难降解的有机污染物，也是我国各大水域的重要污染源。

大多数有机染料化学稳定性强，具有三致(致癌、致畸、致突变)作用，是典型有毒难降解有机污染物。止匕外，废水中的染料能吸收光线，降低水体的透明度，对水生生物、微生物的生长不利，并且降低了水体的自净能力，同时导致视觉污染，严重破坏水体、土壤及生态环境，直接和间接地危害人类身体健康。

2、染料废水处理的方法

对染料行之有效的降解和处理技术是治理染料废水的重要前提。针对大多数染料化学性质稳定、难以降解的特点，各国科学家都高度重视染料及染料废水的降解和处理方法的研究。随着科技进步以

及污染治理技术的不断发展，人类也找到了很多行之有效的处理染料废水的方法，概括起来不外乎物化法、生物法、物化一生物联合法。

2.1物化法

2.1.1混凝沉降法

混凝沉降法是目前处理染料废水效果比较稳定、工艺较为成熟的方法。普遍接受的机理有桥联作用、压缩双层、网捕和电中和作用。混凝剂自身特性决定了其沉降性能的好坏，很多环境因素包括温度、PH和Eh等则可能对沉降功能起促进或抑制作用。近年来，IPF(无机高分子絮凝剂)成为研究混凝絮凝行为和机理的热点。与普通的混凝剂相比，IPF能形成更多的有效絮凝的形态A13+。混凝法的主要研究方向是开发有效混凝剂，尤其是有机一无机复合混凝剂。

张凯松等人副研制的无机一有机复合混凝剂，对染料废水的处理效果比聚合氯化铝(PAC)更为明显。吴敦虎等人,.列对利用硼泥复合混凝剂处理染料污水的研究结果表明：当剂量为0.3~0.6g/L,PH值为4.0~11.5时,脱色率达到92%以上，优于PAC。

2.1.2 膜分离法

膜分离技术具有工艺简单、低能耗、不对环境产生污染的优势。通过自行研制醋酸纤维素(CA)纳米滤膜，郭明远等人指出：CA纳滤膜对活性染料废水的处理和回收染料效果明显。掺入活性炭填充共混的改性壳聚糖超滤膜,适当交联后对酸性红染料废水的最大脱色截留率达98.8%。冯冰凌等人采用壳聚糖超滤膜处理染料废水，脱色率超过95%,COD去除率达80%左右。吴开芬u引利用超滤法对靛蓝染料的废水进行处理，可实现染料的高浓度溶液的直接回用，透过液则可作为中性水被再循环利用。Soma等人m。利用氧化铝微滤膜，对不溶性染料废水进行过滤时的截留率高达98%。

由于膜污染、浓差极化和过快的更换频率，加之膜的价格较贵，使得膜分离技术处理染料废水的成本过高，大大限制了膜分离技术在染料废水治理行业的应用和推广。

2.1.3 催化氧化法

催化氧化法是通过催化作用加快体系中氧化剂的分解，并使之与水中有机物迅速反应，在较短的时间内致使有机污染物氧化降解。针对采用高级化学氧化法和好氧生物处理法处理分散染料废水时效果不太理想这一问题,周建等人采用催化氧化法对内电解处理后不能达标的染料废水进行处理，不仅日处理醒系列分散染料达2500t，还降低了内电解处理后未达

标染料废水的色度和CoD值，大大减少了运行费用。ArSlanLt引采用Fe2+催化臭氧氧化法对分散染料废水进行处理，研究结论指出，单独采用臭氧(应用剂量为2300mgL)氧化法时，只在PH=3

的条件下有一定的降解效果，脱色率也只有77%,COD的去除率仅为11%；但采用Fe2+絮凝、臭氧氧化和Fe2+催化臭氧氧化相结合的方法处理时，Fe“使用剂量为0.09〜18mmol/L＞染料废水PH值为3—13的范围内，脱色率达到了97%，对CoD的去除率也提高到54%。

2.1.4 Fenton试剂法

以Fe3+或Fe2+为催化剂，在H202存在时产生的强氧化性，能使许多有机分子氧化，而且反应体系不需要高温高压，反应条件不苛刻，反应设备也比较简单，适用范围较广。陈文松等人利用低剂量Fenton氧化一混凝法处理模拟和实际染料废水的研究结论指出，该方法对处理同时含有亲水性和疏水性染料、成分复杂的染料废水特别适合，而且操作方便、运行成本不高。近年来一些学者把紫外光(UV)、草酸盐等也引入Fenton法中，使得Fenton法的氧化能力大大提高，处理效果也更加显著。K.Swaminathan等人心川就光助Fenton体系对偶氮染料活性橙-4进行了脱色研究，其研究结论指出，光助Fenton体系降解能力远强于一般Fenton体系。

Fenton法的不足之处在于：氧化能力相对较弱，出水因含大量铁离子而显色。近年来，铁离子的固定化技术，成为Fenton氧化法的重要方向。

2.1.5 光氧化法

光氧化法是利用光化学反应降解污染物，包括无催化剂和有催化剂参与2种，前者也称光化学氧化，后者又称光催化氧化。光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物，最终生成CO2、H20和其他一些离子，如PO43-、NO3-、CI-等。有机物的光降解过程可分为直接光降解和间接光降解。直接光降解是指有机物分子吸收光能后进一步发生化学反应。间接光降解则是周围环境存在的某些物质吸收光能形成激发态后，再诱导有机污染物产生一系列的氧化降解反应，它在处理环境中难生物降解的有机污染物时更为有效。

2.1.6 臭氧氧化法

臭氧的氧化能力极强，除分散染料外，它能够破坏有机染料的发色或助色基团而具有一定的脱色作用。H.Y.ShU等人对8种偶氮染料在单独03，氧化和UV/03氧化作用下的降解进行了比较，研究结果表明，可能是因为染料废水色度过深，吸收了大部分紫外光，引入UV后有机染料的降解速度并没有明显加快。史惠祥等人口刮利用臭氧降解偶氮染料阳离子红X-GRL的研究结论中指出，臭氧对染料的脱色以直接氧化为主。

由于臭氧在水中的溶解度较低，如何更有效地提高臭氧在水溶液中的溶解量，已成为研究臭氧氧化技术的热点和关键。止匕外，臭氧的使用会产生一些副产品，尤其要重视的是鼠基化合物中的甲醛、乙醛等醛类，因这类物质具有急性和慢性毒性和一定的致癌、致畸、致突变性，容易导致二次污染，另外，臭氧发生器的成本相对较高，因此单独使用不够经济。