印染廢水的脫色處理工藝有哪幾種？

理論上，許多物理化學(xué)方法和生物方法可以用于染料廢水的脫色，如絮凝、吸附、離子交換、超濾、透析、化學(xué)氧化、光氧化、電解和生物處理?？紤]到工業(yè)效率和處理成本，目前工業(yè)上常用的方法有絮凝沉淀(氣浮)、電解、氧化、吸附、生物降解等。

1、絮凝沉淀(氣浮)法

在染料廢水中加入鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑，使其水解形成高電荷的羥基化合物。它們對(duì)水中疏水性染料分子有很好的凝聚作用，如硫化染料、還原染料、分散染料(如耐直射的綠松石藍(lán)GL、分散紅寶石S-2GFL等)。).當(dāng)聚合氯化鋁的用量為100 ~ 150毫克/升時(shí)，脫色率可達(dá)90%以上。然而，酸性染料和活性染料，尤其是小分子量、單偶氮鍵和幾個(gè)磺酸基團(tuán)的水溶性染料(如酸性紅3B和活性紅X-3B)的混凝脫色效果較差。染料顆粒的電位可以通過高價(jià)金屬鹽的電中和作用降低，但不需要降低到零就能達(dá)到較佳效果。凝聚過程的吸附架橋作用明顯，不改變?nèi)玖系姆肿咏Y(jié)構(gòu)。硫酸亞鐵對(duì)帶有-SO3、-OH、-NH2和-X等基團(tuán)的染料分子也有很好的混凝脫色效果，這主要是由于Fe2與上述基團(tuán)的非共享電子對(duì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成大分子螯合物，降低了水溶性，在染料廢水中呈膠體狀，然后通過硫酸亞鐵水解物的混凝去除。

在含有水溶性陰離子染料的廢水中加入鎂鹽，在堿性條件下可以形成化學(xué)絮凝。含磺酸基的染料脫色效果比含羧酸基的染料好，這些陰離子基團(tuán)容易成為氫氧化鎂的吸附位點(diǎn)。例如，氫氧化鎂能使活性橙X-和弱酸性紅3B脫色。pH對(duì)氫氧化鎂的混凝影響很大，一般要求PH偏高。Ca(OH)2對(duì)鎂鹽的脫色有協(xié)同作用。鎂鹽對(duì)亞甲基藍(lán)、陽離子紅X-GRL等陽離子染料的脫色效果較差。對(duì)于含有磺酸基團(tuán)的水溶性染料生產(chǎn)廢水，采用2-十二烷基二甲基胺氯化物、十二烷基吡啶氯化物等長鏈支化的陽離子表面活性劑作為助凝劑，然后形成絡(luò)合物，再用硫酸鋁或PAC進(jìn)行混凝，可以獲得良好的脫色效果。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，雙氰胺、甲醛和改性劑在一定酸度下合成的陽離子高分子混凝劑MG對(duì)可溶性陰離子染料也有較好的脫色效果，對(duì)活性艷紅KD-8B、K-2BP、酸性紅GR、分散粉R-3L、紅棕色硫化物等也有較好的脫色效果。在硫酸鋁的協(xié)同作用下。

2、電化學(xué)方法

石墨和鈦板作為很板，氯化鈉、硫酸鈉或水中的原鹽作為導(dǎo)電介質(zhì)，染料廢水通電電解，陽很產(chǎn)生O2或Cl2，陰很產(chǎn)生H2。新生態(tài)氧或氯化鈉的氧化和H2還原破壞了染料的分子結(jié)構(gòu)并使其脫色。這種方法屬于電解法。以鐵和鋁為陽很，通過電很反應(yīng)產(chǎn)生Fe2和Al3，水解產(chǎn)物形成絮狀體，通過氧化還原和染料分子的粘附作用脫色，絮狀體由陰很產(chǎn)生的H2漂浮。該方法屬于電浮選。這兩種方法對(duì)可溶性酸性染料和含-SO-3基團(tuán)和N=N雙鍵的活性染料都有很好的脫色效果。如果先在廢水中加入陽離子高分子化合物，與陰離子染料分子形成絡(luò)合物，用混凝法去除膠體不溶性染料物質(zhì)，再經(jīng)后續(xù)處理后用電解或電浮選將可溶性染料氧化脫色，可以節(jié)約電能。這種方法是混凝-電解法或混凝-電浮選法。根據(jù)小試結(jié)果，當(dāng)廢水中Nafton基混合染料質(zhì)量濃度為154mg/L時(shí)，耗電量僅為0.15 ~ 0.2 kW。

據(jù)報(bào)道，比利時(shí)采用電凝法處理染料廢水，在脫色和去除化學(xué)需氧量方面取得了良好的效果。當(dāng)進(jìn)水色度為8萬倍，化學(xué)需氧量為5000毫克/升時(shí)，脫色率為80%，化學(xué)需氧量去除率為40%。這種方法可以提高廢水的可生化性。以活性炭纖維為電很的電浮選可以充分利用電很的導(dǎo)電性、吸附性、催化性、氧化還原性和氣浮性等綜合性能。實(shí)驗(yàn)表明，該方法對(duì)還原深藍(lán)VB、還原RSN藍(lán)和硫化艷綠GB具有較高的脫色率。其機(jī)理可能是：染料分子吸附分子自由基偶聯(lián)成大分子絮凝或偶氮基團(tuán)還原裂解。如果以鐵為陽很，F(xiàn)e2可以形成絮凝力強(qiáng)的聚合物NFE  (OH) 2 MFE  (OH) 3，氧化還原產(chǎn)物可以與水分離。微電池法是用鑄鐵屑作為過濾材料，將染料廢水浸泡或通過，利用鐵和FeC與溶液之間的電位差產(chǎn)生電很效應(yīng)。新生態(tài)H是電很反應(yīng)的產(chǎn)物，具有很高的化學(xué)活性，能與染料廢水中的各種成分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞染料的發(fā)色結(jié)構(gòu)。微電池陽很產(chǎn)生新的生態(tài)Fe2，其水解產(chǎn)物的絮凝具有很強(qiáng)的吸附能力。實(shí)驗(yàn)表明，在強(qiáng)酸條件下，蒽醌和多偶氮染料混合廢水的平均脫色率可達(dá)82%。

3、化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是染料廢水脫色的主要方法，它利用臭氧、氯氣及其含氧化合物等氧化劑氧化破壞染料的發(fā)色團(tuán)，使其脫色。經(jīng)常使用組合氧化和催化氧化。用O3-H2O2組合法處理染料廢水時(shí)，H2O2可誘導(dǎo)O3產(chǎn)生羥基自由基OH，羥基自由基OH氧化能力強(qiáng)，無選擇性，可通過羥基取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化芳烴環(huán)上的發(fā)色基團(tuán)，并通過開環(huán)裂解使染料脫色。采用Fe2 -H2O2催化氧化法處理染料廢水。Fe2在pH  4 ~ 5時(shí)催化H2O2生成OH，導(dǎo)致染料氧化脫色。采用鐵屑-H2O2氧化法處理染料廢水。當(dāng)酸堿度為1 ~ 2時(shí)，鐵氧化產(chǎn)生新的生態(tài)Fe2，其水解產(chǎn)物具有較強(qiáng)的吸附和絮凝作用，可去除硝基酚和蒽醌染料廢水99%以上的色度(約6250倍)。佛羅里達(dá)大學(xué)的唐偉志教授用鐵粉/H2O2體系對(duì)染料進(jìn)行脫色。結(jié)果表明，當(dāng)鐵粉濃度為1g/L，pH為2 ~ 3，H2O2濃度為1mol/L時(shí)，脫色效果良好。當(dāng)酸堿度增加到10時(shí)，脫色反應(yīng)停止。此外，還報(bào)道了活性炭-H2O2吸附催化氧化法，該方法利用活性炭的表面吸附來富集染料分子以增強(qiáng)氧化和脫色。

4、光催化氧化

ZnO-CuO-H2O  2-空氣復(fù)合體系光降解是利用紫外光(UV)激發(fā)半導(dǎo)體產(chǎn)生電子空穴，破壞染料分子中的共軛生色體系和分子結(jié)構(gòu)，從而使廢水脫色。各種染料廢水的光照試驗(yàn)表明，30分鐘內(nèi)脫色率接近*。此外，從不同波長吸光度的掃描曲線可以看出，可見光和紫外光的吸收峰大大降低，表明染料的分子結(jié)構(gòu)被破壞了。美國佛羅里達(dá)大學(xué)的唐偉志教授采用紫外/二氧化鈦光催化氧化法對(duì)水溶液中的染料進(jìn)行脫色，取得了良好的脫色效果。發(fā)現(xiàn)在3 ~ 11之間，氧化速率隨著酸堿度的增加而增加。有人用Fe()-羥基絡(luò)合物作光解催化劑。結(jié)果表明，鐵()-草酸鹽絡(luò)合物-溶解氧體系的光解會(huì)產(chǎn)生H2O2和OH，破壞染料分子結(jié)構(gòu)，使染料脫色。pH為3 ~ 5時(shí)光解速率較高，F(xiàn)e()/草酸鹽(摩爾比)為1/6 ~ 1/12時(shí)脫色效果較好。光催化氧化是一種高效、無二次污染的脫色方法。

5、吸附法

吸附法是利用活性炭、硅聚合物、高嶺土、工業(yè)廢渣等吸附劑吸附廢水中染料的方法。不同的吸附劑對(duì)染料的吸附有選擇性。活性炭吸附效果好，但成本高。開發(fā)高效廉價(jià)的吸附劑是吸附法的研究方向。印度理工學(xué)院使用廢棄鋸末作為吸附劑來吸附染料分子[13]。鋸末用弱酸水解后焦化制成吸附劑，可以吸附各種染料分子。據(jù)報(bào)道，離子交換纖維作為吸附劑，具有物理吸附和離子交換的多種功能。該材料為纖維狀，比表面積大，流動(dòng)阻力小，交換速度快，分段性好，易再生，脫色效果好。如VS-I纖維對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附量為910mg/g，對(duì)深紅色陽離子染料的吸附量為8.4mg/g，吸附飽和后用NaCl再生，濃縮液可回用于生產(chǎn)。

6、生物法

染料廢水中的有機(jī)化合物大多是可生物降解的，即使是苯環(huán)，也可以被諾卡氏菌和環(huán)球菌分解。在輔酶HSCOA的作用下，苯環(huán)裂解分解成有機(jī)酸，較后氧化成CO2和水。由于染料廢水的BOD/COD值較小，限制了微生物的效率，生物處理對(duì)COD的去除率不高。脫色方面，生物處理對(duì)堿性染料和含蒽醌結(jié)構(gòu)生色基團(tuán)的染料廢水有一定的脫色作用，但一般來說脫色率不高，50%左右。生物處理方法可采用厭氧法和好氧法。染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基可以用厭氧法降解。傳統(tǒng)活性污泥法、接觸氧化法、射流曝氣法、氧化溝法等好氧方法脫色效果相當(dāng)可觀。對(duì)于難降解染料廢水，基于生物吸附法的A/O法和A/B法可以達(dá)到較好的脫色效果。三相生物流化床處理染料廢水在國內(nèi)外都有工程實(shí)例，研究目標(biāo)是利用輕質(zhì)生物載體降低能耗。在日本實(shí)驗(yàn)中，粉末活性炭以聚丙烯醇為載體進(jìn)行膠結(jié)包覆，效果較好。純氧曝氣生物處理在國外應(yīng)用廣泛。由于氧轉(zhuǎn)移效率高，MLSS度高，可以提高有機(jī)物的去除和脫色能力。比如德國的UNOX系統(tǒng)，MLSS為5 ~ 8g/L，BOD負(fù)荷為0.53kg/(dm3)。純氧曝氣可以維持較長的污泥齡和高負(fù)荷，因此脫色效果更好。日本千代田生物濾池污水處理廠采用以網(wǎng)狀聚丙烯無紡布為填料的生物接觸氧化法，可使微生物附著量達(dá)到9g/L，BOD負(fù)荷達(dá)到2.4kg/(dm3)。硫酸亞鐵和聚合硫酸鐵染料廢水的聯(lián)合處理：

染料廢水脫色往往因經(jīng)濟(jì)原因達(dá)不到處理要求。此外，染料廢水處理還包括SS、COD、BOD等多項(xiàng)指標(biāo)。因此，采用組合的方法是絕對(duì)必要的。典型的組合工藝流程主要包括：

其中，厭氧生化法包括升流式厭氧顆粒污泥膨脹床(UASB法)、厭氧過濾(AF法)、厭氧接觸消化法等。好氧生化法包括氧化溝法、傳統(tǒng)曝氣法、生物接觸氧化法、射流曝氣法、塔式生物濾池法等，吸附法中使用的吸附劑包括活性炭、高嶺土、工業(yè)廢渣等；化學(xué)氧化法包括NaClO法、O3法、O3-H2O2法、Fe2 -H2O2法和催化氧化法。電解中使用的電很有石墨電很、鈦電很、鐵電很、活性炭纖維電很等?；炷ㄊ褂玫幕炷齽┯蠥l2(SO4)3、PAC、PFS、Mg(OH)2、FeSO4 Ca(OH)2、陽離子聚合物混凝劑(如Mg、zb-、長烷基氯化胺)等。