邵華帆
摘? ?要:印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點,屬于難處理的工業(yè)廢水之一。根據(jù)印染廢水的特點,針對近幾年出現(xiàn)的染料廢水處理技術(shù)進行了歸納總結(jié)。
關(guān)鍵詞:印染廢水;特點;處理技術(shù)
在經(jīng)濟的發(fā)展過程中,人們的生活水平在不斷提高,環(huán)保意識也在不斷增強。紡織印染工業(yè)的發(fā)展,使印染廢水對環(huán)境的影響日益加劇,平均每印染加工1 t紡織品,就需要耗水100~200 t,其中80%~90%成為廢水排出。因此,對印染廢水的處理就顯得尤為重要。
1? ? 印染廢水的特點
印染加工需要4個基本工序,預(yù)處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉等)、染色工序、印花工序、整理工序。以上4道工序都需要排出廢水,包括退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水和皂洗廢水等,印染廢水就是以上各類廢水的混合廢水。
因此,印染廢水具有數(shù)量龐大、成分復(fù)雜、變化無常、色度深、有機污染物含量高、毒性大難降解、染料抗光解、抗氧化性強等特點。且印染廢水含有多種具有生物毒性或?qū)е隆叭隆保ㄖ掳?、致畸、致突變)性能的有機物,對環(huán)境的危害非常大。
2? ? 印染廢水常用的處理技術(shù)
印染廢水常用的處理方法包括物理法、化學(xué)法、生物法以及聯(lián)合處理技術(shù)。
2.1? 物理法
印染廢水的物理處理法包括吸附法、混凝沉淀法、氣體浮選法等。
吸附法是應(yīng)用較多的物理處理方法,是利用多孔性的固體吸附劑將水樣中的一種或數(shù)種組分吸附于表面,再用適宜溶劑、加熱或吹氣等方法將預(yù)測組分解吸,達到分離和富集的目的。
Taye S.Kazeem等[1]利用鋁(Al)改性活性炭(AC)制備出簡便有效的吸附劑。通過使用不同質(zhì)量分數(shù)(1%,2%,5%和10%)的Al,制得不同比例的摻雜活性炭AC-Al,并研究復(fù)合材料對廢水中亞甲藍的吸附效果。結(jié)果表明,摻雜2%Al的AC-Al吸附劑性能最佳,最大吸附容量為181.82 mg/g。
混凝沉淀法是工業(yè)用水和生活污水處理中最基本也是極為重要的處理過程,通過向水中投加一些藥劑(通常稱為混凝劑及助凝劑),使水中難以沉淀的顆粒能互相聚合而形成膠體,然后與水體中的雜質(zhì)結(jié)合形成更大的絮凝體。絮凝體具有強大吸附力,不僅能吸附懸浮物,還能吸附部分細菌和溶解性物質(zhì)。絮凝體通過吸附,體積增大而下沉?;炷恋矸ň哂谐鏊|(zhì)好、工藝運行穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟實用、操作簡便等優(yōu)點。
田磊等[2]將陰離子型聚丙烯酰胺(PAM)作為助凝劑,氯化鐵作為混凝劑,利用混凝的方法處理煤氣化灰水結(jié)垢離子,Ca2+,Mg2+,SiO2+。結(jié)果表明,在偏堿性環(huán)境中,有利于去除SiO2+,經(jīng)過混凝處理,結(jié)垢離子的殘余質(zhì)量濃度在0.1 mg/L以下,去除效果很好。
巫煒寧等[3]對玻璃纖維薄氈生產(chǎn)廢水采用混凝沉淀工藝進行處理,結(jié)果表明,在pH為10左右時,廢水濁度的去除率達到97%,COD的去除率達到90%以上,擁有較好的去除效果。
管錫珺等[4]對鋰電池的蓋板沖洗廢水采用芬頓-混凝沉淀法處理,結(jié)果表明,在硫酸鐵投加量為4.0 g/L,過氧化氫投加量為12.5 mL/L,反應(yīng)時間1 h,pH等于2.5的條件下,化學(xué)需氧量COD去除率可達91.81%。當PAC投加量為80 mg/L,COD去除率可達93.90%。
2.2? 化學(xué)處理法
化學(xué)處理法是通過利用廢水中的污染物質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)劑,通過化學(xué)反應(yīng)(如氧化)的作用來去除、分離各種污染物分子。目前,我們通常使用的化學(xué)處理法有光催化處理法、電解法等。
光催化處理法[5]是近幾十年出現(xiàn)的水處理技術(shù),是指在光的作用下,材料吸收了特定波長的電磁輻射后,受激產(chǎn)生電子激發(fā)活躍狀態(tài),誘導(dǎo)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將大分子有機污染物逐步氧化成為低分子中間產(chǎn)物,最終生成CO2,H2O等,避免了二次污染,簡單高效。
Sayed M等[6]利用水熱法合成顆粒直徑尺寸為200~250 nm的ZnO納米球,并將氧化鋅納米球作為納米催化劑,光催化降解甲基橙染料。結(jié)果表明,甲基橙降解率很好,ZnO納米球在多種光催化過程中的再利用率很高。
Krit等[7]通過溶膠-凝膠技術(shù)合成二氧化鈦(TiO2)光催化劑,并通過刮刀技術(shù)涂覆在不同的基材(即透明玻璃,釉面瓷磚和不銹鋼)上,將涂覆的基材用于亞甲基藍染料廢水脫色。結(jié)果表明,在UVC照射下,TiO2涂層玻璃的脫色率最高(93.03±0.66)%。同時,發(fā)現(xiàn)顏色去除率隨pH降低而降低。
王光友等[8]將鎳負載在MOFs上,合成Ni-MOFs,并在不同條件下測試其對亞甲基藍印染廢水的光催化降解效率。結(jié)果表明,當投加量為50 mg,pH=12,初始質(zhì)量濃度為15 mg/L時,降解率達到96.89%。
電解法處理廢水主要是應(yīng)用電解的基本原理,使廢水中有害物質(zhì)在外電場的作用下,陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),陰極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng),進而將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)以實現(xiàn)廢水凈化的方法。電解法的操作簡單,管理方便,在污水處理領(lǐng)域達到了廣泛關(guān)注。
Chi[9]以木質(zhì)素為穩(wěn)定劑合成了膨潤土-木質(zhì)素納米零價鐵。將膨潤土-木質(zhì)素納米零價鐵作為粒子電極、涂覆釕/銥的鈦板作為三維電極系統(tǒng)來處理紙漿和造紙二次廢水。結(jié)果表明,有機溶劑木質(zhì)素能有效防止納米零價鐵顆粒的聚集。在膨潤土-木質(zhì)素納米零價鐵的用量為2.0 g/L的最佳條件下,COD去除率和脫色率分別達到87.6%和93.1%。
Zhi等[10]在恒定的50 mA/cm2的電流下,采用電沉積法,處理45 min,將0.1 mol/L HNO3,0.5 mol/L Pb(NO3)2,0.05 mol/L Ce(NO3)3和0.02 mol/L NaF電沉積在Ce/TiO2/NiO電極上,形成新型電極,并用來處理苯酚和TOC。結(jié)果表明,在最佳條件下,苯酚和TOC的去除率分別達到100.0%和98.1%。合成的新型電極是一種很有前途的新型降解有機污染物的材料。
2.3? 生物處理法
生物處理法,就是利用微生物新陳代謝功能,降解污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物,并將其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì),使得廢水得以凈化。根據(jù)使用微生物的種類,生物處理法通??煞譃楹醚醴?、厭氧法和生物酶法等。在城鎮(zhèn)污水的二級處理工藝中,活性污泥法的日處理能力在20萬m3以上,是最佳方法。其他較為常用的二級處理工藝近年來還有氧化溝法、SBR法、AB法等。該方法的處理比較環(huán)保,符合我國“綠色環(huán)?!钡纳鷳B(tài)理念,二次污染物少,且重復(fù)率好。主要適用于油田生產(chǎn)污水、城市污水、農(nóng)村生活污水等有機物含量比較豐富的環(huán)境中。
3? ? 結(jié)語
印染廢水產(chǎn)生量大、水質(zhì)復(fù)雜、處理難度大,在實際操作中需要根據(jù)印染廢水水質(zhì)情況,綜合考慮各種處理技術(shù)的優(yōu)缺點,選擇合適的處理工藝或者優(yōu)化組合進行處理,減少印染廢水對環(huán)境的影響。
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