[摘要]印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、堿性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水之一。目前,用于印染廢水處理的主要方法有物化法、生化法、化學法以及幾種工藝結合,各種處理方法對污染物去除效率及脫色差別較大,而印染廢水處理的最大難點就是脫色處理。文章系統介紹了印染廢水的各種主要處理技術,評釋了它們各自的特點和存在問題,并展望了印染廢水處理技術的應用前景。
紡織印染廢水具有水量大、有機物含量高、堿性大、水質變化大等特點,屬難處理的工業廢水之一。常用的印染廢水處理技術有生物降解法、化學氧化法、絮凝法、離子交換法、活性碳脫色法、膜分離法、電滲析法、吸附法、臭氧脫色法及電化學法等。印染廢水的水質隨加工的纖維種類和采用工藝以及使用的染化料的不同而異,污染物組分差異很大。如何在眾多的處理方法中選擇適宜的處理工藝,做到運行成本既合理,污染物去除效果又好,成為工程設計中的關鍵。為了對印染廢水處理工藝有更深入的了解,文章就幾種主要的污水處理技術在印染廢水綜合處理中的應用作簡要介紹,并就其優缺點進行評釋和展望。
1·吸附法
吸附法是利用活性炭、活性粘土、離子交換纖維、膨潤土、硅藻土、煤渣、粉煤灰等具有吸附性能的吸附劑,對廢水中的色素、染料及其他有害成分進行吸附去除。傳統的吸附劑對去除廢水中溶解性有機物十分有效,如對陽離子染料、直接染料、活性染料、酸性染料等水溶性染料的吸附處理,但不能去除廢水中的膠體及疏水性染料。
近年來,隨著科研工作者對吸附法進行了大量深入研究,開發出多種復合型或改性的吸附劑,對印染廢水脫色效果有了明顯提高。有研究者利用某些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑,如硅藻土經酸化、熱活化即可制備兼有吸附絮凝兩種功能的硅藻土復合凈水劑,其對印染廢水處理脫色效果很好[1]。粉煤灰經化學改性活化后,生成兼有絮凝性能的改性粉煤灰,不但對疏水性染料廢水脫色率很高,對親水性染料也有一定的脫色率[2]。杭瑚等用膨潤土吸附多種有機染料的試驗表明[3],復合膨潤土對陽離子染料的吸附脫色性能最好,以質量分數為0.01%的膨潤土加0.005%的聚合氯化鋁(PAC),可使陽離子染料為主的印染污水脫色率達到94%~100%。活性炭對分子量小的染料分子脫色效果較好,對大分子量或疏水性染料的脫色效果較差,由于活性炭吸附處理存在價格高、再生較困難、綜合處理費用偏大等缺點,實際廢水處理工程中很少采用。
2·絮凝法
絮凝法是廢水處理中應用得最廣泛的一項技術,具有投資費用低、設備簡單、占地少、處理量大等眾多優點[4]。該技術通過向廢水中投加一定量絮凝劑,然后采用混合、反應、沉淀工藝,使廢水得到凈化。絮凝法的關鍵是如何選擇高效絮凝劑和有效的絮凝工藝。常用的絮凝劑包括無機低分子絮凝劑(硫酸鋁、三氯化鐵等普通電解質)、無機高分子絮凝劑(聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等)和有機高分子絮凝劑(聚胺、聚銨鹽等)。絮凝法處理印染廢水除了能去除廢水中的各種有機、無機污染物外,還有很好的脫色效果,因此得到了廣泛應用。
3·氧化法
氧化法對廢水中有機污染物的去除十分有效。由于印染廢水中的染料分子十分穩定,只有高級氧化技術才能有效破壞染料分子結構,從而取得良好的處理效果,常見的廢水高級氧化技術包括Fenton試劑氧化法、光化學氧化法、超聲波法和超臨界水氧化法等。
Fenton試劑氧化法是通過在處理過程中產生具有極強氧化能力的羥基自由基(OH),能把廢水中的染料分子氧化分解,從而達到脫色的目的。為了提高氧化效果,實際Fenton試劑氧化法處理廢水中必須避免FeSO4·7H2O(催化劑)過量,防止H2O2過量消耗,調節好pH,使反應系統處于最佳pH范圍(pH=3~5)[5]。
光化學氧化法是近20年來才進行研究的新型水處理技術。根據反應機理的不同,可分為光分解、光敏化氧化、光激發氧化和光催化氧化。其中光催化氧化法研究比較成熟,應用得比較多。光催化氧化具有非選擇性氧化各類有機物并使之礦化、可以用太陽能代替UV光源、清潔而經濟、設備簡單等優點,是一項很有前途的廢水處理技術。孫尚梅等采用TiO2光催化氧化法處理毛紡染整廢水結果表明,處理效果優于生物法[6]。程滄滄等對可溶性的染料酸性玫瑰紅B和曬化綠B進行光催化降解研究,結果表明,在實驗條件下,其降解率分別為92.4%和91.3%[7]。TiO2光催化氧化法在pH為3~11時,使染料水溶液產生原子氧和羥基自由基,具有很好的脫色效果,如亞甲基藍溶液的光催化脫色及降解[8]。有作者用鐵-草酸、鐵-檸檬酸、鐵-丁二酸絡合物作催化劑,在紫外光照射下進行印染廢水脫色實驗,pH為2~4時,鐵-羧酸配合物生成烷基、羥基等多種自由基使印染廢水氧化脫色[9]。
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