核心提示：印染廢水成分復雜、色度大、濃度高,含有的難降解物質多。它所包含的染料主要有親水性的直接染料、酸性染料、活性染料及疏水性的還原染料、硫化染料、分散染料等。這些染料品種繁多,結構復雜,造成印染廢水含有多種具有生物毒性或三致性能的有機物。而且有機物質之間還具有協同增強的作用。因此印染廢水的脫色是廢水處理的主要問題。目前常用的印染廢水脫色方法有吸附法、絮凝法、氧化法、電解法以及生化法等。
印染廢水成分復雜、色度大、濃度高,含有的難降解物質多。它所包含的染料主要有親水性的直接染料、酸性染料、活性染料及疏水性的還原染料、硫化染料、分散染料等。這些染料品種繁多,結構復雜,造成印染廢水含有多種具有生物毒性或三致性能的有機物。而且有機物質之間還具有協同增強的作用。因此印染廢水的脫色是廢水處理的主要問題。目前常用的印染廢水脫色方法有吸附法、絮凝法、氧化法、電解法以及生化法等。本文重點對近年來吸附方面所用的一些吸附劑及其研究的一些新進展作一介紹。
1幾種吸附劑的應用
吸附法主要是利用活性炭、黏土等多孔物質(粉末或顆粒)處理廢水,使廢水中的污染物質吸附在多孔物質表面或被過濾除去。吸附劑主要包括可再生吸附劑,如活性炭、離子交換纖維等;不可再生吸附劑,如天然礦物、膨潤土、硅藻土、工業廢料(如煤渣、鐵屑、粉煤灰等)以及天然廢料如木炭、鋸屑、殼聚糖、廢棄蛋白原料等。
11活性炭吸附劑
活性炭吸附劑是由動物性炭、木炭、瀝青炭等含炭為主的物質經高溫炭化和活化而成?；钚蕴烤哂泻艽蟮谋缺砻娣e,是一種優良的吸附劑,在水處理工業中廣泛應用,至今仍是廢水脫色的最好吸附劑。近年來,國內外都進行了很多的研究工作。
賈冰玉等人研究了用活性炭纖維去除水中直接深藍Ｌ3ＲＢ染料以及活性炭的再生問題。他們應用紅外及可見分子吸收光譜法研究了活性炭纖維(ＡＣＦ)對直接深藍Ｌ3ＲＢ(ＤＤＢ,Ｃ.Ｔ.Ｄｉｒｅｃｔ.ｂｌｕｅ.Ｔ1)的吸附行為。用電化學法研究了ＤＤＢ飽和吸附后,ＡＣＦ再生的可能性,發現ＡＣＦ最佳吸附條件為ｐＨ=5,以2%ＮａＣｌ水溶液支持電解液,用銅棒和石墨棒分別作陰極和陽極,陰極區ＡＣＦ再生率達95%。
目前,國外的活性炭吸附多用于三級處理。該法對處理水中的溶解性有機物非常有效,國外學者研究活性炭對印染廢水的處理[2],結果表明,活性炭對水溶性染料的吸附率、ＢＯＤ去除率、ＣＯＤ去除率分別達到93%、92%和63%,活性炭吸附ＣＯＤ能達到500ｍｇ/ｇ炭。如果對污水先進行曝氣,則會加快吸附速率;但如果廢水ＢＯＤ5>200ｍｇ/Ｌ,采取這種方法則是不經濟的。ＩｄｉｌＡｒｓｌａｎＡｌａｔｏｎ用顆?；钚蕴可疃忍幚斫浬镅趸蟮挠∪緩U水,在ｐＨ值<7時,ＣＯＤ、ＴＯＣ的去除率大大提高;如果活性炭和Ｏ3氧化體系結合使用效果更好,ＣＯＤ由原液的224ｍｇ/Ｌ降到了131ｍｇ/Ｌ,ＴＯＣ從58ｍｇ/Ｌ降到了42ｍｇ/Ｌ,色度去除完全[3]。雖然活性炭的吸附效果很好,但它一般只適用濃度較低的廢水和深度廢水處理。對于染色廢水,顆粒狀活性炭只能吸附水中可溶性染料(如陽離子染料、酸性染料、活性染料等),而對懸浮狀不溶性染料的去除效果則很差,加之活性炭再生費用較高,使活性炭吸附法的應用受到限制。
12改性礦土和合成樹脂吸附劑
天然粘土資源豐富,價廉易得,采用粘土、改性粘土及其他天然礦石處理印染廢水也有廣泛的研究。膨潤土的主要成分是蒙脫石,蒙脫石具有負電性,可吸附交換陽離子和極性分子。它的比表面積非常大,具有很強的吸附性,但天然膨潤土對有機染料的吸附脫色效果并不好。因此國內外都將注意力集中在對膨潤土的改性研究上。
改性膨潤土的比表面積增大(例如酸性膨潤土),孔隙多,結構疏松,大大提高了其對有機物的吸附和離子交換能力。樓文斌用不同改性膨潤土對活性艷藍ＸＢＲ、活性艷橙ＸＧＮ和直接耐曬藍Ｂ2ＲＬ三種染料吸附脫色效果進行了研究,確定出了一種膨潤土的改性工藝條件,并研究了改性膨潤土用量對染料的吸附脫色效果的影響。結果表明,上述三種染料脫色效果與膨潤土的改性條件及改性處理液的ｐＨ值有很大關系,該改性膨潤土對印染廢水中的藍色和紫紅色染料都有較好的脫色效果,脫色率達90%以上。許坤等人通過對凹凸棒石粘土脫色效果的系統研究,發現粉末狀凹凸棒石粘土對水溶性陽離子染料有良好的脫色效果,當陽離子染料起始濃度為100ｍｇ/Ｌ時,平均脫色率為989%。
硅藻土也是一種優良的多孔性吸附劑,其來源豐富,價格低廉,性質穩定,其表面有大量硅羥基基團,能更好地實現光生空穴的捕獲,抑制電子空穴對的結合。何媛媛等人以Ｔｉ(ＳＯ4)2與硅藻土為原料,采用浸漬法制備ＴｉＯ2硅藻土復合光催化劑,該催化劑既有較高的紫外光催化活性,也有良好的吸附性。在160Ｗ的紫外光照射,光催化劑用量為1ｇ/Ｌ,反應時間為30ｍｉｎ的條件下,利用該催化劑處理濃度為20ｍｇ/Ｌ的亞甲基藍水溶液,脫色率達96%。
沸石是自然界中廣為存在的一種硅鋁酸鹽礦物。它特殊的四面體骨架結構,使得天然沸石具有較大的表面積和較高的離子交換性。改性沸石對印染廢水的脫色率更好,脫色率高于90%,比天然沸石的脫色能力增大20倍以上。蛋白石頁巖是一種新型的吸附材料,它具有較發達的孔隙,孔隙的內表面積大,孔隙又分為大孔、中孔、微孔,蛋白石頁巖的這些物理特性決定了它具有一定的吸附作用。實驗證明,蛋白石頁巖對堿性玫瑰紅和堿性桃紅染料廢水的去除率達100%,效果很好。
此外,高嶺土也是一種吸附劑,經過長鏈有機陽離子處理的高嶺土能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。天然吸附劑價廉易得,對廢水中染料的去除率很高,有的天然吸附劑可直接用于廢水吸附效果良好,如硅藻土、蛋白石頁巖等;有些天然吸附劑經改性后對印染廢水的脫色率很高如膨潤土、沸石。因此天然吸附材料符合當前使用要求,應大力發展。
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