染料废水处理技术综述.docVIP

染料废水处理技术综述 周敏 （沈阳化工大学环境与生物工程学院，辽宁 沈阳 ） 摘要：综述染料废水的常见处理方法，包括絮凝法、吸附法、电化学法、氧化法(化学氧化，光催化法，微波协同法)、生物法以及膜法等，分别介绍了各种处理方法的研究、应用及可能的发展。 染料废水主要包括染料生产废水和印染工业废水。目前，染料主要是以芳烃和杂环化合物为母体， 并带有显色基团和极性基团，结构日趋复杂，性能也越来越稳定，这给印染废水的处理带来了更大困难。染料废水具有组分复杂、色度高、COD和BOD浓度高、悬浮物多、水质及水量变化大、难降解物质多等特点，是较难处理的工业废水之一。染料废水的处理方法主要包括生物氧化法、氧化法(化学氧化，光催化法，微波协同法)、吸附法、混凝法和电化学法等。下面，将对各种处理方法进行归纳总结。 1 絮凝法 絮凝剂主要分为有机絮凝剂，无机类絮凝剂和生物絮凝剂。。有机絮凝剂主要分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性絮凝剂。常用的阴离子絮凝剂有阴离子聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、硬脂酸钠等。阳离子絮凝剂主要有阳离子聚丙烯酰胺、烷基三甲基氯化铵等。非离子絮凝剂主要有非离子型聚丙烯酰胺、淀粉等。两性有机絮凝剂主要是动物胶和一些蛋白质等。生物絮凝剂主要是指微生物絮凝剂，培养具有絮凝性能的菌株用作絮凝剂对于新型絮凝剂的开发，也是这方面工作的热点。例如：对壳聚糖的研究就受到了广泛关注。羧甲基壳聚糖(CMCTS)，由壳聚糖经过醚化反应制得，壳聚糖经过羧甲基化后，在水中有较好的水溶性，具有成膜、吸附、絮凝和螯合等性能，在废水深度处理中将会有广泛的应用。刘秉涛等 的研究表明，CTMCTS兼有吸附、絮凝、杀菌多重功效，更适用于染料废水的深度处理。絮凝法对废水中的悬浮物质有较好的处理效果，但具有成本高，用量大，二次污染重的缺点。 2 吸附法 吸附法以其能够选择性地富集某些化合物的特性在废水处理领域有着特殊的地位，常用的吸附剂有活性炭、树脂和其他一些吸附材料，国外对吸附法处理染料废水进行了广泛而深入的研究。 2．1 活性炭吸附法 活性炭对去除水中溶解性有机物非常有效，但它再生比较困难，处理成本较高，因此应用面窄，一 般可用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。在吸附机制方面的研究显示，中孔较多的活性炭易吸附染料分子，主要原因是中孔不仅对吸附有贡献，同时也为吸附质的扩散提供了宽敞的通道。这就启发研究人员可以考虑在活化方法上争取扩大微孔，使之可以容纳大分子。吸附后活性炭与废水的完全分离和活性炭的多次利用也是该法处理染料废水中的难点。Oliveira等_8 J将活性炭和磁性铁氧化物复合成一种磁性吸附剂，在不影响活性炭吸附容量的前提下，利用磁性方便地将活性炭从处理后的染料废水中分离出来。另外，在流化床中用V2()5作催化剂，活性炭作吸附剂，过氧化氢作氧化剂处理染料废水，在10 min的物理和化学反应的联合作用下，COD和色度的去除率可达到指标要求。该方法的最大优点是活性炭可以持续使用，不需要经常再生。 2．2 树脂吸附 研究表明，微孑L吸附树脂因其极低的吸附容量而不能满足处理染料废水的要求；没用功能基修饰的大孑L吸附树脂虽然有合适的吸附容量，但是由于其对染料大分子的亲和力不够，只能对一些相对分 子质量较小(Mr1 ooo)的染料分子吸附效果较好；强碱型的离子交换树脂对于染料分子的吸附容量很 大，但是洗脱很困难；而弱碱型的离子交换树脂表现出良好的吸附和洗脱性能，吸附质量比可以达到 230～900mg／g，脱附也易于实现。所以，强碱型离子交换树脂是用于染料废水处理的研究热点之一。 2．3 其他吸附剂 天然矿物主要包括各种黏土、矿石、煤炭等，一般储量都比较丰富，我国炉渣、煤渣、粉煤灰等废物量也很多，成本更为低廉，因此这些无机吸附剂的应用前景比较广阔。Konduru等将泥煤、钢渣、膨润土、粉煤灰等无机吸附剂和活性炭对染料的吸附性能进行了比较。试验结果表明，钢渣、粉煤灰对酸性染料以及泥煤、膨润土对碱性染料的吸附效果可以和活性炭相媲美，而这4种吸附剂对分散染料的吸附效果都优于活性炭。这一结果为低成本的吸附剂走向工业化应用提供了科学依据。 3 电化学法 电化学法无需或少量投加化学药剂，具有不产生二次污染、后处理简单、占地面积小和管理方便等 优点，又被称作环境友好技术，是一种极具竞争力的废水处理方法，包括电氧化法、电凝聚法和电气浮法，以及微电解法等。鉴于电凝聚法、电气浮法处理染料废水已有文献报道，总结归纳如下。 3．1 电氧化法 染料的直接电氧化难易程度由施加在工作电极上的电位大小决定，而反应速率在一定程度上由流过 电极表面的电流决定。但若阳极施加电位过高，则会有析氧反应的竞争，导致电流效率CE较低。因此，寻找具有高析氧的电位电极一直是电氧化法处理有机物研究的工作重点[13j。申哲民等