氧化技術(shù)深度處理染料廢水探究

俞潔?姚宇平

摘 要 隨著時(shí)代的發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，越來越多的環(huán)保技術(shù)紛紛涌出，染料廢水是日常生活中常見的污染物，若是不經(jīng)過處理直接排放，則直接對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。染料所產(chǎn)生的污水污染濃度高、有劇毒，必須經(jīng)過嚴(yán)格的處理才能夠進(jìn)行排放。本文對(duì)染料廢水的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并探討該技術(shù)的開發(fā)研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞 染料廢水；處理；技術(shù)

前言

一直以來我國都是服裝生產(chǎn)大國，對(duì)染料的需求量一直很大，近年來，隨著我國服裝的快速發(fā)展，染料的生產(chǎn)和使用也處于高速發(fā)展的過程中，意味著也產(chǎn)生了大量的染料廢水。每年排放到環(huán)境中的染料約為6萬噸。染料廢水是指染料和顏料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水。染料廢水中有機(jī)物含量高，成分復(fù)雜，色度和生物降解性強(qiáng)。由于這些特點(diǎn)，染料廢水的處理已成為工業(yè)廢水處理的難題。

1 染料廢水的特點(diǎn)

由于染料生產(chǎn)芳香、蒽醌類、苯胺的主要原料，硝基苯、苯酚，致使染料廢水中含有大量的物質(zhì)，對(duì)廢水有機(jī)物含量高的COD染料或染料中間體的損失，這種材料可生物降解性差，增加了治療的難度。廢水含有多種染料，色度高。即使染料濃度很低，也能使廢水產(chǎn)生明顯的顏色。因此，染料廢水的脫色一直受到廣泛關(guān)注。水質(zhì)復(fù)雜，水質(zhì)酸堿度波動(dòng)較大。在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中，大量的酸或堿可使廢水的酸堿度發(fā)生較大變化。同時(shí)，從原料到成品染料，操作煩瑣，副作用大，損失嚴(yán)重，造成廢水成分復(fù)雜，生物降解性差。另外，由于染料種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，間歇生產(chǎn)工藝，廢水水質(zhì)波動(dòng)大，處理難度大、毒性大，環(huán)境污染嚴(yán)重。大多數(shù)染料及染料中間體是致癌、致畸、致突變、和高生物毒性。有些染料被列為致癌性試驗(yàn)的優(yōu)先化學(xué)品。同時(shí)，由于染料的廣泛應(yīng)用，向環(huán)境釋放的染料和染料中間體對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，因此治理是非常困難的。大多數(shù)染料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，三引起的致癌、致畸、致突變的人類和其他生物、生物毒性、蒽醌和偶氮染料、三苯甲烷染料，三個(gè)誘導(dǎo)作用和毒性已經(jīng)很大，由于染料的生產(chǎn)和使用成本低，不適合替代品，導(dǎo)致使用這些染料的重復(fù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康的影響非常大[1]。

2 常用的幾種氧化技術(shù)

2.1 單獨(dú)臭氧技術(shù)

臭氧氧化工藝對(duì)印染廢水的影響主要受廢水中有機(jī)物濃度、pH、臭氧投加量和廢水中無機(jī)鹽含量等因素的影響。例如，有機(jī)物濃度對(duì)活性艷紅135染料臭氧氧化有很大影響。當(dāng)活性紅135染料的化學(xué)需氧量初始濃度為400、 800 mg/L，在印染廢水需要37，44和56min分別達(dá)到完全降解的影響有機(jī)質(zhì)。在pH和鹽度廢水實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：中性pH條件下的印染廢水，臭氧治療效果明顯低于在酸性和堿性條件；并提高印染廢水中的污染物臭氧降解的影響是廢水中的無機(jī)鹽濃度低。臭氧量會(huì)影響印染廢水的出水深度，臭氧、生物活性炭、混凝沉淀等處理廢水能有效地減少臭氧的用量，因?yàn)槌粞踹^多的印染廢水會(huì)有一定程度的回縮。用工業(yè)印染廢水臭氧氧化降解條件相對(duì)成熟，入口流量2.5l/min，進(jìn)口臭氧濃度12.5 mg/L，曝氣時(shí)間為30min，繼續(xù)反應(yīng)30min可使色度的去除率在百分之九十五以上，但當(dāng)單獨(dú)臭氧氧化法、臭氧氧化法分子利用率不高，且產(chǎn)品的完成后的氧化反應(yīng)一般是低分子量的羧酸、醛、酮等有機(jī)化合物，有機(jī)分子轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物氧化難降解，不可完全降解為水和二氧化碳和其他無機(jī)材料，需要與化學(xué)方法物理方法相連用形成較為高級(jí)的氧化體系。

2.2 催化臭氧技術(shù)

催化臭氧化過程包括兩個(gè)主要過程：均相催化氧化和非均相催化氧化過程。該工藝可提高臭氧的利用率，減少臭氧的用量，顯著提高臭氧氧化和分解有機(jī)物的效率，從而提高印染廢水中有機(jī)物的去除率。均相催化臭氧化一般使用過渡金屬離子如鐵、鎳和銅作為催化劑。均相催化的均相金屬離子能促進(jìn)臭氧分解生成活性中間體，如活性自由基，從而進(jìn)一步改善臭氧的氧化性能。均相催化臭氧化工藝能提高印染廢水中有機(jī)物的降解率，充分利用臭氧分子，達(dá)到提高臭氧利用率，降低廢水處理成本的雙重效果。非均相催化臭氧氧化法是在載體上負(fù)載金屬、金屬氧化物或金屬氧化物作為催化劑。常溫常壓下多相催化氧化可使難處理的有機(jī)物被臭氧氧化降解。在非均相催化氧化過程中所需的催化劑附著在相關(guān)載體上，易于與印染廢水分離，減少降解過程產(chǎn)生的兩種污染量，具有理想的使用前景[2]。

2.3 聯(lián)合臭氧技術(shù)

聯(lián)合臭氧技術(shù)就是將臭氧氧化技術(shù)與其他技術(shù)相互聯(lián)合對(duì)染料廢水進(jìn)行理，常見的聯(lián)合臭氧技術(shù)有以下幾種，首先是臭氧-UV技術(shù)。臭氧-UV技術(shù)處理以紫外光為處理能源，充分利用臭氧的氧化作用。臭氧能在紫外光照射下分解羥基自由基，羥基自由基能提高臭氧氧化能力，提高印染廢水中有機(jī)物的去除率。在國內(nèi)有一個(gè)深度處理工藝，為廠家引進(jìn)氧光催化廢水。研究發(fā)現(xiàn)，只有廢水臭氧氧化處理，COD和色度的去除率可達(dá)到25%和90%；只有紫外線單獨(dú)處理印染廢水，色度去除率很低，COD的去除率隨照射時(shí)間的增加，后COD去除率達(dá)到峰值約35分鐘。臭氧/紫外線聯(lián)合工藝對(duì)印染廢水色度和COD去除率均能達(dá)到滿意的效果。另外還有臭氧-生物活性炭處理技術(shù)，如果只是印刷成本高的印染廢水臭氧氧化處理，效果一般，但如果臭氧氧化法和生物處理工藝，可使難生物降解去除印染廢水中有機(jī)物氧化為易生物降解的有機(jī)分子，除大分子，使生物降解性?；钚蕴恐芨纳朴∪緩U水中有機(jī)物的降解，使活性炭吸附降低負(fù)荷。臭氧氧化工藝還可以改善印染廢水中溶解氧的含量，為好氧微生物降解有機(jī)物創(chuàng)造良好的環(huán)境。臭氧生物活性炭工藝是在生物活性炭技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種先進(jìn)的廢水處理技術(shù)。該工藝具有處理效率高、產(chǎn)泥量少、操作方便、固、液分離方便等特點(diǎn)，大大節(jié)約了印染廢水處理的成本。臭氧-生物活性炭工藝可用于印染廢水的二級(jí)處理和循環(huán)水的連續(xù)利用。研究表明，印染廢水濁度、色度、COD去除率分別為70%、75%和65%，出水水質(zhì)良好。該工藝在印染廢水深度處理中得到了廣泛的應(yīng)用。該工藝對(duì)去除廢水中的有機(jī)物有明顯的效果。但由于初期設(shè)備投資較大，臭氧氧化所需的臭氧消耗量也比較大，因此該技術(shù)不適合微污染水處理。生物活性炭工藝是天然掛片技術(shù)，碳柱的生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，使得臭氧生物活性炭技術(shù)得到廣泛應(yīng)用[3]。

3 結(jié)束語

廢水處理用臭氧氧化技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，臭氧氧化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用范圍廣、氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、少污染或無污染，并已在水處理領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，已成為水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)于印染廢水，單一使用臭氧氧化技術(shù)不能完全去除染料廢水色度和COD，且成本較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適用于工業(yè)應(yīng)用。在中國，臭氧氧化技術(shù)的應(yīng)用研究不僅是解決有機(jī)廢水處理問題的現(xiàn)實(shí)意義，而且對(duì)提高出水質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙俊娜，李貴霞，劉曼，等.臭氧氧化法處理模擬染料廢水影響因素及降解動(dòng)力學(xué)研究[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，35（03）：296-302.

[2] 鄒海明，王艷，李飛躍，等.臭氧紫外組合工藝協(xié)同深度處理染料廢水實(shí)驗(yàn)研究[J].工業(yè)水處理，2014，34（09）：61-63，79.

[3] 翟樹達(dá)，甘寶鵬，張東曙.臭氧射流曝氣工藝深度處理活性染料廢水的研究[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，31（03）：53-56.