印染废水水量大、色度高、成分复杂。废水含有染料、施胶剂、添加剂、酸、碱、纤维杂质和无机盐。染料结构中的胺类化合物和铜、铬、锌、砷等重金属元素毒性很大。目前印染过程中有10~20%的染料排入废水,严重污染环境。随着染料工业的发展和印染加工技术的进步,染料结构的稳定性大大提高,使得脱色更加困难。目前,印染废水的脱色已成为国内外废水处理中亟待解决的问题。
生化处理采用微生物法降解染料分子和有机物,但有害分子降解率低,设备投资大,运行成本高。因此,选择一种简单、经济、有效的处理方法已成为印染废水脱色的研究热点。除生化法外,其他物化或化学脱色法,如吸附法、氧化还原法、离子交换法、膜法、混凝法等,已经报道了很多研究和应用,但是治疗效果并不十分令人满意。
通过氧化还原反应破坏染料的共轭体系或发色团是一种有效的方法。除了常规的氯氧化法,国内外的研究主要集中在臭氧氧化、过氧化氢氧化、电解氧化和光氧化。
大型印染废水臭氧发生器是一种很好的脱色氧化剂,对含有活性、直接、阳离子、酸性染料等水溶性染料的废水有很高的脱色率,对分散染料也有很好的脱色效果。松井等人的研究结果表明,偶氮染料更容易被臭氧氧化脱色。臭氧的量与偶氮基团的数量有关。例如0.1mol/l的直接红2S和直接黑2S,所需臭氧量分别为80和130mg/l。臭氧氧化也可以与其他处理技术相结合。例如,用硫酸亚铁、硫酸亚铁和氯化铁进行混凝,然后进行臭氧处理,可以提高脱色效果。与单独臭氧处理相比,臭氧电解处理可提高直接染料和酸性染料脱色率25~40%,碱性染料和活性染料脱色率10%。臭氧结合紫外线辐射或电离辐射也可以提高氧化效率。臭氧氧化对染料品种适应性广,脱色效率高。同时,废水中O3和过量O3的还原产物可以快速分解为溶液和空气中的O2,不会对环境造成二次污染。因此,O3脱色技术具有一定的工业应用前景。
到目前为止,各种脱色方法在经济、技术、环境影响和实用性等方面都存在一定的缺陷。吸附脱色具有只吸附染料而不破坏其结构的特点,但目前使用的吸附剂往往存在吸附能力不足或再生困难的缺点。高级氧化脱色被认为是一种很有前途的方法,但其价格昂贵已成为制约其广泛应用的重要原因。一些传统的氧化方法,如次氯酸钠、过氧化氢、大型印染废水臭氧发生器和紫外线氧化法,已被证明对废水脱色无效。增强物理化学和酶降解的方法可能具有非常广阔的应用前景。
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