染料行业常用废水处理技术

　　目前，有多种物理和化学方法以及生物学方法可用于染料废水的脱色和降解。国内外工业染料废水处理中常用的方法有：生物处理，化学絮凝，化学氧化，吸附和电化学等方法。诸如膜分离技术和辐照技术之类的其他技术也正在得到推广和应用。在特定的城市下水道和污水处理中，废水先在工厂中进行预处理，并在达到城市下水道排放标准后进行集中处理。排放前对废水进行预处理可以提高废水的质量，减轻城市污水处理厂的处理负荷，并根据废水的质量，采用不同的预处理方法。在印染废水的终处理中，有机物的去除通常基于生物方法。对于难以生物降解的印染废水，更适宜采用厌氧(水解)和好氧相结合的处理方法。对于易于生物降解的印染废水，可以使用一个时期的生物处理。色度的去除通常基于物理和化学方法。对于大型和高工厂，可以使用电解，化学絮凝和臭氧氧化。对于小型工厂，可以使用矿渣过滤。以下是国内外具体印染废水处理工艺的总结。
 

　　1. 1生物处理方法
 

　　生物处理方法主要通过生物细胞的絮凝，吸附和生物降解来分离和降解废水中的发色物质。生物的絮凝和吸附属于物理过程，不会导致染料分子结构发生化学变化。生物降解利用微生物酶氧化或还原染料分子，破坏其发色基团和不饱和键，并且通过一系列的氧化，还原，水解和复合过程，染料终被降解为简单的无机物质，或转化为多种营养物质或原生质。废水中的大多数有机物都是可生物降解的。诺卡氏菌和微球菌环菌甚至可以分解苯环结构。在辅酶HSCOA的作用下，苯环分解为有机酸，后氧化为CO2。和水。因此，自上世纪以来，由于其低的操作成本和经济的应用，生物处理已被广泛用于染料废水处理中。*80%以上的染料废水仍以生物处理为主，其中好氧生物处理占绝大多数。
 

　　生物处理可分为有氧生物处理和厌氧生物处理。尽管好氧处理的BOD去除率高，但去除率可达到80%，运行成本低。然而，复杂的大分子物质的降解效果很差，仅为约50%。因此，染料废水色度和难处理有机物的去除率往往不理想，尤其是PVA等化学浆料，表面活性剂和灰布碱还原技术得到广泛应用。染料废水的CODcr可达到3000 mg·L-1，生物降解能力明显降低，BOD / CODcr一般低于0.2，仅需氧生物处理，出水难以达到标准。与好氧处理方法相比，厌氧生物处理方法在一定条件下对复杂的高分子物质具有明显的降解作用，是一种很有前途的工业废水处理方法。但是，工业废水的厌氧处理常常伴有腐臭味，仅厌氧处理染料废水的效果并不理想，仍然很难达到排放标准。因此，在当前用于染料工业废水的生物处理装置之后，通常将物理和化学处理(凝结沉淀或气浮)装置串联连接以进行进一步处理。后续处理。基于上述生物处理方法的局限性以及染料在抗光解和抗生物氧化方面的新发展，探索生物处理工艺的佳组合，并筛选出具有强降解性和高效率的降解细菌絮凝活性已成为当前研究的热点，并取得了令人满意的结果。结果。
 

　　1.2絮凝方法
 

　　絮凝方法是通过物理或化学作用将某些物质添加到废水中，使初溶解在废水中或处于细悬浮状态的污染物不易沉降(或漂浮)并过滤成较大的颗粒，因此采用水分离法，以分离和去除废水中富集的发色物质。絮凝方法主要包括凝结沉淀法和凝结气浮法。所用的凝结剂可分为两类：无机和有机。无机凝结剂主要是铝盐和铁盐。常用的凝结剂包括石灰(Ca(OH)2)，硫酸铝(Al2(SO4)3·14H2O)，氯化铁(FeCl3)和(FeSO4)，硫酸铁(Fe2(SO4)3)等以及无机高分子聚合物，例如聚氯化铝，聚硫酸铁(PFS)，聚硫酸铁等。无机聚合物凝结剂具有腐蚀性低，pH范围宽，凝结和沉降性能好，脱水性能好等优点。废水处理效果好。有机凝结剂是指可以絮凝的天然或人工合成的有机聚合物。根据可解离基团的特性，它们可分为阴离子型(-COOH，-SO3H，-OS3H等)和阳离子型(-NH3OH，-NH2OH，-CONH3OH等)，两性的(包含两个基团)。同时)和非离子(不可电离的非电解质)。染料废水中常用的有机高分子絮凝剂有：CG-A，DC-491、611阳离子高分子絮凝剂，mPAM(亚甲基聚丙烯酰胺)等。与无机絮凝剂相比，具有脱色效果好，用量少，pH值范围宽，污泥量少的优点。近年来，在国外使用的有机聚合物凝结剂的数量一直在增加，并且有取代无机凝结剂的趋势，但是有机絮凝剂的高价格影响了其广泛的应用。絮凝经常单或与生化处理结合用作预处理。
 

　　絮凝法对疏水性染料的脱色效率高，色度去除率可达到92%以上，但对亲水性染料的脱色效果低，CODcr去除率低。因此，絮凝经常与其他处理方法(如生化处理，过滤等)结合使用。处理后，CODcr的去除率为70%至80%，BOD5的去除率为90%至96%，色度的去除率可达到70%以上。絮凝被认为是有效和经济的脱色技术之一，它比生物处理方法更经济。它具有工程投资少，占地面积小，处理能力大，疏水性染料脱色效率高的优点。但是，絮凝法的缺点是亲水性染料的脱色差，CODcr去除率低，处理时间长，污泥量大，脱水处理困难，这是影响该方法在工程实践中广泛应用的主要原因。因此，新型多功能高效絮凝剂的开发和应用工艺的优化是目前对该方法的研究重点。
 

　　1. 3化学氧化法
 

　　化学氧化方法是通过氧化破坏染料的共轭体系或发色团。它是印染脱色的一种方法，也是染料废水脱色和降解的主要方法之一。除了常规的氯氧化方法外，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。但是，由于氯氧化法会脱色，因此容易产生小分子，更危险，会引起动物肿瘤，损害神经系统和其他有机卤代物质，目前很少使用。同时过氧化氢法和光催化法虽然具有高效，无二次污染的优点，但由于加工成本和能耗的限制，仍与工业应用相距甚远。臭氧是一种很好的脱色氧化剂。对于含有水溶性染料(例如活性染料，直接染料，阳离子染料和酸性染料)的废水，它的脱色率很高。对分散染料也有很好的脱色作用。但是对于悬浮状态下废水中的其他减少量是有效的。 ，硫化和涂层，脱色效果差。臭氧氧化也可以与其他处理技术结合使用。如果使用FeSO4，Fe2(SO4)3和FeCl3，冷凝后用臭氧处理可以改善脱色；臭氧加上紫外线或电离辐射的同时也可以提高氧化效率。臭氧氧化对染料的适应性广，脱色效率高。同时，废水中O3和过量O3的还原产物可以迅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。当前臭氧氧化的主要缺点是相对较高的运行成本。因此，目前国内外用于工业废水处理的化学氧化方法主要是臭氧氧化方法。
 

　　1.4吸附方式
 

　　吸附脱色的主要优点之一是可以通过吸附将染料从水中除去，并且在吸附过程中保留了染料的结构。目前，国内外用于染料工业废水处理的主要吸附剂为：活性炭，硅聚合物，大孔树脂等比表面积大的材料，吸附剂对染料和色度的去除效果较好，但由于其相对较高成本尚未得到广泛推广和应用；低成本材料(例如高岭土和工业炉渣)也可以使染料废水作为吸附剂脱色，但它们仍处于实验探索阶段。目前，用于染料废水工业处理的吸附方法主要是活性炭吸附方法。活性炭已被广泛用作优异的吸附剂，并且仍然是有色废水的佳吸附剂。活性炭吸附法对去除水溶性有机物非常有效。对阳离子染料，直接染料，酸性染料，活性染料和其他水溶性染料具有良好的吸附性能。脱色率在97%以上，CODcr的去除率在63%?95%之间。然而，活性炭吸附对高浓度疏水染料废水的处理显示出明显的局限性，并且由于活性炭使用昂贵，因此单位废水处理成本很高。因此，活性炭吸附法通常与其他方法结合使用，主要用于废水的预处理或深度处理。因此，目前应用范围广，吸附效率高，易再生，性能稳定，加工成本低的吸附剂的研究与开发是该技术方法未来发展的重要方向。
 

　　1.5电化学方法
 

　　电化学方法是其中由电产生的氧化还原剂破坏染料的分子结构以使染料脱色和降解的方法。电化学方法主要分为：电解法，电浮法和微电池法。研究表明[17]，电化学方法是一种有效的染料废水处理方法，可以有效地处理染料废水的色度，CODcr，BOD和TSS。电解法以石墨，钛板等为板，以NaCl，Na2SO4或水中的原盐为导电介质电解染料废水。使用电解过程中产生的新生态氧，阳产生O2或Cl2，阴产生H2。或NaClO的氧化和H2的还原破坏染料的分子结构并脱色；电浮法以Fe和Al为阳，通过电反应生成Fe2 +和Al3 +水解产物，形成絮凝物。絮凝物因吸附而脱色，并且由于阴产生的H2絮凝物浮起。微型电池方法使用铸铁屑作为过滤材料，然后将染料废水浸入或通过。铁和废水之间的电势差用于产生电效应，电反应产生新的生态。 H的高化学活性会引起染料废水中各种成分的氧化还原反应，破坏染料的颜色结构。
 

　　染料废水的电化学处理一般不需要添加化学药品，后处理简单，占地面积小，管理方便，被称为清洁处理方法。除阳离子染料外，其他染料废水的电化学法脱色率均在90%以上。然而，在实际操作中，单位功率消耗和所用电材料的大量使用限制了其发展和广泛的应用。因此，开发高性能，高效电化学反应技术的新型电材料是该技术实际应用的关键，也是电化学技术改进的重要方向。