印染厂废水脱色*工艺采用化学氧化、光催化氧化和超声波氧化

印染厂废水脱色*工艺采用化学氧化、光催化氧化和超声波氧化

   　染料分子中发色基团的不饱和双键可被氧化断开、形成分子量较小的有机物或无机物,从而使染料失去发色能力。氧化法包括化学氧化、光催化氧化和超声波氧化。虽然具体工艺不同,但脱色机制却是相同的。

　　化学氧化是目前研究较为成熟的方法。氧化剂*般采用Fenton试剂(Fe2+-H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等。采用Fenton试剂在pH4～5时催化H2O2生成·OH,使染料氧化脱色,所生成的新生态Fe2+还具有促凝作用。用铁屑-H2O2处理印染废水,在pH1～2时可生成新生态Fe2+,其水解产物有较强的吸附絮凝作用,可使硝基酚类、蒽醌类印染废水色度脱除99%以上;用铁粉-H2O2对印染废水脱色时,当铁粉含量为1g/L、H2O2为1mmol/L、pH2～3时,脱色效果*。由于活性炭表面含有大量酸性基团如羟基、酚羟基和碱性基团,其对染料分子既有吸附能力又有催化作用。H2O2在活性炭表面能分解放出O或生成·OH,使吸附于活性炭表面的染料分子迅速氧化,降低印染废水的色度和COD。有作者利用Fenton试剂处理染料中间体H酸的*废液,发现废液中SO42-含量随H2O2的投加而迅速增加,说明磺酸基(亲水基团)从染料中间体上被氧化去除,其结果是增大了分子的疏水性,对絮凝脱色*为有利。利用小剂量Fenton试剂处理含酚废水,使废水中的有机污染物聚合以改变其水溶性,同样有利于絮凝脱色。

　　对于含有较多羟基的水溶性染料废水的脱色,亦可如法炮制。光催化氧化法利用某些物质(如铁配合物、简单化合物等)在紫外光的作用下产生自由基,氧化染料分子而实现脱色。TiO2光催化氧化法在pH3～11时产生O和·OH,使染料分子迅速分解而获得很好的脱色效果,如亚甲基蓝溶液及毛纺染整废水等的光催化脱色及降解;以铁-草酸、铁-柠檬酸或铁-丁二酸络合物作催化剂,在紫外光照射下和pH2～4时进行印染废水脱色实验,铁-羧酸配合物能生成烷基、羟基等多种自由基使印染废水氧化脱色;紫外线还可强化O3对重氮染料的脱色效果。铁-草酸盐络合物可用于光解活性艳红X-3B,其光解机制也已作了充分论述。超声波处理印染废水是基于超声波能在液体中产生局部高温、高压,高剪切力,诱使水分子及染料分子裂解产生自由基,引发各种反应并促进絮凝。用超声*降解浓度44.4mg/L酸性红B废水,在投加NaCl约1g/L,处理50min时,酸性红B废水脱色率近90%。总之,氧化法是*种优良的印染废水脱色方法,但如果氧化程度不足,染料分子的发色基团可能被破坏而脱色,但其中的COD仍未除尽;若将染料分子充分氧化,能量、药剂量消耗可能会过大,成本太高,所以氧化法*般用于氧化-絮凝或絮凝-氧化工艺。采用氧化-絮凝工艺,目的是通过氧化法将水溶性染料分子变为疏水性或使阳离子染料分子转变为中性、阴性分子,以利絮凝除去。反之,采用絮凝-氧化工艺则是将氧化作为后处理步骤,对印染废水做深度处理以进*步去除残余色度及COD。

  　　用化学方法给废水脱色迅速有效,分为氧化脱色和还原脱色两种方法。常用的氧化剂有氯及其衍生物、臭氧、过氧化氢和Fenton试剂等;还原剂则主要用亚硫酸氢盐、铁屑等。氯及次氯酸钠对酸性和活性染料能快速脱色,但

　　因对环境不友好近年来已很少被采用。臭氧脱色反应快,可以*大程度地降解活性染料,对含有硫化、偶氮和碱性染料的废水也有*定效果,但处理分散染料效果欠佳。二氧化氯(ClO2)用于染料、印染废水氧化脱色较O3效果更好,而且更加稳定。二氧化氯(ClO2)可有效去除活性染料,在废水处理中得到了广泛的研究和应用。陈世良等用ClO2对存在于染料废水及有色纺织品中的3种不同结构的活性染料进行脱色处理,分别用紫外可见光谱仪和测色配色仪对染料废水和织物中的染料进行脱色测试。结果表明:在常温常压下,ClO2对以这两种形式存在的染料均有较好的处理效果;染料废水中的3种染料经脱色处理1h后脱色率均达到95%以上。ClO2颜色受pH影响较大,在酸性条件下有很好的脱色效果,但印染废水多为碱性,直接用ClO2进行脱色是不利的,需*调节废水的pH。采用混凝二氧化氯组合法处理印染废水,可以在碱性条件下达到较好的脱色效果。　高*氧化*是*种有效处理难降解有机废水的化学氧化*,其原理是利用复合氧化剂或光照射等催化途径产生氧化能力*强的OH自由基。高*氧化方法主要包括湿式氧化、Fenton试剂氧化法、光催化氧化等。以活性炭作为催化剂的湿式氧化过程分两个阶段,**是气态的氧向液体转移,然后氧与废水中有机化合物发生作用。氧化脱色过程中催化剂表现出很强的催化能力。有研究以工业活性炭为催化剂对纺织废水中橙、甲基蓝、亮绿等三种常见的染料进行脱色处理。该试验在三相固定床反应器运行,液体中含有1000mg/L的染料,氧气流量为90mL/min,温度160,反应器内压力为16bar(1bar=0.1MPa)。运行20h后染料基本去除,200h内染料脱色保持稳定。脱色过程时间*短,但会生成*些比较难处理的有毒有机中间产物。Fenton试剂适用于处理对生物有害而无法用生物处理的废水,主要缺点是产生的污泥较多。传统还原剂亚硫酸氢盐易吸潮结块,甚至发生自燃,管理繁琐,且对某些染料脱色困难,现在已应用较少。铁屑作为还原材料,有*定的脱色效果。蜂窝铁是由工厂废铁屑或纯铁末等用加锯末和双酚环氧树脂在700~750温度下加热制得,孔隙率较普通铁屑大幅增加。该脱色过程为准*阶反应,反应速度和溶液pH相关。在pH为3时,使用蜂窝铁对颜色去除率达到75%~80%,比用铁屑快三倍。