翟佳

江蘇省環(huán)科院環(huán)境科技有限責(zé)任公司

1 引言

染劑在各行業(yè)中起著重要作用，如皮革、造紙、紡織等。目前我國(guó)生產(chǎn)的染料總量約有九十多萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量的70%以上。紡織業(yè)、印染業(yè)、造紙業(yè)、皮革業(yè)、涂料業(yè)、染料業(yè)五大印染行業(yè)的廢水排放量中，紡織業(yè)的廢水排放占總廢水量的54%。剩下的四個(gè)行業(yè)占到了46%，但是水的浪費(fèi)還是不小的。當(dāng)前，無(wú)論生產(chǎn)工藝還是生產(chǎn)設(shè)備都在不斷的更新，但同時(shí)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步又使生產(chǎn)廢水更難處理，對(duì)環(huán)境水資源產(chǎn)生了巨大的影響。所以研究活性染料廢水的處理技術(shù)具有重要的意義。我國(guó)作為紡織大國(guó)，在紡織生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的印染廢水。廢水中污染物較多，且可生化性差，如果不能及時(shí)處理，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅，特別是水環(huán)境，對(duì)公眾的日常生活和健康造成嚴(yán)重威脅，它將導(dǎo)致環(huán)境的嚴(yán)重破壞和生態(tài)系統(tǒng)的失衡，對(duì)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)將產(chǎn)生十分不利的影響。雖然我國(guó)已建立了相應(yīng)的印染廢水排放制度，但據(jù)研究，印染廢水的影響仍不減，因此，有關(guān)部門必須對(duì)印染廢水的特性進(jìn)行詳細(xì)分析，并根據(jù)印染廢水的特點(diǎn)制定相應(yīng)的處理方法，從而有效減少印染廢水對(duì)環(huán)境的污染。

2 印染廢水治理存在的問(wèn)題

自紡織印染行業(yè)的快速發(fā)展以來(lái)，其產(chǎn)能一直處于著高速發(fā)展的階段，這與人們?nèi)找嫣嵘纳钏绞敲芮邢嚓P(guān)的，但是其自身面臨的高能耗、高污染、高耗水等一系列的問(wèn)題也是很難解決的。但是其發(fā)展過(guò)程中的低利潤(rùn)卻難以進(jìn)行節(jié)能、污染治理等多項(xiàng)費(fèi)用的支出，也就無(wú)法在長(zhǎng)期的發(fā)展中獲得優(yōu)勢(shì)，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和行業(yè)發(fā)展懈怠的現(xiàn)象，慢慢進(jìn)入了惡性循環(huán)的工作階段。其中的原因是印染廢水處理和回收工作的高額費(fèi)用是難以得到有效的支持的，這種先污染后處理的末端治理的策略也就導(dǎo)致了廢水處理成本的增加。末端治理工作的重點(diǎn)在于對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行后續(xù)的處理工作，這種處理的工作量大、費(fèi)用高、效果差強(qiáng)人意。需要在印染工藝的發(fā)展上進(jìn)行有效的分析，減少印染廢水處理工作的弊端，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的工作[1]。

3 印染廢水的處理分類與研究進(jìn)展

3.1 化學(xué)氧化過(guò)程

第一種是氯氧化法，對(duì)于氧化性較強(qiáng)的水溶性染料廢水，這種方法脫色效果比較明顯，而對(duì)油溶性較強(qiáng)的染料廢水的處理效果不佳。接下來(lái)是臭氧氧化，水溶性和非水溶性燃料廢水的處理都有著很好的應(yīng)用效果，它的限制在于更高的成本。第三，光催化方法，其應(yīng)用較為廣泛。相對(duì)于懸浮態(tài)納米TiO2的脫色效果，性能是十分穩(wěn)定的，催化的活性和效果也是比較高的，但是后續(xù)的回收還存在著一定的局限性。

3.2 除色絮凝

因?yàn)榛钚匀玖蠈儆谛》肿铀苄晕镔|(zhì)，其自身帶有正電荷，并不能形成膠體，與陽(yáng)離子（Fe3+、Al3+等）絮凝劑相互排斥，故而聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等絮凝劑對(duì)活性印染廢水中的廢水（Fe3+、Al3+等）相互排斥，從而使活性印染廢水如聚氯乙烯等絮凝劑對(duì)活性印染廢水起到作用。堿溶液中Fe3+，Al3+等可以接受孤對(duì)電子，通過(guò)絡(luò)合反應(yīng)形成了內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度非常高的膠體大分子物質(zhì)，也就在后期作用中形成具有聚合能力的膠體絮狀物質(zhì)，也就使得后續(xù)的凈水效果和能力大大提升。在這其中需要注意絮凝、脫色的效果和pH值之間存在著密切的聯(lián)系，也就需要從參數(shù)控制的角度加以分析。

3.3 生化過(guò)程

這種方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就在于利用了厭氧菌養(yǎng)菌氧化和分解的方法進(jìn)行一系列污染物的分解，這是一種具有清潔性、環(huán)保性的污水處理技術(shù)，還具有節(jié)能的特性，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外印染廢水處理的基本方法之一?？蓪⑸幚碓偌?xì)分為活性污泥法和生物膜法，并在生物膜法的基礎(chǔ)上再發(fā)明MBA（MBA）。由于印染廢水從成分上進(jìn)行分析生物是難以將降解的，如果單純的采取生化法進(jìn)行處理，后續(xù)的指標(biāo)難以達(dá)到現(xiàn)行的規(guī)范和工作的效果，需要與其他的方法進(jìn)行結(jié)合和有效的使用。某些印染廠的印染廢水水質(zhì)和水量都受到外部環(huán)境的影響比較大，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相關(guān)成分很難達(dá)到平衡。它的BOD5∕CODCr=0.33，可生化能力是比較弱的。利用傳統(tǒng)的活性污泥法進(jìn)行廢水的處理，污染物很難進(jìn)行分析，也就需要利用水解酸化池等，將其中的細(xì)菌進(jìn)行分解廢水的應(yīng)用。后續(xù)的優(yōu)化在耗氧生化條件之下選擇親水性材料，利用其溶于水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)處理方案時(shí)，在二沉池出水后布設(shè)混凝沉淀池，并在二沉池出水后布設(shè)混凝沉淀池，以上這種設(shè)計(jì)不僅能減少藥物用量，還能取得較好的脫色效果。

3.4 吸附法

由于物理方法簡(jiǎn)單、效率高、對(duì)化學(xué)物質(zhì)需求量小等特點(diǎn)，因此被選為最常用的污水處理方法[2]。作為一種吸附能力很強(qiáng)的物質(zhì)，活性炭在凈化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)污水處理起著重要作用。對(duì)活性染料廢水的處理，利用活性炭吸附法可以吸附廢水中的色素，還可以將廢水中的顏色進(jìn)行消除的工作。但是活性炭的應(yīng)用也具有一定的局限性，堿性染料、直接染料、硫化燃料等的吸附能力也并不是相同的，而活性炭?jī)r(jià)格相對(duì)而言也是比較高的，也不能重復(fù)利用，因此在低濃度廢水中有著很好的應(yīng)用效果。利用礦物吸附劑時(shí)因?yàn)橐徊糠逐ね帘砻娣e是比較大的，也具有很好的吸附能力，因此在染料廢水的處理過(guò)程中也起到了重要作用。此法簡(jiǎn)便易行，價(jià)格不高，而且易于再生?？梢院芎玫厝コ鬯念伾?。飛灰中含有大量的SiO2和Al2O3，其表面多孔，形狀不規(guī)則，因此表面積較大。它被投入到污水處理工作之前，要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，使其得到良好的凈化效果。但是在其應(yīng)用的過(guò)程中還需要進(jìn)行全方位的吸附劑的分析工作，如果選擇上出現(xiàn)了問(wèn)題工業(yè)廢水可能面臨著二次污染的現(xiàn)象，因此要注意吸附劑的選用。

3.5 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)也是當(dāng)前在廢水處理過(guò)程中一種比較先進(jìn)的技術(shù)手段之一，具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、可回收利用的優(yōu)異性質(zhì)。第一類為超濾，主要原理為以壓力差為推動(dòng)力，按膜顆粒大小對(duì)工業(yè)廢水顆粒進(jìn)行膜分離操作。在這種方法的應(yīng)用過(guò)程中使得膠體微粒和大分子物質(zhì)在膜中被隔離，也就利用中空纖維超濾膜進(jìn)行了廢水中的處理，使得水中的各項(xiàng)污染物水平明顯降低。第二種是利用了反滲透法，進(jìn)行在水壓作用之下的反向滲透的工作，這種方法對(duì)染料廢水進(jìn)行濃縮，與超濾法相比，它的微孔直徑更小，所以色度去除率也更高，基本上可以達(dá)到99%，而且通過(guò)水就可以循環(huán)使用。納濾法是一種有效去除水中有機(jī)物的方法，是處理活性染料廢水的有效方法。納濾原料能有效地阻隔有機(jī)物，且膜表面帶有負(fù)電荷，對(duì)于電荷去除有機(jī)物效果更為顯著[3]。

3.6 萃取過(guò)程

提取方法能將工業(yè)廢水中的污染成分分離出來(lái)。電泳浸提法對(duì)水溶性染料產(chǎn)生的廢水處理效果良好，可實(shí)現(xiàn)溶劑的再生，油溶性染料廢水也可通過(guò)萃取實(shí)現(xiàn)染料的回收。提取工藝采用有機(jī)溶劑，使用超臨界二氧化碳，防止對(duì)環(huán)境的污染。

3.7 化學(xué)絮凝

化學(xué)法一直以來(lái)在廢水的處理過(guò)程中都發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用，無(wú)機(jī)混凝劑的應(yīng)用性能也是十分優(yōu)異的，主要是對(duì)于廢水中的懸浮物質(zhì)進(jìn)行了很好的混凝處理的效果，但是對(duì)于小分子量的染料廢水的應(yīng)用作用十分有限，混凝的效果并不好。對(duì)于高分子量的染料廢水，選擇了有機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用，更好地進(jìn)行了吸附水中膠體懸浮物的作用。特別是在水溶性染料廢水的處理中，高分子絮凝劑發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用[4]。

4 組合活性染料印染廢水的處理

4.1 化學(xué)氧化-活性炭法

化學(xué)氧化-活性炭法結(jié)合了兩種處理方法的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)氧化法的作用將活性染料和印染廢水中包含了有機(jī)物質(zhì)，在其氧化中可以將其變?yōu)闊o(wú)機(jī)物質(zhì)和小分子物質(zhì)，利用活性炭進(jìn)行廢水中的吸附處理的工作，保證廢水中的小分子顆粒都得到了凈化?；钚蕴?化學(xué)氧化法與上述工藝相反，作用過(guò)程中先用了活性炭做好吸附，然后進(jìn)行廢水中有機(jī)污染物的轉(zhuǎn)移工作，活性炭一直保持著較高的活性，表面發(fā)生了一系列的化學(xué)反應(yīng)，提升了污染物的處理效果。在不同印染廢水的處理上效果都是十分顯著的，聯(lián)合法的應(yīng)用效果是十分顯著的。脫色率方面與單獨(dú)使用活性炭吸附法相比，可提高18%與20.9%[5]。

4.2 臭氧-活性炭法

臭氧-活性炭法組合工藝的應(yīng)用是利用了活性炭物理吸附、臭氧氧化吸附、生物降解等多個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了全方位的分析，臭氧層本身具有強(qiáng)氧化和促絮凝作用?；钚蕴刻幚淼姆椒ㄉ侠昧顺粞醯姆纸庾饔?，促進(jìn)了有機(jī)污染物的分解，對(duì)于水中的膠體、可溶性有機(jī)物分子的絮凝、沉淀上發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，將其轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)進(jìn)行胡處理，也就降低了活性炭的吸附難度，還提供了溶解氧，從而延長(zhǎng)活性炭的使用壽命。這樣既有利于臭氧和活性炭保持各自的優(yōu)勢(shì)，又能增強(qiáng)二者之間的協(xié)同效應(yīng)，從而提高出水水質(zhì)。采用臭氧、活性炭相結(jié)合的方法處理印染廢水，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)的專門研究工作之后，可以進(jìn)行參數(shù)化的處理工作。臭氧—活性炭法對(duì)廢水處理效果的影響優(yōu)于單用臭氧與單用活性炭法。

4.3 微波活性炭法

該方法是一種將微波輻射與活性炭吸附相結(jié)合的新技術(shù)，該技術(shù)對(duì)于印染廢水中的極性分子在高速旋轉(zhuǎn)下就提升了熱效應(yīng)，微波具有著很高的穿透能力，在高溫條件下可使有機(jī)污染物達(dá)到熱效應(yīng)，在高溫條件下可被吸附，并得到較好的吸附效果。在微波作用的有效應(yīng)用過(guò)程中，可以在其應(yīng)用的階段下進(jìn)行有機(jī)物中分子間作用的斷裂，也就使得有機(jī)物的處理效果大大提升，避免了二次污染[6]。

5 結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度非?？?，國(guó)內(nèi)對(duì)于印染廢水的處理工作能力已經(jīng)不斷提升，為印染廢水的處理展現(xiàn)了廣闊的前景。但是在處理中，還應(yīng)該以科技力量為有效的支撐，創(chuàng)新發(fā)展，提高處理工藝，先進(jìn)、科學(xué)地實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。