氧化技術深度處理染料廢水探究

俞潔?姚宇平

摘 要 隨著時代的發展，人們的環保意識不斷增強，越來越多的環保技術紛紛涌出，染料廢水是日常生活中常見的污染物，若是不經過處理直接排放，則直接對環境造成嚴重污染。染料所產生的污水污染濃度高、有劇毒，必須經過嚴格的處理才能夠進行排放。本文對染料廢水的特點進行分析，并探討該技術的開發研究進展。

關鍵詞 染料廢水；處理；技術

前言

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

1 染料廢水的特點

由于染料生產芳香、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，對廢水有機物含量高的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，也能使廢水產生明顯的顏色。因此，染料廢水的脫色一直受到廣泛關注。水質復雜，水質酸堿度波動較大。在生產和應用過程中，大量的酸或堿可使廢水的酸堿度發生較大變化。同時，從原料到成品染料，操作煩瑣，副作用大，損失嚴重，造成廢水成分復雜，生物降解性差。另外，由于染料種類繁多，結構復雜，間歇生產工藝，廢水水質波動大，處理難度大、毒性大，環境污染嚴重。大多數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的優先化學品。同時，由于染料的廣泛應用，向環境釋放的染料和染料中間體對環境造成了嚴重的污染，因此治理是非常困難的。大多數染料的化學性質穩定，結構復雜，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，三個誘導作用和毒性已經很大，由于染料的生產和使用成本低，不適合替代品，導致使用這些染料的重復，對生態環境和人類健康的影響非常大[1]。

2 常用的幾種氧化技術

2.1 單獨臭氧技術

臭氧氧化工藝對印染廢水的影響主要受廢水中有機物濃度、pH、臭氧投加量和廢水中無機鹽含量等因素的影響。例如，有機物濃度對活性艷紅135染料臭氧氧化有很大影響。當活性紅135染料的化學需氧量初始濃度為400、 800 mg/L，在印染廢水需要37，44和56min分別達到完全降解的影響有機質。在pH和鹽度廢水實驗研究發現：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鹽濃度低。臭氧量會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，因為臭氧過多的印染廢水會有一定程度的回縮。用工業印染廢水臭氧氧化降解條件相對成熟，入口流量2.5l/min，進口臭氧濃度12.5 mg/L，曝氣時間為30min，繼續反應30min可使色度的去除率在百分之九十五以上，但當單獨臭氧氧化法、臭氧氧化法分子利用率不高，且產品的完成后的氧化反應一般是低分子量的羧酸、醛、酮等有機化合物，有機分子轉化成小分子有機物氧化難降解，不可完全降解為水和二氧化碳和其他無機材料，需要與化學方法物理方法相連用形成較為高級的氧化體系。

2.2 催化臭氧技術

催化臭氧化過程包括兩個主要過程：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物的效率，從而提高印染廢水中有機物的去除率。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臭氧分解生成活性中間體，如活性自由基，從而進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物的降解率，充分利用臭氧分子，達到提高臭氧利用率，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載體上，易于與印染廢水分離，減少降解過程產生的兩種污染量，具有理想的使用前景[2]。

2.3 聯合臭氧技術

聯合臭氧技術就是將臭氧氧化技術與其他技術相互聯合對染料廢水進行理，常見的聯合臭氧技術有以下幾種，首先是臭氧-UV技術。臭氧-UV技術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物的去除率。在國內有一個深度處理工藝，為廠家引進氧光催化廢水。研究發現，只有廢水臭氧氧化處理，COD和色度的去除率可達到25%和90%；只有紫外線單獨處理印染廢水，色度去除率很低，COD的去除率隨照射時間的增加，后COD去除率達到峰值約35分鐘。臭氧/紫外線聯合工藝對印染廢水色度和COD去除率均能達到滿意的效果。另外還有臭氧-生物活性炭處理技術，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物氧化為易生物降解的有機分子，除大分子，使生物降解性。活性炭柱能改善印染廢水中有機物的降解，使活性炭吸附降低負荷。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物創造良好的環境。臭氧生物活性炭工藝是在生物活性炭技術的基礎上發展起來的一種先進的廢水處理技術。該工藝具有處理效率高、產泥量少、操作方便、固、液分離方便等特點，大大節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處理和循環水的連續利用。研究表明，印染廢水濁度、色度、COD去除率分別為70%、75%和65%，出水水質良好。該工藝在印染廢水深度處理中得到了廣泛的應用。該工藝對去除廢水中的有機物有明顯的效果。但由于初期設備投資較大，臭氧氧化所需的臭氧消耗量也比較大，因此該技術不適合微污染水處理。生物活性炭工藝是天然掛片技術，碳柱的生產時間長，使得臭氧生物活性炭技術得到廣泛應用[3]。

3 結束語

廢水處理用臭氧氧化技術與傳統技術相比，臭氧氧化技術的優點是應用范圍廣、氧化能力強、反應速度快、少污染或無污染，并已在水處理領域具有良好的應用前景，已成為水處理領域的研究熱點。對于印染廢水，單一使用臭氧氧化技術不能完全去除染料廢水色度和COD，且成本較高，遠遠不適用于工業應用。在中國，臭氧氧化技術的應用研究不僅是解決有機廢水處理問題的現實意義，而且對提高出水質量。

參考文獻

[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力學研究[J].河北科技大學學報，2014，35（03）：296-302.

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

[3] 翟樹達，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].廣西師范學院學報（自然科學版），2014，31（03）：53-56.