物理化學法處理印染廢水模式的分析

雷枋喜

（上饒幼兒師范高等專科學校，江西 上饒 334000）

隨著我國經濟不斷發展并進入新常態，紡織工業也開始有了質的飛躍，印染廢水也成倍增加。有數據顯示，我國的主要廢水是由印染廢水組成，排放量約為3.0×109t/年，占紡織廢水95%。由于印染廢水的成分十分復雜，含有的污染物質會對人類、土壤、空氣產生嚴重的影響，如有機化合物、環境無法分解的有毒物質等。因此，如何較好地處理印染廢水已經成為當下的首要任務。但目前，我國印染廢水的回收率約為10.00%，遠低于印染規劃行業規定的35.00%的廢水回收率，在如今缺水的情況下，加劇了我國缺水與加快經濟發展的矛盾。想要解決這一廢水難題，就要尋找相應的方法，這對于規范處理印染廢水、印染廢水工程化處理都非常重要。因此，本研究重點對當前印染廢水的理化工藝、改進和優化處理工藝、印染工藝進行分析和綜述。

1 物理法處理印染廢水模式

1.1 活性炭吸附方式

吸附作為物理處理廢水的一大捷徑，已經被廣泛應用到其他污染物處理回收過程中。吸附方式的原理是利用合適的吸附劑所具有的特殊的表面積將雜質進行吸附，例如某學者使用廢舊布袋活性炭對印染廢水進行深度處理，發現其對廢水雜質的去除率高達87.00%。有學者通過實驗對比發現，市面上常見的物理吸附劑只能簡單地去除雜質，無法達到顯著的吸附效果，同時還發現，將市面上常見的吸附物質進行改性，能夠在很大程度上提高物質的吸附能力。某學者發現，與未改性殼聚糖相比，聚氯化鋁改性后的聚糖分布得更加合理，粒徑更均勻，表面能夠帶入更多的氧離子形成吸附，并促進沉淀。這種經過實際改良后的廢水，去除雜質的效果遠高于實際未改動的吸附劑。不同的吸附方法有不同的處理優勢，這也是能夠將廢水漂白的重要方法。例如在實驗過程中，某學者發現了一種新的吸附方法，可以將廢水雜質去除得更加徹底，而吸附法起到了重要的處理作用，印染廢水雜質的去除率超過62%，且廢水達到了《物質排放標準》[1]。

1.2 混凝法

混凝法也是物理凈化方法之一，是通過混凝劑本身所產生的一系列物理效應將污染物去除，如吸附交聯效應、泥沙凈化效應。目前，在處理印染廢水過程中，主要使用的是有機、無機和復合型混凝劑，包覆效果好，去除率分別達到92.49%和84.47%。然而，對于廢水處理來說，復合型混凝劑是處理印染廢水效果最好的一種混凝劑。如有學者發現，聚合鋁鐵（Ⅱ）鎂化學混凝劑在廢水處理時有明顯的除雜作用，對雜質的去除率和色度有顯著影響。某學者通過芬頓混凝法綜合發揮Cu2+的氧化、混凝、沉淀作用，反應速度快，且這種混凝劑可以去除水中95%雜質[2]。因此，將混凝法和其他方法進行結合，是混凝法實際應用和廢水細化處理研究的主要方向。然而，使用混凝劑后的處理和再利用是混凝劑應用研究的其他方面。

2 化學法

2.1 電化學法

電化學法主要是在施加電場時，在電場和電壓的作用下，電極開始產生局域強還原力的氧化基團，之后進行氧化還原反應，開始水凈化過程。鐵碳的微電解和氧化是印染廢水電化學處理的兩種處理類型。氧化還原反應不僅可以直接分解掉小分子物質和可生物代謝的物質，還能將高分子量有機污染物分解成微小的物質，目的是提高廢水的可利用性，具有較高的廢水處理效果。有學者采用了化學氧化法對高度復雜化的印染廢水進行綜合處理，結果顯示，印染廢水的純度和雜質去除率可達70.00%和80.00%[3]。還有學者研究顯示，電化學法與活性炭的聯合工藝，將高濃度碳化廢水的雜質和色度純化程度，從電化學法的65.00%和85.00%分別提高到90.00%和95.00%。所以，以電化學法為基礎的研究過程是提高凈化工程應用效率最重要的研究方向。一般來說，對陽極材料的氧化性能研究是電化學氧化工程應用的重點之一，因為陽極是發生氧化還原的氧化反應區域。研究顯示，Cu的改性顆粒電極和DSA電極組成了相互不一致的3個維度，該電極系統顯著提高了化學氧化催化的實際效率，電化學廢水雜質和色度去除程度達到了52.00%和64.00%。同時，如何對電極進行優化改裝也是需要重點考慮的問題。有學者揭示了雙極三維電極在印染中的漂白率，廢水雜質的去除率和色度純化過程可達78.50%和76.60%[4]，其在運行前的30 min內耗電量很高。因此，優化電極設計對于提高反應電流效率和降低電極極化非常重要。

2.2 光化學氧化法

光化學氧化法，顧名思義，就是通過光的照射作用對水體雜質進行消殺，使電子（e-）從原來的狀態受到能量后層級躍遷到其他的能量帶中，進而催化水中的水分子產生OH-。OH-具有強大的氧化作用，可以捕捉到躍遷的電子并且產生強烈的活性，這種強大的能量可以幫助分解污染的有機物。這種方法是目前應用效果最佳的方法之一，因為本身消耗能量少、成本低且效率很高。目前，廢水氧化劑有多種，如SnO、ZnS等，具有反應效率高、穩定性高、與光直接反應等特點。某學者研究發現，UV-TiO2聯用的光催化氧化印廢水對COD和ADMI 7.6的去除率分別達到75.00%和53.00%。因此，在未來的研究中也應該大力運用光化學氧化方法，將這種方法進行普及。

一般來說，光化學氧化法就是處理水體的基礎方法，可以作為基礎手段進行深入研究。但是如果將前面提到的物理方法與其進行結合，也可以作為光化學氧化法的改進方向之一。某學者發現，利用微波合成的一種新型光化學氧化法對印染廢水的處理效率能達到82.00%，即使回收5次，其活性仍與第一次相同，而且穩定性非常好。此外，許多研究表明，不僅簡單的紫外線可以滿足對水體物質的消殺，將其他多元素催化劑與之相結合也能提高光化學的反應效率。某學者研究表明，在紫外線的基礎上對光化學氧化法進行處理可以得到更好的處理效果[5]。

3 研究展望

因此，要尋找環保、廉價、高效的廢水處理材料，不斷提升處理工藝的反應條件，減少技術使用的成本，重視材料使用后回收和處置的研究。廢水處理材料是物理方法中的吸附混凝劑和過濾膜，也是化學方法中氧化劑和催化劑等技術應用的基礎。如今，廢水處理材料的成本及其操作的復雜性使得技術難以實現工程應用，所以，探索高效、環保、廉價的廢水處理材料，對提高生產效率十分重要，同時，還要不斷精簡工藝步驟。當前，對于印染廢水技術處理機制的研究還停留在宏觀預測階段，對微觀反應機制的研究還比較薄弱，技術研究還有待加強，要不斷優化處理手段，加強優化流程和工程實施，改進布局和提高應用效率。