染料廢水處理技術進展

祝新護

江蘇亞邦染料股份有限公司連云港分公司

染料廢水處理技術進展

祝新護

江蘇亞邦染料股份有限公司連云港分公司

染料廢水CODcr、色度都較高，而且其中含有的有機物成分復雜，是目前難處理的工業廢水之一。雖然目前我國正在進行產業結構調整，逐步取締和淘汰一批污染嚴重、規模較小的印染企業和染料生產企業，但是在一些地區，這種小的企業仍然較多，并且生產工藝相對落后，往往廢水未經處理直接排放到水中，造成水體的溶解氧缺乏、透明度降低，對水生生物和微生物的生長產生明顯影響。

染料；廢水；技術

隨染料生產和印染行業的發展，染料工業廢水的排放量也急劇增多，據調查中國每年約有1.6億立方米的染料廢水排放進入水環境中。并且染料廢水具有色度大、有機污染物含量高、組分復雜、水質變化和生物毒性大，以及難生化降解，并朝著抗光解、抗氧化的方向發展等特點，使處理染料廢水的難度進一步加大。印染廢水含大量的有機污染物，排入水體將消耗溶解氧，破壞水生態平衡，危及魚類和其它水生生物的生存。沉于水底的有機物，會因厭氧分解而產生硫化氫等有害氣體，惡化環境。以上幾點，使其成為國內外難處理的工業廢水之一，中國己將染料廢水的治理列為環境保護重點。

1　染料的分類

染料的分類方法主要有兩種：結構分類法和應用分類法。所謂結構分類法就是以染料分子中共同的基團或相同的基本化學結構以及染料共同的合成方法和性質進行的分類法，如偶氮染料、蒽醌染料、三芳甲烷染料、硫化染料、酞菁染料等。應用分類法就是根據染料的使用范圍和應用方法來進行的分類方法，如分散染料、活性染料、酸性染料、直接染料、還原染料等。

2　染料廢水的特點

(1)CODcr濃度高。染料的基本合成原料是苯類、酚類、萘類、蒽醌類等，在生產和使用的過程中流失的原料使得水中CODcr濃度增高，有的染料廢水CODcr高達幾萬mg/L，且可生化性差。

(2)鹽分高。在染料的合成過程中，往往需要調酸調堿進重氮-偶合；在使用過程中也需要加鹽來固色、勻染，這樣勢必使得染料廢水中含鹽量過高。再者就算廢水中有機物便于分解，但隨著時間的推移，也會導致菌種難以生存而死亡。

(3)色度大。染料生產廠家生產的染料品種繁多，有的廢水色度可高達幾萬倍，色澤較深。另外由于織物種類、染料品種及工藝的不同，導致廢水水質復雜且波動變化很大，很難找到合適的方法來統一處理，造成治理技術上的難題。

3　染料廢水處理技術

3.1生物處理法

生物處理法主要通過生物菌體的絮凝作用、吸附作用和生物的降解作用對廢水中發色物質予以分離和降解。生物的絮凝和吸附作用屬于物理過程，并不能使得染料分子的結構發生化學變化，而生物的降解作用則是利用微生物酶來氧化或還原染料分子，破壞其發色基團和不飽和鍵，并通過一系列氧化、還原、水解、化合過程，將染料最終降解為簡單無機物，或轉化成各種營養物或原生質。廢水中大部分有機物是可以生物降解的，即使是苯環結構，也能被諾卡氏菌、環形小球菌分解，在輔酶HSCOA的作用下，苯環裂解，分解為有機酸，最終氧化為CO2和H2O。由于生物處理法運營成本低，經濟適用，在染料廢水處理中得到廣泛應用。

3.2化學處理方法

化學處理方法是通過使用化學藥劑，使其與廢水發生化學反應，對廢水進行處理達到凈化廢水的目的。化學處理方法主要有化學混凝法、化學氧化法、光催化氧化法、濕式催化氧化法、內電解法。化學混凝法是在染料廢水中加入混凝劑使其與廢水中污染物發生化學反應生成膠粒，膠粒沉淀或者氣浮，然后把這些膠粒分離出來達到凈化廢水的目的。化學氧化法是利用氧化劑與廢水中的染料發色基團發生氧化還原反應，從而達到脫色的目的，其常用的氧化劑有臭氧、氯、高錳酸鉀和過氧化氫等。光催化氧化法常用H2O2和半導體做催化劑，在紫外線的高能輻射下與廢水發生氧化反應，從而達到脫色的目的。濕式催化氧化法是在高溫高壓環境下，通入空氣后直接把廢水中的有機物氧化，從而達到凈化廢水的目的，這種方法的氧化條件比較苛刻，應用范圍比較少。

3.3萃取法

萃取法主要是利用萃取劑與水不互溶，與染料互溶的特點，將大部分染料轉移到萃取劑中，從而去除廢水中的染料。通過萃取法可富集染料，得到的染料通過進一步處理可以回收并重復利用。王先鋒等采用萃取法對酸性大紅G模擬廢水進行處理，研究發現該方法對染料的萃取率達94%以上。EI－Ashtoukhy等從水溶液中萃取亞甲基藍，在最佳條件下染料的萃取率為100%。對于成分復雜的染料廢水的處理，對萃取劑的要求較高，增加了處理費用，高效、低成本萃取劑的研制是以后萃取法處理廢水的重點。

3.4吸附法

吸附脫色的一個主要優點是通過吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過程保留了染料的結構。國內外運用于染料工業廢水處理的吸附劑主要有：活性炭，硅聚物、大孔樹脂等比表面積大的材料作為吸附劑去除染料色度均具有良好的效果，但因成本相對較高尚未廣泛推廣應用；高嶺土、工業爐渣等低成本的材料作為吸附劑對染料廢水也具有一定的脫色作用，但目前還處于實驗探索階段。當前工業化處理染料廢水的吸附法主要為活性炭吸附法。活性炭作為一種優良吸附劑早已廣泛應用，至今仍是有色廢水的最好吸附劑。活性炭吸附法對去除水溶性有機物非常有效，對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能，脫色率均在97%以上，CODcr的去除率為63%～95%。

物理法、化學法和生物法可有效降低廢水中的染料濃度，減輕染料廢水對生態環境和人體的危害。各種處理方法均有各自的優點和局限性。隨著各種新型染料的出現及應用，染料廢水的成分越來越復雜、加之處理成本的限制，多種方法的聯合使用或研究新技術將成為染料廢水處理的趨勢。

[1] 任南琪，周顯嬌，郭婉茜，楊珊珊. 染料廢水處理技術研究進展[J].化工學報，2013，01：84-94.

[2] 陳躍. 染料廢水處理技術及研究趨勢[J]. 黃石理工學院學報，2011，01：8-14.

[3] 岳治杰，楊佳財. 染料廢水處理技術現狀與發展[J]. 環境科學與管理，2012，07：96-99+133.