在工业污水处理中染料废水属于极难处理的污染物之一，那么染料废水处理的化学处理法利用化学反应的原理和方法来分离回收废水中的污染物，或通过化学反应改变它们的性质，使其无害化。化学法一直是染料废水处理的主要方法。在偶氮染料废水处理中常用的有混凝法、氧化法和电化学法等。
(1)化学混凝法
化学混凝法是利用各种混凝剂来去除废水中的染料，所用的混凝剂分为无机混凝剂和有机混凝剂两类。混凝法工艺流程简单、操作管理方便，设备投资少，占地面积小，对疏水性染料脱色效果好。但运行费用高，泥渣量多且脱水困难，对不易形成胶体的亲水性偶氮染料絮凝效果不理想，去除率较差。开发新型高效混凝剂如生物絮凝剂、电絮凝技术是未来研究的方向。
(2)化学氧化法
化学氧化法是利用O3、O2、H2O2、NaCIO、空气等氧化剂与染料发生作用，破坏其发色基团，改变其性质，达到降解脱色的工艺，是染料废水脱色降解的主要方法之一。目前应用的较多的有臭氧氧化法、Fenton试剂法、湿式氧化法。
①臭氧氧化法
O3的氧化还原电位高(2.07V)，具有很强的氧化能力，分解产生的新生态氧原子也有很高的氧化活性，能破坏染料分子的发色基团，将染料分子的不饱和发色基团的化学键打开，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色的能力以达到脱色的目的。
臭氧氧化法不生成污泥、不产生二次污染，且臭氧发生器简单紧凑、占地少、容易实现自动化控制，但其处理成本高，对设备要求严格，CODcr的去除率也不是很理想,而且它对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。
②Fenton试剂氧化法
Fenton氧化技术是以H2O2为主体的高级氧化技术，Fenton试剂由Fe2+和H2O2组成。Fe2+与H2O2反应生成的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化性(2.80V, 仅次于氟)，能够氧化打破有机分子共轭体系结构，使难降解的有机染料降解成为无色的有机小分子或矿化,同时，Fe2+被氧化成Fe3+,产生混凝沉淀，从而去除有机物。
Fenton试剂氧化法的主要优点是操作简单，反应快速，有机物矿化程度好;缺点是过氧化氢在运输中易分解而导致氧化效率降低，处理成本较高。普通的Fenton试剂法中H2O2的利用率不高，不能充分矿化有机物。降低Fe2+浓度，扩大适用Fenton试剂氧化的pH范围是制约这一高级氧化技术实用化的关键。
③光催化氧化法
光催化氧化是在催化剂催化下利用光辐照使反应体系产生活性极强的自由基，自由基再与有机污染物发生加合、取代和电子转移等反应，使污染物部分或全部矿物化。该技术能有效地破坏许多结构稳定、微生物难以降解的有机污染物，且具有明显的节能高效、污染物降解彻底等优点。
光催化氧化降解技术是-项应用前景广泛的废水处理技术。由于光催化氧化反应是基于废水体系对光能量的吸收，被处理体系必须具有良好的透光性，而高浓度染料工业废水具有杂质多、浊度高、色度高和透光性差的特点，反应比较难以进行。因此，在废水处理中难以单独应用，需要与其它方法联用或用作废水的深度处理。此外，光催化氧化法面临的主要问题是光生电子与空穴的复合影响处理效果，而且电耗和设备投资费用较高。
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