染料废水主要包括染料生产废水和印染工业废水。染料废水主要有酸性废水和碱性废水,废水中有带色悬浮物和溶解物。目前,染料主要是以芳烃和杂环化合物为母体,并带有显色基团和极性基团,结构日趋复杂,性能也越来越稳定。所以染料工业污水处理必须重视。
染料废水的处理方法:
1、絮凝法
在染料废水中加入絮凝剂,使污染物形成胶粒,通过混凝沉淀或气浮,从而去除废水中的污染物。絮凝剂主要分为有机絮凝剂,无机类絮凝剂和生物絮凝剂。
2、吸附法
(1)活性炭吸附法一般可用于浓度较低的染料废水处理或深度处理,在吸附机制方面的研究显示,中孔较多的活性炭易吸附染料分子,这就启发研究人员可以考虑在活化方法上争取扩大微孔,使之可以容纳大分子。生物活性炭吸附法是将吸附法和生化法综合起来的方法,该法中作为固定媒介的活性炭提高了微生物的活力,从而可以提高对染料废水处理效果。活性炭的再生是目前研究热点。
(2)树脂吸附强碱型离子交换树脂是用于染料废水处理的研究热点之一。
(3)其他吸附剂主要包括天然矿物吸附剂,如风化煤,天然碳纤维吸附剂以及活性污泥吸附剂等。
3、电化学法
电化学法处理染料废水,主要是利用电解氧化、电解还原、电解絮凝或电解上浮等,在电极材料的作用下,产生羟基自由基等活性基团,来破坏染料分子的结构,从而实现脱色并降低废水中主要污染物的浓度。
(1)电氧化法电化学氧化分为直接电化学氧化法和间接电化学氧化法。直接电化学氧化法是通过阳极直接氧化,有机污染物在阳极表面被氧化。间接电化学氧化法是利用电解过程中产生的强氧化物质,如羟基自由基等,氧化废水中的有机物,使污染物彻底降解。
(2)电解絮凝法电絮凝是在外电场的作用下,利用可溶性的阳极(金属铁或金属铝)产生水溶性的阳离子,然后再聚合成一系列络合物,形成絮凝剂,在废水中吸附悬浮物或胶粒,从而起到絮凝作用。
(3)电解气浮法电气浮也是在外电场作用下,废水和其他一些物质被电解,在阳极或是阴极上产生氧气或氢气。氧气或氢气在水中以气泡形式上浮,这些气泡具有很好的黏附性能,电解过程中产生的胶粒或是悬浮物能够黏附在气泡上,随气泡一起上浮到水面,达到去除的目的。
(4)微电解法铁屑内电解法是近年发展起来的一种有效废水处理方法,该方法利用铁屑中的铁和碳组分构成微小的原电池,以充入的污水为电解质,以电化学反应为主,对废水进行有效处理。内电解法利用废水中有些组分易被氧化,有些组分易被还原。在有导电介质存在时,电化学反应便会自发进行,同时兼有絮凝、吸附、共沉淀等综合作用的一种废水处理方法。
4、化学氧化法
主要是利用氧化剂,如H2O2 ,KMnO4 ,臭氧,氯等,将染料的发色基团(主要是染料分子结构)破坏,从而达到脱色的目的。高级氧化法能够运用光辐射、电、声、催化剂,或者是与氧化剂结合,在反应中产生具有极强的氧化性的羟基自由基,直接将难降解有机物降解为CO2和H2O,接近完全矿化。如下:
(1)氧化剂氧化目前,Fenton试剂是研究热点。Fenton试剂及其各种改进系统在废水处理中的应用可分为两个方面,一是单独作为一种处理方法氧化有机废水;二是与其他方法,如混凝沉降法、活性炭法、生物法、光催化法等联用。
(2)光催化氧化降解通常是指有机物在光的作用下,逐步氧化成低分子中间产物,终生成CO2、H2O和其他一些离子。半导体材料(TiO2等)。
(3)超声氧化法超声波作用下产生的声空化效应形成的高温高压促使空化气泡内部的水蒸汽与其他气体发生离解产生自由基,引发超声化学反应的进行。
(4)湿式空气氧化法是在高温(125~320℃)、高压(0.5~20MPa)条件下通入空气,使废水中的有机物直接氧化。
5、生物处理法通过微生物的新陈代谢使有机物无机化,有毒物质无害化。生物强化技术主要有3个途径:(1)针对所要去除的污染物,投加具有有效降解能力的微生物,微生物必须是专门培养的优势菌种。(2)投加营养物和基质类似物,增加碳源和能源物质,改善系统运行能力。(3)利用基因工程,投加遗传工程菌酶,专门性强。
6、膜法主要是通过对废水中污染物的分离、浓缩、回收从而达到废水处理的目的。在对染料废水处理中,应用比较多的是超滤和反渗透。对于染料废水处理报道,适宜的膜是荷电超滤膜和纳滤膜。
7、萃取法主要是将与水不互溶,但是对污染物的溶解能力却较强的溶剂(即萃取剂),与废水充分混合,使大部分的污染物转移到溶剂相,再分离废水与溶剂,从而达到净化的效果。萃取法仅适用于少数几种有机废水的处理。
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