分析国内外印染废水脱色处理技术概要

　　Fenton试剂是H2O2和FeSO4按一定比例混合而成的一种强氧化药剂。Fenton试剂在处理废水过程中除具有氧化作用外，还兼有混凝作用，因此脱色效率较高。近年来在染料及废水的脱色处理中得到了日益广泛的应用，传统的H2O2氧化目前都以Fenton试剂的形式出现。为了全面了解Fenton试剂对各种染料的脱色能力，Kuo，W，G[11]选用了覆盖90%常用染料品种的代表性化合物进行模拟研究。结果表明，在酸性条件下(pH<3)，平均脱色率可达97%，COD去除率亦可达90%。在实际应用过程中，一般可选用无机酸调节废水pH为2～5，再加用H2O2/Fe2+处理，在用Fenton试剂处理后，为进一步发挥Fe3+混凝作用，还可再调整pH值并加入少量高分子助凝剂[12]。

　　高级氧化法脱色被认为是一种很有前途的方法。所谓高级氧化法如UV+H2O2、UV+O3，因为在氧化过程中产生羟基自由基，其强氧化性使染料废水脱色[13]。经研究发现它对偶氮染料的脱色很有效，在实际生产中与某些化学辅助剂会提高脱色效果，而且UV+H2O2方法处理偶氮型活性染料产生的降解产物对环境完全无害。最近的研究发现二氯三嗪基型偶氮类活性染料使用UV+H2O2方法脱色也有很好的效果[14]。

　　因此，采用高级氧化法脱色可作为生物处理的预处理。高级氧化法的一个严重不足之处是处理费用较高，从而限制了它的广泛使用。

　　2.3混凝脱色处理技术

　　2.3.1染料的水溶性染料的混凝脱色效果与其在水中的存在状态密切相关，而染料在水中的存在状态又取决于其分子结构与物理化学特性。染料在印染废水中有三种存在状态：溶解态、胶体态和悬浮态。弱酸性染料一般为单偶氮或双偶氮类，结构较为复杂，分子中含-SO3H、-OH等亲水基团，溶解度中等，常温下在水溶液中以接近胶体的状态存在，易被混凝除去，且在pH为3-10的较宽的范围内均具有良好的脱色效果。还原性染料分子结构的基本骨架是分子量较大的多环芳香族化合物，上面含-C=O及-NH-基团，疏水芳香环多而亲水基团少。分散染料常具有偶氮、蒽醌骨架，分子中含-O-、-NH-等极性基团而无-SO3H、-OH等亲水基团。这两类都属于非离子型的疏水性染料，在水中溶解度极小，稳定性较差，混凝剂加入后易发生凝聚而被除去，且所需混凝剂的量较少。直接染料一般属双偶氮、三偶氮或二苯己烯型结构，分子中-SO3H、-OH、-COOH等亲水性基团含量较高，水溶性好，溶解度大。活性染料有单偶氮型、蒽醌型、酞菁型等，染料母体上含有较多的-SO3H、-OH、-COOH等亲水性基团，在水中溶解性较好。上述两类染料多以接近真溶液的状态存在，即使混凝剂的投量较大，脱色率也很低。

　　2.3.2无机混凝剂

　　化学混凝剂可分为无机和有机两大类。目前出现的无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子聚合电解质，其中以铁盐、镁盐、铝盐以及硅、钙元素的化合物为主。根据应用情况来看，碱式氯化铝、硫酸铝、三价铁盐等单纯铝盐都对一些水溶性染料废水的脱色率不高，且使用的pH范围较窄。硫酸亚铁对于大部分水溶性染料均具有较好的脱色效果，例如处理硫化染色废水，色度去除率为95%，硫化物和BOD去除率为96%和59%。

　　但由于硫酸亚铁脱色的机理是将生色基团还原，还原产物为有机小分子不能被有效混凝去除，因此CODcr的去除率不高，且对溶液中碱度的消耗较大，混凝剂的用量也较大[15]。

　　氧化镁、硫酸镁等镁盐，利用其在水溶液中生成的氢氧化镁的强烈吸附作用，对含磺酸基团的水溶性染料具有良好的处理效果，脱色率、CODcr去除率分别可达98%，70%以上[16]。Sato等[17]采用MgCl2和Ca(OH)2处理活性染料和分散性染料废水，其效果要好于Al2(SO4)3、PAC、FeSO4/CaOH2。其机理是Mg2+与羟基、羧基或硫酸根离子反应生成稳定的螯合物，这些螯合物可通过絮凝作用从废水中去除。但镁盐也存在pH范围窄的缺点。

　　大量的研究和应用实践表明，采用无机混凝剂包括铁盐、铝盐、镁盐及无机絮凝剂对以胶体或悬浮状态存在于废水中的染料具有良好的脱色效果，如分散染料、硫化染料、氧化后的还原染料、偶合后的冰染染料、颜料以及分子量较大的直接染料和中性染料；而对不易形成胶体微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料废水则混凝脱色效果不理想。

　　2.3.3有机絮凝剂

　　通常，用于印染废水处理的有机絮凝剂主要有表面活性剂、天然高分子及其改性絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂三大类。

　　A.表面活性剂

　　由于长链阳离子表面活性剂的极性基带有正电荷，能中和染料分子的负电荷，同时具有孤立电子对的核心原子与染料分子的极性基团发生络合反应，其非极性端为憎水基，能吸附在絮凝体的憎水基团上，从而使染料絮体去除。因此分子量越大、碳链越长则表面自由能越高，越易发生络合反应。

　　表面活性剂用于印染废水处理的报道很多，醇性醋酸十八胺可用于处理不溶性染料，如处理含硫化黑B染料的染棉布废水，染料去除率可达99.2%[18]。StoicaL用十八烷基三甲基氯化铵和十六烷基溴化吡啶盐结合Al2(SO4)3在pH值为4-11时对含酸性和直接染料的丝绸印染废水进行混凝气浮处理，脱色率可达90-100%[19]。但阳离子表面活性剂与染料分子的络合作用具有较强的选择性，因此单独使用往往难于达到很好的效果，需要和铝盐复配使用。