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    印染废水处理高级氧化技术

        印染行业是耗水大户,在印染工序如漂炼、染色、印花等中会产生大量废水,根据印染工艺不同,每生产一吨产品要排放40吨—300吨的废水。由于在印染过程中会投加各种染料和助剂,因此印染废水具有色度大、污染成分多、有机物高、可生化性差等特点,一经排入河道,将对环境造成严重污染,针对此种情况,应控制染料的排放、避免水体污染,不断响应国家号召、提倡可持续发展,因此治理印染废水迫在眉睫。

        印染废水传统处理方法有吸附、混凝等,具有操作简便等特点,但去除效果不佳、且易造成二次污染,高级氧化技术作为新型深度处理技术,在处理印染废水方面具有较广泛的应用前景,高级氧化技术原理是在外界能量、氧化性物质的作用下,经过一系列物理、化学反应,产生的羟基自由基(氧化电位达到2.8V、氧化性极高),可降解废水中难降解的有机物,对提高废水可生化性、去除废水色度有很大的作用效果。根据羟基自由基产生的方式,可将高级氧化技术分为Fenton试剂氧化法、臭氧氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法等,采用高级氧化法处理印染废水可有效去除废水中的色度、将难降解有机物分解成易降解的小分子物质。该技术具有处理速率快、降解效果好、适用范围广等特点,有着较广泛的应用前景。

    高级氧化技术在印染废水中的应用

    1 Fenton试剂氧化法在印染废水中的应用

        Fenton试剂氧化法是法国人Fenton于1984年用于促进氧化苹果酸发现的,该技术的作用原理是H2O2与Fe2+经过一些反应生成强氧化作用的羟基自由基,将难降解有机化合物如醇、羧酸、脂类等氧化为无机化合物。
    2 臭氧氧化法在印染废水中的应用

        臭氧是氧的同素异形体、具有强氧化性(氧化电位达到2.07V),与废水有机物反应,即可有靠臭氧的强氧化性直接氧化,也可以先分解生成羟基自由基、靠羟基自由基的氧化性氧化有机物,这与废水的pH有直接关系,当废水pH显酸性时、臭氧的直接反应占主导,当废水pH显碱性时、臭氧先分解成羟基自由基后发生的间接反应占主导,当废水呈pH呈中性时、这两种反应均有可能。在试验研究及工程应用中,根据水质、水量等情况可选用单一臭氧氧化法处理印染废水,也可选用如UV/O3、TiO2/O3/UV等臭氧联用技术处理印染废水,有学者采用UV/O3处理印染废水,在最佳反应条件下,COD去除率达到64%以上、出水达到79mg/L,色度去除率达到99%以上、出水达到1NTU,污染物去除效果明显。臭氧氧化法具有设备简单、占地小、无二次污染等优点,但因臭氧的不稳定性,臭氧利用率较低。

    3 湿式氧化法在印染废水中的应用

        湿式氧化法是高温高压条件,利用氧气和空气,将废水中难降解的有机污染物质氧化成易降解的小分子物质。根据在实施过程中是否投加催化剂,可将湿式氧化法分为湿式氧化法和湿式催化氧化法,其中湿式氧化法已成功应用于丙烯腈废水、印染废水、焦化废水等废水处理中;湿式催化氧化法中常用催化剂多为过度金属氧化物如Cu、Fe、Ni、V等。有学者选用10种染料模拟印染废水,并以沸石为载体、以Cu、La、Mo为金属载体,在最佳配比及反应条件下,采用催化湿式氧化法对模拟印染废水中混纺紫D-BL的去除率达到95%以上。湿式氧化具有二次污染小、反应温和、处理效果好等特点。

    4 光催化氧化法在印染废水中的应用

        光催化氧化法的机理是基于半导体光催化剂及光的照射作用下,相互反应,生成强氧化性的超氧负离子及羟基自由基,将难降解污染物质氧化、生成CO2和H2O等小分子物质。常用催化剂有TiO2、ZnO、ZnS、CdS等N性半导体,其中催化剂TiO2具有成本低、催化活性高、耐光腐蚀等优点,是较为理想的光催化剂,有文献记载,采用纳米TiO2光催化氧化法处理印染废水,其目标污染物COD和色度的去除效果较好,出水指标可达到印染废水回用水标准,采用汞灯作为光源、且使用便宜的TiO2作为催化剂,可降低废水处理成本。光催化氧化法具有简单高效、无污染、能耗低等特点,但该工艺无法处理产量大的印染废水、没有实现大规模的应用,且催化剂的选择、研发也至关重要。

        高级氧化技术作为新兴的、先进的水处理技术,具有反应速率快、处理效果好、应用范围广等特点,已逐渐被应用于印染废水的处理中,就目前实际应用来看,单一的高级氧化技术虽然可以去除废水中的目标污染物,但处理成本较高,可采用高级氧化技术+生物处理技术,在达到去除水质的前提下,降低成本、向产业化发展。


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