摘要：介紹了紡織工業廢水高級氧化法深度處理技術的原理、進展及應用前景，并對其優缺點進行了評述。利用高級氧化法對紡織工業廢水進行深度處理，使其滿足排放標準或回用于工業生產，具有重大的經濟效益和環境效益，是今后紡織工業廢水深度處理技術的研究發展方向之一。
關鍵詞：紡織工業廢水；高級氧化法；深度處理；廢水回用
印染行業是工業廢水排放大戶。印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水。紡織工業廢水中的污染物主要是棉毛等紡織纖維上的污物、鹽類、油類和脂類，以及加工過程中投加的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸、堿等，這些均是嚴重的污染源。
目前紡織工業廢水的處理方法有物理法、化學法和生物法。由于此類廢水中含有大量不易生物降解或生物降解速率極為緩慢的有機質、染料色素以及有毒物質等，采用傳統的生化處理方法，CODCr和色度去除困難，處理效果不佳，難以滿足深度處理和回用的要求。與生物處理法相比，化學處理法能較迅速、有效地去除更多的污染物，尤其是生化法難以處理的毒性物質，且化學法還具有設備容易操作、容易實現自動檢測和控制、便于回收利用等優點，因而在紡織工業廢水的深度處理中得到了較為廣泛的應用。
化學氧化處理法是利用氧化劑氧化分解廢水中的污染物。傳統氧化劑如H2O2、Cl2等氧化能力不強，且有選擇性氧化等缺點，難以滿足要求。高級氧化法以·OH為主要氧化劑，與有機物發生反應，其強氧化性能將廢水中的有機物逐步降解成為簡單的無機物，也能把溶解于水中的污染物氧化為不溶于水，且易于從水中分離出來的物質。與傳統化學氧化法相比，高級氧化法具有氧化能力強，氧化過程無選擇性、反應徹底等優點。目前應用于紡織工業廢水深度處理的有臭氧氧化、Fenton氧化、二氧化氯氧化、光催化氧化、光電催化氧化、濕式氧化和電化學氧化技術等。
1·紡織工業廢水高級氧化法深度處理技術
1．1臭氧氧化
臭氧是一種強有力的氧化劑，它對除分散染料以外的所有染料廢水都有脫色能力，能夠氧化分解染料分子的發色或助色基團，生成相對分子質量較小的有機酸和醛類，從而達到去除色度的目的［1］。G．Ciardelli等［2］在實驗室中試規模處理紡織工業廢水的試驗中發現，臭氧對廢水色度的去除率為95％~99％，雖然處理出水中CODCr去除率最高只有60％，但將出水回用于染色工藝效果令人滿意。
張健俐等［3］用臭氧和活性炭組合工藝對淄博市某紡織企業的印染廢水進行深度處理，當進水CODCr的質量濃度為80~100 mg／L時，出水CODCr的質量濃度為6~10mg／L，可以滿足該廠冷卻水水質標準要求。A．Bes－Pia等［4］將臭氧作為納濾的預處理工藝處理印染廢水的生化出水，試驗發現，當臭氧投加量為4 g／h，氧化時間為60 min時，CODCr去除率達43％，納濾后電導率下降了65％以上，出水的各項指標均達到回用標準。H．Sel觭uk等［5］考察了臭氧氧化對紡織染整廢水急性毒性、色度和溶解性CODCr的去除效果，在臭氧的質量濃度為129~200mg／L時，廢水的急性毒性可降低80％~90％，色度去除率可達86％~96％，溶解性CODCr去除率可達33％~39％，總CODCr去除率可達57％~64％，處理后廢水的CODCr濃度低于排放標準。In－SoungChang等［6］用臭氧-膜過濾組合工藝處理數碼紡織印染廢水，以臭氧作為預處理工藝，處理之后的廢水經過超濾-反滲透工藝處理后可以達到廢水排放和回用水水質標準（韓國雙水質供水系統水質指導標準，CODCr的質量濃度小于20 mg／L，色度小于20度）。
臭氧對于染料廢水的脫色效果十分明顯，但臭氧并不能完全破壞所有染料的分子結構［7］，因而對CODCr的去除效果比較差，較少被單獨采用，可在臭氧氧化后進行活性炭吸附或膜過濾。由于臭氧在水中的溶解度較低，所以如何更有效地將臭氧溶于水是該技術研究的熱點。另外，臭氧氧化產物毒性的研究和低成本臭氧發生器的開發，也是該技術在推廣過程中需要解決的問題。
1．2 Fenton氧化
Fenton試劑利用Fe2＋作為H2O2的催化劑，生成具有強氧化性和反應活性的·OH，形成的·OH通過電子轉移等途徑使水中有機物被氧化分解成為小分子，同時Fe2＋被氧化成Fe3＋，產生混凝沉淀，將大量有機物凝結，從而去除。由于其極強的氧化能力，特別適合處理成分復雜（同時含有親水性和疏水性染料）的染料廢水。
史紅香等［8］對Fenton試劑氧化處理印染廢水進行了研究，結果表明，在最佳條件下印染廢水的色度去除率達到99％，CODCr去除率達到91％，出水CODCr的質量濃度達到61 mg／L。顧曉揚等［9］研究了Fenton－曝氣生物濾池（BAF）組合工藝處理酸性玫瑰紅印染廢水，結果表明，Fenton試劑預處理可去除色度和部分有機物，且可提高廢水的可生化性，再通過后續BAF工藝可去除大部分有機物，最終可使出水色度低于20度，CODCr的質量濃度低于20 mg／L，達到GB／T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》標準。Wang Xiangying等［10］利用混凝－水解酸化－Fenton試劑氧化組合工藝處理牛仔服裝洗水廢水，CODCr、BOD5、SS和色度的去除率分別為95％、94％、97％和95％，出水可以達到GB 4287—92《紡織染整工業污染物排放標準》的要求。王利平等［11］采用Fenton法對某印染廢水處理廠二沉池出水進行深度處理，在最佳工藝條件下，對CODCr、TN、NH3－N、TP、色度的去除率分別為84％、27％、46％、75％和83％，出水水質達到了DB 32／1072—2007《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》的要求。Feng F等［12］采用Fenton氧化-MBR組合工藝，對綜合印染廢水處理廠出水進行深度處理，經過Fenton氧化后，廢水的TOC和色度平均去除率分別為39．3％和69．5％，氧化后的出水經過MBR處理后可以達到GB／T 18920—2002的要求。
Fenton氧化技術具有快速高效、可產生絮凝、設備簡單、成本低、技術要求不高等優點，在紡織工業廢水處理研究中應用較多。Fenton氧化技術存在的問題：H2O2在運輸過程中分解，從而導致氧化效率降低；反應產生的沉淀物如處理不當，可能會導致二次污染。由于出水中常含有大量的鐵離子，因而鐵離子的固定化技術是今后Fenton氧化技術的重要發展方向。
1．3二氧化氯氧化
二氧化氯可以與許多直接染料和活性染料反應，在pH值小于或等于7時，二氧化氯的分解產物對染料的發色基團具有取代作用，并能與染料分子結構中的雙鍵進行加成，破壞染料的發色基團和助色基團，從而達到脫色的目的。基于二氧化氯的這一性質，可將其用于處理印染廢水。
林大建等［13］利用二氧化氯作為強氧化劑對漂染廢水中的有機物進行氧化分解，試驗結果表明，對CODCr的去除率大于78％，對色度的去除率大于95％，水的循環利用率可達72％。蘇玫舒等［14］研究了混凝－二氧化氯法對有機印染廢水的處理效果，結果表明，在最佳工藝條件下，CODCr、BOD5、色度的平均去除率分別達到88．3％、91．8％、94．5％，出水符合GB 8978—1988《污水綜合排放標準》的要求。鄭志軍等［15］采用二氧化氯氧化－活性炭組合法處理印染廢水，最終使印染廢水的脫色率達到92．44％，處理后的廢水指標符合GB 4287—92的要求。曹向禹［16］采用二氧化氯催化氧化法對沉淀后的印染廢水進行處理，在最佳的反應條件（二氧化氯投加量為100 mg／L，催化劑投加量為1 g／L，溶液pH值為6．5，反應時間為45 min）下，氧化后的廢水CODCr的質量濃度小于120 mg／L，色度小于或等于40倍。
二氧化氯對于印染廢水中的染色助劑和洗滌劑等難降解物質的去除效果較差，因此，二氧化氯氧化法的發展方向是與混凝、氣浮、吸附、過濾和生化法等組合，以滿足深度處理和回用標準。
1．4光催化氧化
光催化氧化大多采用光敏半導體TiO2為催化劑，以太陽光為潛在的輻射源，激發半導體催化劑而產生空穴和電子對，空穴與水、電子與溶解氧反應，分別產生·OH和O2－，二者都具有很強的氧化還原作用，可以催化水中有機物的氧化和降解反應。當應用于紡織工業廢水處理時，廢水中的染料本身就是一種光敏化劑，在染料分子的協助下，催化劑可以被較長波長的光間接激發，擴展了其應用范圍［17-18］。
N．N．de Brito－Pelegrini等［19］使用TiO2對經過活性污泥法處理后的含有活性染料的印染廢水二級出水進行深度處理。在最佳反應條件下，CODCr、BOD5、TOC和色度的去除率分別可達65％、40％、29．3％和92％。金亮基等［20］以鈦酸四丁酯為鈦源，Al2O3為載體對實際印染廢水進行光催化降解研究。
結果表明，光催化處理染料廢水的最佳工藝條件為：pH值為4，催化劑投加量為6 g／L，30 W紫外燈光照1 h，出水CODCr的質量濃度為46 mg／L左右，色度接近0，水質達到印染廠回用標準。馮麗娜等［21］采用TiO2／活性炭負載體系對印染廢水的生化處理出水進行深度處理，試驗結果表明：在光照時間為30 min，催化劑投加量為3 g時，出水CODCr的質量濃度為50 mg／L，色度為2倍左右，可以達到印染行業回用水標準。高永等［22］利用MBR-光催化氧化組合工藝處理某紡織園區綜合廢水，廢水經MBR工藝處理后，大部分的CODCr、濁度和色度都被去除，出水的透光性大大提高，經光催化氧化后，出水水質可以達到GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級A排放標準和CJ／T 48—1999《生活雜用水水質標準》的生活雜用水要求。L．S．Roselin等［23］使用ZnO作為光催化劑處理印染廢水，試驗結果表明，在太陽光照射下，經過2．5 h光催化氧化處理，廢水中的污染物質可以被完全去除，處理出水能夠回用于染色工序。
[1][2]下一頁>>
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
