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辐射技术在印染废水处理中的应用

来源:纪惠军,袁久刚,王 强,范雪荣 发布时间:2011年01月05日

1印染废水处理现状

(1)色度深,脱色困难

印染加工生产过程中,染料的平均损失率约为20%。在各类染料中,活性染料和硫化染料的上染率最低,染料平均排放率高达30%左右,酸性染料和直接染料的平均排放率也在10%以上。因此,印染废水色度很高,对其进行脱色处理一直是废水处理的主要任务。国内比较成熟的生物活性污泥池处理法、物理化学处理法和膜处理法等技术,都不同程度地存在脱色效率不高,处理后的印染净化水无法被循环利用的问题。(2)COD(化学需氧量)高,降解困难

印染废水COD浓度非常高,这主要是由于在印染加工过程中除使用大量的合成染料外,还使用了大量难降解的染整助剂,如PVA(聚乙烯醇)、APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)以及ABS(烷基苯磺酸钠)。这些助剂约有95%以上会残留在废水中,从而使得废水COD高达2000mg/L,而BOD5/COD值则介于0.2。0.3,废水的可生化降解性极差[4]。

2辐射作用机理

2.1常用辐射源

目前常用的辐射源可以分为两大类:射线源和仪器源…。

最普遍的辐射源是60co,其次是1”cs和船Kr。60co放射产生

的R射线具有能量高、穿透力强和半衰期长等特点,但是由于射线源的穿透力强,所以对安全防护要求也要高得多,而且先期投资成本比较大。最常见的仪器源是电子加速器,它具有剂量率高、聚焦性好、能量利用率高和操作方便等特点。在全世界生产用辐射源中,电子加速器约占70%一80%,60Co辐射源只占20%~30%;如果按加工能力计算,电子加速器则大约占90%,而60Co仅占10%[6]。

2.2辐射降解机理

采用叮射线或者加速电子对废水进行处理时,一方面,高能射线可以与污染物直接作用,引起它们分解和改性;另一方面,高能射线以及加速电子可以与水发生作用,产生一系列的自由基、离子、水合电子(e二)以及离子基等,这些粒子具有相当高的活性,能与有机污染物发生氧

化或者还原作用,使其降解。通常情况下,纯水在高能射线辐照下,会发生如下反应[7]

H20—.0H(2.7)+eaq-(2.6)+H`(O.45)+H30+(2·6)+H202(0.7)+H2(0.45)注:式中括号内是G值,即辐射化学的能量效率,其定义是每吸收100eV射线能量所生成产物的分子数。在这些活性自由基中,eaq-和H·属于还原性离子,·OH与H2O2则为氧化性离子,它们在有机物的降解中起着最主要的作用。·OH自由基具有很强的电子亲和力,氧化还原电位很高,达2.8V,可以与含芳环或多重键的有机化合物发生加成反应,与饱和的有机物发生夺氢反应。而H2O2则既可以作为氧化剂,又可作为还原剂。

3国内外辐射处理印染废水现状

采用辐射技术处理废水,一方面不会产生有害试剂,避免对环境的二次污染;另一方面,操作简单,处理效率高。因此,国外从20世纪七八十年代就开始进行研究,至90年代已经有工厂采用辐射技术进行废水处理。下面仅就国内外辐射技术在印染废水处理方面的应用研究作一简介。

3.1辐射处理对印染废水色度的去除效果

印染废水的脱色效果是评价废水处理方法是否有效的关键指标之一。由于目前的染色介质以水为主,所以绝大部分染料均易溶于水,而且由于染料分子质量较大,多数染料在水中都能形成亲水性胶体,使得印染废水的常规脱色变得非常困难[8]。辐射处理本质上属于高级氧化处理技术,其在辐射过程中形成的大量·OH自由基和H2O2:,可以迅速氧化染料分子中的不饱和基团,破坏其发色基团。


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