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国内无机膜处理印染废水的研究现状

来源:印染在线 发布时间:2009年08月24日

作者:张春花孙爱华(常州纺织服装职业技术学院纺织化学工程系,江苏常州 213164) 在纺织工业产生的各种废水中以印染废水污染 较为严重。这些废水主要来源于印染加工中的漂炼、染色、印花、整理等工序,具有水量大、有机污染 物含量高、色泽深、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水。印染废水的处理方法很多,归纳起来有物理法、化学法、生物方法以及这三种方法的 组合[1~2]。膜分离技术作为物理法的一种被广泛的 应用于印染废水的处理。膜分离技术处理印染废水 主要是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理目的的,改变了以前废水处理过程复杂,污染严重,能耗高的局面,使印染废水处理相对简单,无二次污染,而且能回收可再利用物质,具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点。 用有机膜处理印染废水国外已有20多年的研 究历史,工业化应用也近10年。国内20世纪70年代后期已有工厂用醋酸纤维超滤膜回收染料,但由 于印染废水含有大量的酸碱等腐蚀性物质,且温度较高,有机膜的应用受到限制[3~4]。无机膜具有化 学稳定性好、耐高温、抗微生物能力强、机械强度高、 孔径分布窄等优势,已经获得快速发展,广泛应用于化工、食品、医药、环保等行业的分离过程[5~6],显示 了其独特的优势和广阔的前景。早在1984年, Brandon利用多孔管式不锈钢支撑体上涂上Zr (OH)4-丙烯酸的动态膜处理丙烯纤维燃料废水。近年来采用无机膜处理印染废水中也有一定应用。 笔者主要针对国内报道的,用于处理印染废水的二 氧化钛膜、陶瓷膜、炭膜及动态膜的作用原理、研究现状等方面进行了综述。

1 TiO2膜 半导体TiO2粒子是一种重要的光电转换材料, 受到光辐照后可产生空穴,进而生成羟基自由基等强氧化剂,这些氧化剂可以氧化包括生物难以降解的各种有机物,使之降解或开环生成有机小分子,也可能彻底氧化为CO2、H2O和其

他无机物。早在 1976年,加拿大科学家Carey等[7]将TiO2光催化用于剧毒多氯联苯的降解研究,开始了TiO2光催化应用于污染治理的研究。TiO2膜能将染料废水光催 化降解,以达到除毒、脱色、去臭,直到矿化为无机小分子的目的。TiO2膜就是将二氧化钛或二氧化钛前驱物涂覆在基材上,从而在基材表面形成一层二氧化钛薄膜,已经研究过的被涂覆基材有无机材 料[8],如各种玻璃、不锈钢、铝材,也有有机材料。随着TiO2膜制备技术研究的不断深入,国内也有采用 TiO2膜光催化处理印染废水的研究报道。史载锋[9]等采用溶胶-凝胶法,在炻器管内壁负载TiO2 催化膜制备炻器光催化膜反应器。当水处理量为 0.5t/h时,印染废水的CODCr值由104mg/L降低 为37mg/L,去除率为64.4%,符合中水回用的标准。被污染的光催化剂膜采用1mol/L的H2SO4溶 液浸泡24h,TiO2膜的光催化降解能力可以恢复到 初始的95%。涂代惠[10]等采用四氯化钛水解法制备TiO2膜和平板式固定床型光催化氧化反应装置 进行印染废水的光催化氧化降解试验。实验结果表明:印染废水的COD去除率可达68.4%,对色度的去除率为89.1%,对阴离子表面活性剂的去除率为 87.45%,出水达到了国家规定的废水排放标准。程 沧沧[11]等将TiO2膜固定在不锈钢质光反应器内壁上制得不锈钢负载TiO2薄膜光降解印染废水。实验结果表明:TiO2分层涂布在不锈钢质反应器内壁,能对印染废水进行有效的光降解,且在酸性条件 下降解率较高。赵春禄等[12~13]研究了玻璃弹簧负载的TiO2膜太阳光光催化降解活性深蓝K-R和活性黄棕K-GR。研究结果表明活性染料的初始 浓度、初始pH值、流速及不同时间段光强对光催化 脱色均具有显著的影响。以上这些研究无疑为 TiO2膜用于处理印染废水技术的实际应用提供依据。

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