近年来,随着染料工业的快速发展和各种染料的不断使用,进入环境的染料数量和种类与日俱增.据报道,每生产1 t染料,将有2%的产品随废水流失,而印染过程中损失更大,为所用染料的10%左右,严重污染环境.目前,印染废水处理已形成一套典型的处理流程,可归纳为三级处理:(1)一级处理,主要是去除较大的纤维和颗粒物及其他易沉杂质,为后续处理作准备,处理设备为格栅、调节池等;(2)二级处理,去除印染废水中的大部分污染物,典型工艺是物化法-生物法(厌氧生物处理-好氧生物处理);(3)三级处理(高级处理),主要处理对象是难生物降解的有机物、微生物及其他溶解物质.有时,三级处理不是为了排放,而是为了直接回用,以物化法为主要处理方式.为了使印染废水得到更好的治理,分别对用于二、三级处理的物化法及生物法的研究现状进行介绍与评述.
1物化法
1.1混凝沉淀法
混凝沉淀法是最常用的二级处理方法,是在废水中加入絮凝剂,将染料分子和其他杂质进行吸附、絮凝、沉降,以污泥形式排出,使废水得到净化.工艺流程简单,操作方便,处理效果较稳定,但运行费用较高,泥渣量多且脱水困难.目前,混凝沉淀法的研究主要集中于新型混凝剂的开发.
无机混凝剂对亲水性染料去除效果差,而有机混凝剂虽然能有效处理亲水性染料,但单独处理印染废水的效果欠佳.因此,无机、有机混凝剂联用及开发无机/有机复合混凝剂成为主要研究方向之一.VeraGolob等[1]用3种无机混凝剂分别和有机混凝剂RD处理印染废水.试验证明,硫酸铝和RD的联合处理效果最好,色度几乎完全去除,CODCr和BOD5减少,废水生化性提高.霍宇凝[2]用阳离子型聚丙烯酰胺-聚合氯化铝复合絮凝剂对活性染料废水进行脱色,脱色率可达90%以上.另外,由于壳聚糖、淀粉和维生素衍生物及微生物等天然高分子物原料来源广、价廉和生物可降解性好,近年来得到关注.范大和[3]以两性壳聚糖为絮凝剂处理了丝绸印染废水,结果表明:在pH为5.0~6.0、两性壳聚糖质量浓度为90 mg/L时,废水的COD去除率可达76.8%;在m(助凝剂)/m(絮凝剂)=40、混凝剂用量为2 500~3 000 mg/L时,废水的COD去除率可在80%以上.
1.2吸附法
吸附法用于二级处理和三级处理,利用活性炭、天然矿物等吸附剂与废水混合,或让废水通过由吸附剂组成的滤床,使染料分子吸附在其表面或被过滤除去.虽然吸附法去除色度效果明显,但常用吸附剂(如活性炭)吸附容量有限,再生困难,运行费用高.因此,目前吸附法的研究热点主要集中于活性炭的改性、再生及廉价吸附剂的开发.
研究表明[4],以活性炭的筛余炭作基炭,用碳酸铵溶液浸泡,烘干后再用水蒸气活化,可提高活性炭的吸附容量和使用寿命.此外,由于活性炭本身的催化氧化作用不能满足实际废水氧化处理过程的要求,需负载若干金属来提高.李伟峰[5]用负载铜活性炭催化剂处理印染废水,结果表明:最佳反应条件下CODCr去除率及色度去除率分别为84.6%和85%,且去除效率随时间的延长而增加,而未改性活性炭对CODCr去除率不足40%,后期由于逐渐饱和,去除率增加趋缓.活性炭再生指用物理或化学法在不破坏活性炭原有结构的前提下,将吸附于活性炭微孔的吸附质去除,恢复其吸附性能,从而得以重复使用.目前已用方法有热再生法、生物法、电化学法、超临界流体法、超声波法及微波辐射再生法等.低成本吸附剂的研制已取得一些进展.粉煤灰由于来源广泛,价格低廉,在印染废水处理方面有较大的潜力,但直接应用效果不理想,需通过加热、用酸碱溶液及含Al3+或Fe2+的溶液对其进行合理改性以提高利用附加值,增强其应用可行性.刘红[6]考察了粉煤灰及改性粉煤灰对活性艳红染料废水的脱色能力,结果表明:未改性的粉煤灰脱色效果不好且用量大;经1mol/L Ca(OH)2溶液改性的粉煤灰效果最佳,脱色率可达99.9%以上,对高浓度活性艳红废水,脱色率也达95%以上,当加粉煤灰量为80 g/L时,脱色率达99.3%.还有人以桃花心木木屑、丝绵皮、椰树木屑和玉米棒等为原料制备炭吸附剂,将其用于染料废水脱色,去除效果很好,可以作为活性炭的低价替代品.[7-8]
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