2.3.4 微滤法

    微滤法是将印染污水中尺寸大于膜微孔孔径的絮体和悬浮物截留在膜纤维微孔外部, 而水在压力驱动下穿过纤维壁, 从而实现水与絮体、悬浮物的分离。微滤技术多与其它工艺结合来处理印染废水。

    3 印染废水的化学处理法

    3.1 光催化氧化法

    光催化氧化法是以n 型半导体作敏化剂的一种特殊光敏氧化法。由于其能打破共轭体系的结构, 使印染废水降解为CO2, H2O 和其它无机物, 使CODCr和色度显著降低。印染废水的光降解率与pH 值的高低、光的强弱有关。常用的半导体催化剂有TiO2,ZnO, Fe2O3, SnO2,WO3 等。半导体TiO2 以诸多优点被认为是当前最具有开发前途的绿色环保型光催化剂, 通过超声波辅助可以明显提高催化效率。

    目前光催化处理染料废水在工业化应用中仍受到一定的制约。主要问题是染料体系的复杂性和测试方法的局限性。其次, 是由于催化剂悬浮于水体中, 加大了清理难度, 增加对环境的二次污染。因此对其工业化大规模应用仍需进行深入地研究。

    3.2 电化学法

    电化学法的实质是直接或间接地利用电解的作用, 把印染废水中的污染物去除, 或把有毒物质变成无毒或低毒的物质。影响电化学法处理印染废水的因素有进水pH 值、停留时间、铁碳比、运行时间、滤柱高度、活化时间等。电化学法能量利用效率高,目前正逐步成为处理有机物污染废水的希望。

    用电化学氧化法降解废水中的有机物, 处理过程和效果受阳极材料的影响很大。目前所用阳极材料有活性材料和非活性材料2 种。各类染料在电解处理时, 其去除率的大小顺序为: 硫化染料>酸性染料>中性染料>阳离子染料。电化学法处理印染废水具有设备小、占地少、运行管理简单、CODCr 去除率高和脱色好等优点, 但同时电化学法存在着析氧、析氢副反应, 能耗大、成本高等缺点, 可通过电解- 内电解复合处理工艺来提高效率, 节约时间和电能。

    3.3 化学氧化法

    化学氧化法是印染废水脱色的主要方法之一。该方法脱色的原理是利用强氧化剂( 如臭氧、双氧水、高锰酸钾等) 破坏有机物结构, 使其发生断键或者氧化分解。按照氧化剂和氧化条件的不同, 可将处理印染废水的化学氧化法分为: 臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法和高温深度氧化法。

    3.3.1 臭氧氧化法。

    臭氧的氧化能力很强, 在印染废水脱色、脱臭等方面有显著的效果。臭氧氧化法具有不产生污泥和二次污染、发生器简单紧凑、占地少、容易实现自动化控制等优点。但也存在臭氧发生设备投资大、处理废水成本高、不适合大流量废水处理等缺点。

    3.3.2 芬顿试剂氧化法。

    Fe2+与H2O2 合称芬顿( Fenton) 试剂。其在印染废水处理中脱色机理是H2O2 与Fe2+反应产生强氧化性游离基·HO, 使染料分子断键而脱色。用芬顿试剂处理偶氮、蒽醌、酞菁和次甲基等染料废水, 当pH<3时, 平均色度去除率大于97%, CODCr 平均去除率约90%。温度对处理速率有很大影响, 温度越低, 处理速率越慢。

    3.3.3 高温深度氧化法

    高温深度氧化法又称为湿式空气氧化法, 它是将废水置于125 ～350 ℃温度和0.5 ~ 20.67 MPa 压力条件下, 通入空气, 使溶解或悬浮于废水中的有机和无机化合物在液相中被氧化成CO2 和H2O 的一种处理高浓度有机废水的方法。

    4 印染废水的生化处理法

    印染废水生化处理是利用微生物的代谢作用分解废水中有机物的处理方法, 主要包括好氧法和厌氧法。好氧法应用较为广泛, 又可分为活性污泥法、氧化沟法、生物塘法、接触氧化法、曝气法等。国内印染废水生物法处理中以活性污泥法最为普遍, 这是因为活性污泥法既可分解大量有机物, 又能去除部分色素, 还可调节pH 值, 并且运转效率高、费用低, 但其对色度的去除往往不够理想。

    近年来, 国内外一些科学家从调节微生物所需的碳源、氮源以及磷源等角度开始对印染废水等污染物生物降解进行研究, 取得了一定的效果。一些细菌经24 h 反应, 对酸性染料的降解率可高达99%。因此选择和培养抗变异和耐环境毒害性优势菌种的研究已成为生化法的主导方向。与其它方法相比, 生化法具有其独特的优越性, 但生化法存在着其自身无法解决的问题: 活性污泥沉降性差、生化反应速率低及剩余污泥的处理费用高等缺点。

    5 联合处理工艺

    由于印染废水成分非常复杂, 有时采用单一的处理工艺往往很难获得良好的效果。因此, 可以根据实际情况采用复合工艺, 将多种处理工艺联合起来对其进行综合处理。

    (1) 2 种工艺联合处理印染废水。将物理吸附和化学氧化相结合的用粉煤灰和过氧化氢联合处理印染废水工艺, 在吸附的同时完成氧化脱色; 芬顿氧化和生化组合处理工艺, 可以提高印染废水的可生化性;生化和气浮联合处理工艺, 效果明显优于各自单一流程; 膜分离和生化复合式处理印染废水工艺, 既保证了微生物对有机物的去除效率, 又有效控制了膜污染; 氧化混凝复合处理印染废水, 对组分复杂, 可生化性差的印染废水有较好的处理效果; 气浮过滤法处理印染废水, 可大大提高处理效果; 活性污泥法与生物膜工艺结合形成的复合式好氧生物工艺进行印染废水处理, 也有较好的处理效果; 光催化与生化组合工艺联合处理染料废水, 用光催化预处理去除某些易光催化但难生化降解的成分, COD 去除率和脱色率远比单独用光催化或生化处理优越; 还有如: 混凝- 膜生物工艺; 光催化- 光合细菌法等。

    (2) 3 种或3 种以上工艺联合处理印染废水。水解-好氧- 混凝气浮工艺, 处理效果稳定, 耐冲击负荷强;混凝- 微电解- 生化法, 可使出水稳定达到GB4287-92 纺织染整工业水污染物排放一级标准; 铁屑- 炉渣-粉煤灰组合工艺, 集还原降解、混凝聚沉和物理吸附作用于一体, 其对COD和色度的去除率分别达到90%和97%以上, 而且处理成本很低。还有如: 混凝- 接触氧化- 气浮- 氧化工艺; 水解- 接触氧化- 生物炭工艺; 水解- 混凝- 复合生物池工艺等等。

    当然也可以充分利用印染废水的特性, 与其它工业污染一起联合治理, 如: 造纸废水与印染废水混合处理, 利用的是两者都有大量有机物, COD 都较高的相似性; 印染废水与烟气脱硫联合治理技术,则是利用碱性印染废水和酸性烟道气的中和作用,达到烟气脱硫和净化印染废水的双重功效。

    6 其它新处理工艺

    除了上述工艺外, 还有一些发展中的新技术,如: 超声波法、脉冲电化学法、脉冲水解法、微波法、超临界水氧化法等。也已应用于印染废水治理研究中。目前很多新型生物技术也应用于印染废水的处理, 既可单独使用, 也可与物理和化学处理法联合使用。这些新技术在印染废水的降解、脱色等方面具有较好的效果, 但由于经济及操作条件等原因, 大规模工业化应用还有待于其工艺的成熟和处理成本的进一步下降。

    7 结语

    在实际应用中, 由于印染废水成分复杂, 很难断言采用哪一种方法最好, 因此在选择处理工艺时, 应先充分考虑各种处理方法的优缺点, 同时根据实际技术水平和生产状况, 在不同的条件下对技术和经济进行比较, 必要时可以采用几种工艺的联合处理,从而确定最佳处理及回收方案。各种新技术的应用为印染废水处理开辟了新途径, 但不少新技术的工业化还存在一些亟待解决的实际问题。

    环境问题不仅要治标更要治本, 应严格控制污染源, 尽量改革完善生产工艺, 把印染废水的危害消灭在生产源头, 使污染控制贯穿于整个印染生产全过程, 而不是单纯的末端处理。为此, 应实现生产和环保一体化, 即提倡清洁生产, 尽量使用先进的印染生产工艺。最终实现经济效益、环境效益和社会效益的统一, 这样才能达到工业和社会可持续发展的要求。