染料废水处理技术应用进展

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　　　　　　　　　　　　　　　染料废水处理技术应用进展
　　　　　　　　　　　　　　　　　　作者：汪学军
　　摘要：主要介绍了染料废水处理技术中的物理法（吸附法、膜分离法）、化学法（化学混凝法、化学氧化法、湿式空气氧化法、光催化氧化法）、生化法、电化学法的特点、原理和近年来的研究进展及应用。染料生产工艺复杂，废水量大且难以处理，污染治理的费用很高，只有从根本上降低排污，才是长久之计。
　　关键词：染料废水 物理法 化学法 生化法 电化学法
　　纺织染料工业近年来快速发展，目前我国各种染料产量已达90万t，染料废水已成为环境重点污染源之一。染料行业品种繁多，工艺复杂。其废水中含有大量的有机物和盐份，具有CODCr高，色泽深，酸碱性强等特点，一直是废水处理中的难题[1]。本文主要介绍了染料废水处理技术中的物理法、化学法、电化学法、生化法，以及这些技术的特点原理及其近年来研究进展和应用。
　　1 物理法
　　1.1 吸附法
　　吸附法是利用多孔性固体(如活性炭、吸附树脂等)与染料废水接触，利用吸附剂表面活性，将染料废水中的有机物和金属离子吸附并浓集于其表面，达到净化水的目的。
　　活性炭具有较强的吸附能力，对阳离子染料，直接染料，酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附功能，但活性炭价格昂贵，不易再生[2]。由壳聚糖与活性炭及纤维素混合制成的染料吸附剂对活性染料和酸性染料有优异的吸附能力，其吸附容量分别为264和421 mg/g（椰子活性炭吸附容量少于80 mg/g）。该吸附剂在水中具有优良的分散性，可采用简单而廉价的接触过滤法处理[3，4]。
　　大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很高的比表面积。吸附树脂可用于去除难以生物处理的芳香族磺酸盐，萘酚类物质[5,6]。 它易再生，且物理化学稳定性好，树脂吸附法已成为处理染料废水的有效方法之一。
　　1.2 膜分离
　　膜分离技术应用于染料废水处理方面主要是超滤和反渗透。据报道，用管式和中空纤维式聚砜超滤膜处理还原染料废水脱色率在95%～98%之间，CODCr去除率60%～90%，染料回收率大于95%[7,8]。近年来，用壳聚糖超滤膜和多孔炭膜的新型膜材料来处理印染废水，取得较好的效果[9,10]。夏之宁等[11]研究了染料废水在超声作用下，通过醋酸纤维素膜的透水率与透盐率，发现超声波在膜分离中有明显的加速传质和去“浓差极化”作用，有超声波作用时其渗透率是无超声波时的1.5倍，对透盐率影响更大，其截留率分别为94%和67%。
　　2 化学法
　　2.1 化学混凝法
　　化学混凝法主要有沉淀法和气浮法，此法经济有效，但产生化学的污泥需进一步处理。常用的有无机铁复合盐类。近年来国内外采用高分子混凝剂日益增多。天然高分子絮凝剂主要有淀粉及淀粉衍生物、甲壳质衍生物和木质素衍生物3大类。曾淑兰等[12]用NaOH作催化剂将玉米淀粉和醚化剂M反应制得的阳离子淀粉CST，用量为7～15 mg/L时，对酸性染料、活性染料的脱色率达90%以上。吴冰艳等[13]用接枝聚合制得的木质素季胺盐絮凝剂处理J酸染料废水，絮凝剂中的季胺离子与废水中的磺酸基团生成不溶于水的物质，投量20 mg/L，色度去除率达90%。方忻兰[14]利用海虾、蟹壳为原料制得的壳聚糖用来处理印染废水，CODCr去除率达85%以上。天然高分子絮凝剂电荷密度小，分子量低，易发生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有机高分子絮凝剂分子量大，分子链中所带的官能团多，絮凝性能好，用量少，pH范围广。代表性的人工有机高分子絮凝剂有PAN-DCD (二氰二胺改性聚丙烯腈聚电解质)、Wx系列高分子脱色絮凝剂、PDADMA-A(二甲基二烯丙基氯化铵聚合物)M[15～17]。
　　2.2 化学氧化法
　　化学氧化是利用臭氧、氯、及其含氧化物将染料的发色基团破坏而脱色。臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果。但对硫化、还原等不溶于水的染料效果较差。Fenton试剂氧化法，其脱色的实质是H2O2 与Fe2+ 反应所产生的羟基自由基使染料有机物断链[18]。 Fenton试剂除氧化作用外，还兼有混凝作用。研究表明，用此法处理2-萘磺酸钠生产废水，先用FeCl3混凝沉淀后，然后在pH 1.5～2.5条件下以H2O2 2 g/gCODCr，Fe2+4 g/L水，氧化60 min可去除 CODCr99.6%、色度95.3%[19]。
　　2.3 湿式空气氧化法
　　湿式空气氧化法(WAO)是在高温（125～320℃）、高压(0.5～20 MPa)条件下通入空气，使废水中的有机物直接氧化[20]。超临界水氧化（SCWO）是指当温度、压力高于水的临界温度（374℃）和临界压力（22.05 MPa）条件下的水中有机物的氧化。它实质上是湿式氧化法的强化和改进。超临界态水的物理化学性质发生较大的变化，水汽相界面消失，形成均相氧化体系，有机物的氧化反应速度极快。Model等[21]对有机碳含量27.33 g/L的有机废水，在550℃，60 s内，有机氯和有机碳的去除率分别为99.99%和99.97%。超临界水氧化法与传统的方法相比，效率高，反应速度快，适用范围广，可用于各种难降解有机物；在有机物的含量低于2%时；可通过自身热交换，无须外界供热，反应器结构简单，处理量大。
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小贺1007

非常谢谢bangge ，
楼主，请您注意查收，已经奖币了。

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【转贴】南开大学科研人员近日在用生物技术处理染料废水的研究中，分离出了具有生物絮凝作用和生物降解作用的两类菌株，运用生物工程技术把降解菌的基因片段通过转基因工程转入絮凝菌株，培养出具有絮凝和降解双功能基因的高效基因工程菌并应用于染料废水的处理。据专家介绍，有生物絮凝作用的菌株能产生生物絮凝剂，有生物降解功能的菌株能降解蒽醌染料及其中间体，对染料有脱色作用，但二者简单混合会相互抑制各自的作用。
南开大学科研人员以大肠杆菌作受体菌完成了降解菌质粒的转化，转化具备脱色能力。利用杂交技术确定了降解菌BX26基因片段的位置；经与质粒载体连接后获得重组，重组质粒转化絮凝菌，获得既能絮凝和吸附染料及中间体溴氨酸，又能降解使之脱色的双功能特效菌。该双功能基因工程菌对蒽醌染料中间体溴氨酸的絮凝率为80％以上，对溴氨酸的脱色率为90％以上。
这是一项新的研究成果，如果大家感兴趣，可以具体的去了解一下，我这里只给大家提供一个信息，希望对大家有所帮助。