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'2010年第8期广东化工第37卷总第208期www．gdchem．coml37印染废水处理技术研究进展李慧，王建中，张萍，张威(西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃兰州730070)【摘要】印染废水水量大、浓度高、色度深、毒性强、pH波动大，是难处理的工业废水之一。它的大量排放严重污染环境，破坏生态平衡，因既必须对印染废水进行有效处理。文章首先简单介绍了鹾前常用印染废水处理技术的基本原理和处理效果，总结了各种方法的优缺点，同时特别对生化法、电化学氧化法的现状与进展进行了详细的介绍和评述。[关键词】印染废水；生化法；电化学氧化法【中圈分类号】X5[文献标识码】A[文章编号]1007—1865(2010)08—0137一O1AdvancedoftheResearchesonPrintingandDyeingWastewaterTreatmentTechniquesLiHui，WangJianzhong，ZhangPing，ZhangWei(CollegeofGeographyandEnvironmentalScience，NorthwestNorma1University,Lanzhou730070，China)Abstract：Printinganddyeingwastewater’squantityislarge，theconcentrationishigh，andchromaticityisdark．ItstoxicityisstrongandpHchangesgreatlyItisakindofindustrialwastewaterwhichishardtobetreatedIts1argenumberofemissionsseriouslypollutedenvironmenta1．destructedecologicalbalanceThereforeitisnecessaryforeffectivetreatmentofprintinganddyeingwastewater．Inthispaper,thefundamenta1principleandtreatmenteffectofvariousthecurrentprintinganddyeingwastewatertreatmenttechnologiesaredescribedsimplyinthefirstplaceTheadvantagesanddisadvantagesofeachmethodissummedup．Meanwhile．thestatusandprogressinbiocbemica1technologyandelectrochemica1oxidationwereintroducedandreviewedindetailKeywords：printinganddyeingwastewater：biochemica1technology：electrochemicaloxidationtechnology印染废水具有水质水量变化大、有机污染物浓度高、色度过程，而絮凝则是指为絮粒在水流紊动作用下，成为絮凝体的深、碱性大、成分复杂、可生化性较差等特点。据不完全统计，过程。该法操作简便、占地面积小、对疏水性染料脱色效率很我国印染行业废水日排放量为300~400万m，是各行业中的高，但运行费用较高、泥渣量大且脱水困难。排污大户之一。并且随着近年来化学纤维织物的发展，仿真丝1．4生物法的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子，破坏其不物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物饱和键及发色基团，从而达到处理目的。目前，生物法是国大量进入印染废水，CODc浓度也由原来的数百mg／L上升到内外应用较多比较成熟的一种印染废水处理方法。20003000mg／L以上，BOD5增大到800mg／L以上，pH达1．4．1生物好氧技术11．5～12，使处理印染废水达到良好效果变得更加困难。好氧技术主要包括：生物膜法、活性污泥法等。活性污泥1工业印染废水处理技术的现状与进展法是当前应用最广泛的一种生化法。该法将空气连续鼓入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即繁殖有巨量好氧性微生物目前，印染废水处理技术主要有物理吸附法、膜技术法、的絮凝体一活性污泥一对废水中的有机物进行吸附、生理代谢生化法及氧化法。现将它们的现状和进展分述如下。此外，由和絮凝从而对有机物进行降解。活性污泥法形式多样，目前国于磁分离技术、超声波分离技术等高新技术尚处于研究阶段，内外普遍探索的是通过增加曝气池的污泥浓度，开发新的曝气在工业上应用很少，在此不做介绍。技术和固液分离技术，以减少动力消耗，缩短处理时间，提高1．1物理吸附法处理效率。以塔式生物滤池以及生物膜接触氧化为主要应用形物理吸附法是在物化法中应用较早的一种，是利用多孔性式的生物膜法，相对于活性污泥法既避免了污泥膨胀现象，提的固体物质(吸附剂)吸附水中的污染物，以去除废水中的色高了处理效率，又节省占地面积，并具备了对有机负荷的冲击度、悬浮物、胶体以及水溶性有机污染物。目前所用吸附剂主波动有较强适应能力的特点。要有活性炭、焦炭、硅聚合物、硅藻土、高岭土和工业炉渣等。然而，单一的好氧技术处理印染废水，虽然对BOD去除该方法不需投加任何药剂，无污泥，方法简便，但吸附剂的容效果明显，但对COD和色度的去除率不高，出水水质难以达量有限，需注意吸附剂的使用寿命以及再生问题，处理成本较到规定的排放标准，且运行费用高，生成的污泥量较大，不利高，应用面较窄，适合处理浓度较低的印染废水或是深度处理。于后续的处理。1_2膜分离技术1．4．2厌氧技术膜分离技术是利用天然或人工合成膜，以压力差、浓度差、厌氧技术是在厌氧条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有电位差和温度差为推动力，对双组分或多组分溶质和溶剂进行机污染物，最终产物是二氧化碳和甲烷。厌氧生物反应通常被分离、分级、提纯和富集。该技术具有分离效率高、能耗低、划分成两个阶段过程：第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是工艺简单、操作方便、无污染等优点，用于除去非水溶性的染甲烷发酵阶段。水解酸化可有效处理印染废水COD高、可生料(如分散染料)非常有效，但对可溶性染料的去除率很低，需活性差及色度高等难题。要专业设备，投资大，且滤膜易受污染，需要高水平的预处理1．4．3厌氧一好氧(A／O)法和定期的化学清洗，还存在浓缩物的处理问题。A／O法在在厌氧处理阶段，只发生水解酸化作用，使废水1．3混凝法中的可生化性很差的一些高分子物质变成较小的分子，从而改化学混凝法通常用来除去废水中的胶体污染物和细微悬善废水的可生化性，为好氧处理创造有利的条件。此外由于好浮物，是利用混凝剂的凝聚作用，与废水中的有机质形成具有氧阶段的剩余污泥回流到厌氧段，有助于污泥的厌氧消化，降明显沉降性能的絮凝体，然后再用重力沉降，过滤，气浮等方低了系统的剩余污泥产量。据文献报道，新疆七一印染厂采用法予以分离的单元过程。这一过程包括凝聚和絮凝两个步骤，二者统称为混凝。具体地说，凝聚是指在化学药剂作用下使胶(下转第144页)体和细微悬浮物脱稳，并在布朗运动作用下，聚集为微絮粒的[收稿日期]2010-04—15[作者简介]李慧(1985一)，女，陕西人，在读硕士研究生，主要研究方向为水污染控制。 2010年第8期144www．gdchem．com第37卷总第208期分子印迹．离子交换法等组合工艺，其中化学沉淀法、絮凝法[4]冯立明．电镀工艺与设备[M]．北京：化学工业出版社，2005：111-137．与膜分离技术的组合因其经济适用性较受研究者们的关注。【5]邵晨，冯辉，卫应亮，等．膦酸镀铜新工艺的研究[J]．内蒙古石油化工，利用膜分离技术可从电镀废水中回收重金属和水资源，减2007，(2)：20-23．轻其对环境的荇染，实现电镀行业的清洁生产和闭路循环，对[6]张文娟，刘玲，厉成梅．我国电镀工业污染及处置[J]．工业安全与环保，附加值较高的金、银、镍、铜等电镀废水用膜分离技术可实现2006，32(10)：35-37．浓缩回收产生良好的经济效益。对于综合电镀废水，经过简单[7】汤荣年．电镀废水综合治理新工艺研究[D】．天津大学硕士学位论文，的物理或化学法处理后，如絮凝沉淀或化学沉淀法，再采用膜2003．分离技术可回用大部分水，回收率可达60％～80％，减少污[8]张福隆．对含镍铬铜电镀废水的处理[JJ．纺织器材，1996，23(1)：12—14．水的总排放量减少了对水体的污染。[9]张学洪，吕炳南．含氰含铬电镀废水处理技术的研究[J]．哈尔滨建筑大所以为了实现电镀行业的环境保护和资源回收再利用的学学报，1999，(6)：27—30．双重效益，膜分离技术作为电镀废水处理技术中的“绿色环保[10]ShenHM，ZhangQF．Riskassessmentofnickelcarcinogenicityand技术”，是电镀废水处理最有发展前景的技术之一，是符合电occupationallungcancer[．／】．EnvironmentalHealthPerspective，1994，102(1)：镀行业的可持续发展要求的。在膜技术的推广应用中，存在着275—282．膜组件的昂贵、使用过程中膜的污染以及通量下降等问题，但[11]魏立安，史蓉蓉，丁园．电镀生产技术与循环经济[J]．材料保护，2003，随着膜分离技术在废水处理领域研究的进一步深入，新型膜材(2)36：45-47．料和膜制造工艺将不断涌现，性能优良、价格低廉的过滤膜及[12]范宏义，左丹江，胡铁骑．电镀行业环境无害化技术需求调查分析[J]．电膜组件也将随之产生，同时膜技术与其他技术的集成、耦合也镀和精饰，2001，23(5)：16-19．将进一步扩大膜技术在电镀废水治理中的工业应用性，膜分离[13]王维平．电镀废水减量化技术[J1．电镀与环保，2006，26(5)：36—40．技术将逐步地趋向于工业化应用。[14]彭昌盛，谷庆宝，孟洪，等．化学法处理混合电镀废水及药剂选择[J1．北京科技大学学报，2003，25(1)：23—25．参考文献[15]于明泉，常青．高分子重金属絮凝剂在水处理中应用的研究．净水【1]安成强，崔作兴，郝建军．电镀三废治理技术[M]．北京：国防工业出技术，2004，23(2)：1-3．版社，2002．[2]冯立明．电镀工艺与设备[M】．北京：化学工业出版社，2005：37—42．(本文文献格式：邹森林．电镀废水处理的研究进展[J]．广东[3]常州市西林电镀有限公司．装饰铬电镀工艺流程．2007，6．化工，2010，37(8)：142-144)(上接第137页)推测，缺乏可靠的实验结果支持]。从文献报道来看，国内的此种组合工艺处理印染废水就取得了良好效果。但由于处理研究重点多是在多种技术的联合使用上，其中较有成就的是用周期较长且污水停留的时间相对较多，建设费用高，从而限制絮凝复合床新技术处理高色度印染废水；国外在新型电极方面了其在处理较低废水量的项目中的应用。研究较多，如Sb／SnO2、Ti／SnO2、Ti／RnO2、Ti／Pt等电极]。1．5氧化法此外赵少陵、贾金平等人采用活性炭ACF一铁复合电极对印染废水的电极凝聚过程进行了研究，也取得了较好的处理效氧化法是利用强氧化剂将染料分子中发色基团的不饱和果。三维电极电化学氧化处理印染废水是电化学氧化处理法的键断开，形成分子量较小的有机物或无机物，从而使染料失去发色能力。此处主要介绍光化学氧化法和电化学氧化法。一种，三维电极是一种新型的电化学反应器，是在传统二维电1．5．1光化学氧化法解槽电极问填充粒状或其他碎屑状导电粒子，成为新的一极光化学氧化法在20世纪80年代后期应用于废水处理，利(第三极)，在工作材料表面发生电化学反应。三维电极与传统用光照产生的能量，促使催化剂(如TiOz)或氧化物的能级发生的二维电极相比，能够增加电解槽的面体比，强化了电极内的跃迁，产生具有强氧化性的自由基或空轨道，从而可以与废水传质过程，提高电流效率和处理效果，目前三维电极电化学方中的有机污染物发生氧化还原反应达到去除污染物的目的。与法处理重金属费时已经是一项成熟技术。传统处理方法相比，该方法能有效地破坏许多结构稳定的生物2结束语难降解污染物，具有高效、污染物降解彻底等优点，适用于有在实际印染废水处理过程中，既要考虑到技术可靠、经济机废水的深度处理，是一种非常新颖和有前途的方法。但在实合理，又要最大限度地保护环境不受污染，需要在充分掌握原际应用时，存在催化时间长且费用高，催化剂使用效率不足等始资料的基础上，根据废水的水质和水量、回收的经济价值、缺点。排放标准等等，进行周密而详细的调查、分析、比较，做到少1．5．2电化学氧化技术排印染废水、使废水清浊分流，防止二次污染。将各种处理方近期研究表明，电化学氧化技术在处理废水色度、COD、法根据其各自特点有机地结合起来，进而选定适宜的印染废水BOD和TSS方面有显著效果，作为现代高级氧化技术处理流程。(AdvancedOxidationProcesses)研究领域的一个热点，已经越来越受到人们的重视。参考文献电化学氧化技术处理印染废水往往是通过电絮凝、电气[1]彭会清，许开．印染废水处理方法进展与述评[J]．南方冶金学院学报，浮、电氧化还原共同完成的。其反应原理是用铝、铁等金属作2003，4：57—61．阳极，在直流电的作用下，溶蚀产生Al、Fe等离子，在经[2]白晓慧．印染废水处理技术及其进展Ⅲ．印染，2009，12：39—43．一系列水解、聚合的氧化过程后，发展为各种羟基络合物、多[3]陈震，郑曦，陈日耀，等．电化学法生成羟基自由基及其在酸性铬蓝降核羟基络合物以及氢氧化物，起到吸附和混凝的作用，带电的解脱色中的应用[J]．环境化学，2001，20：73-78．污染物颗粒在电场中泳动，其部分电荷被电极中和而脱稳聚[4]SimonsonD．Electrochemistryforcleanerenvironment[J]．Chemical沉。同时，电化学过程产生的·OH无选择地直接与废水中的染Societyeview，1997，26．料反应，将其降解为CO2、H2O及简单有机物，没有或很少产[5]ComninellisC，PulgrinC．Electrochemmicalwastewatertreatmentusing生污染。作为一种“清洁技术”，它具有COD去除率高、脱highovervoltageanodes[J]．JApplElectrochem，1991，23．色率高，处理时问短、占地面积小、耐冲击性强和操作管理方[6]赵少陵，贾金平．活性炭纤维电极法处理印染废水的应用研究[J]．上海便等优点。环境科学，1997，l6：24—27．该方法走向实用化的关键是研究出具有高性能的电极材[7]陈武，李凡修，梅平．三维电极方法处理石油工业废水COD实验研究料，改善反应器结构和多种技术的联合使用，另外建立符合电ⅢJ．环境科学与技术，2001，24：6-9．化学氧化处理有机物过程的数学模型，也对处理有机物废水的实际应用有理论指导意义。目前国内外对电化学氧化技术处理(本文文献格式：李慧，王建中，张萍，等．印染废水处理技效果的认识大部分是通过宏观上的值及污染物浓度的变化获术研究进展【J]_广东化工，2010，37(8)：137)得的，从微观上对电化学降解的机理研究、报道多是通过假设'