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    活性炭吸附组合工艺处置印染废水的研讨进展

    更新日期:2021-11-11 16:44


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    印染行业历史长久,自新石器时期开端,人们就控制了印染最初的印染技术,而随着时期的开展,印染业也逐步成为了国度经济开展的支柱行业,与之相关印染废水的处置问题也成为理解决难题。印染废水是指在印染过程中由于染料未完整吸附染物及辅助染色投加的化学药剂剩余汇合排出的废水。因而印染废水成分复杂,难以处置。据不完整统计,我国印染废水的日排放量到达了3×106~4×106m³,约占整个工业废水排放的35%,是国外印染废水排放量的3~4倍,污染物含量的2~3倍,因而印染废水成为了目前管理环境污染的重要任务。

     

    1 印染废水处置分类及研讨停顿

     

    印染废水是一种成分复杂的高浓度有机废水,因管理艰难,处置本钱高,成为环境管理的重点对象。在选择印染工业废水处工艺时需依据水质特征停止技术剖析,选择出水稳定达标,又可统筹本钱的处置工艺。本文主要引见的处置办法包括物化处置法、化学处置法和生化处置法。

     

    1.1  物化处置法

     

    物化处置法是指应用物理作用和化学反响组成废水处置系统,别离和去除印染废水中的不溶性污染物和局部可溶性有机污染物。在物化处置法中处置效果较好的办法有吸附法和膜别离法。

     

    吸附法是应用溶质对水的疏水性和吸附剂对溶质的亲和力,将污染物从水中转移到吸附剂上。常见的吸附剂有活性炭和硅胶等。固然应用吸附法能够有效去除印染废水中的色度和有机污染物,但吸附剂的吸附容量有限,吸附饱和后再生难度较大等缘由,因而吸附法在普通废水处置中运用较少,常用在印染废水的深度处置中。

     

    膜别离法是指依据滤膜的颗粒孔径将不能经过的污染物从水中截流到滤膜外表,从而到达净化水体的目的。普通可分为浸透和渗析,具有出水水质好,顺应性强和效率高等优点,但存在滤膜易污染,运转费用高等问题。马江权等人采用氧化锆微滤膜和聚酰胺纳滤膜共同处置印染废水,获得较益处理效果,到达工业水回用规范。陈启斌等人经过研讨不同影响要素对絮凝效果的影响,研讨结果标明当MBF(微生物絮凝剂)与CaCl2质量比为1∶32时絮凝效果最好,经处置后COD去除率可达96.07%。

     

    1.2 化学处置法

     

    化学处置法是指经过物质之间的化学反响改动污染物的物理化学性质,使其降解成大分子颗粒物,进而从废水中去除的目的。在化学处置法中研讨较多的是高级氧化法和电化学法。

     

    高级氧化法(AOP)是由Glaze等初次提出,是应用羟基自在基(·OH)的强氧化性,与水中污染物发作氧化复原反响,从而将污染物从水中去除。本文主要引见高级氧化法中臭氧氧化法,Fenton试剂氧化法和光化学氧化法。

     

    臭氧氧化法处置污染物分为两种途径,一种途径是臭氧直接将污染物氧化为无机物。另一种是经过臭氧合成产生羟基自在基(·OH),应用强氧化性,使污染物发色基团中的不饱和键断裂。卢昶雨等经过对3种不同模仿废水连续通30min臭氧处置测定吸光度,结果标明臭氧氧化对三种印染废水效果均在90%左右。董姣等采用8种不同活性染料研讨单一染料配水和混合染料配水经臭氧/微电解处置后的出水效果,处置水质较好,满足排放规范。

     

    Fenton试剂氧化法是指H2O2Fe2+离子的催化下,具有强氧化作用,应用Fenton试剂氧化法可将废水中的有机污染物氧化去除。张晓东等将Fenton试剂法与混凝法相分离,在Fenton试剂中参加CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)共同处置印染废水,实验结果标明经处置后COD与浊度去除率可达51.22%和79.17%。程然将Fenton试剂氧化法与生物法联用途理印染废水,获得较好出水水质。

     

    光化学氧化法是经过氧化作用和光催化协同促进反响速率和氧化才能的一种水处置技术。光化学氧化法可分为直接氧化与间接氧化,其中光合成,光敏化氧化是在光照条件下,直 接使水中污染物合成。光激化氧化和光催化氧化是经过产生·OH间接氧化污染物。陈志铮等应用UV/TiO2光催化氧化法处置印染废水,印染废水处置效果良好。崔迪等经过光催化氧化安装处置印染废水,出水水质较好。

     

    电化学氧化法依据氧化原理分为两个过程,一是经过阳极直接将污染物氧化为无害物质,二是经过阳极产生可变价的金属盐溶液,经过盐溶液氧化作用,将污染物氧化降解成无害物 质。王昭阳等应用三维电解法催化处置罗丹明 B模仿印染废水,罗丹明B降解率为80%~90%。谭顺意等经过微电解法催化处置印染废水,获得较益处理效果。

     

    1.3 生化处置法

     

    生化处置法按需氧量可分为好氧生物法和厌氧生物法。好氧生物法是应用好氧微生物和兼性厌氧微生物的生化作用来完成处置废水的过程。经过向废水中通入氧气进步好氧微 生物的生化作用,应用生化作用转化废水中难降解污染物。好氧法由于单一处置效果并不理想且后期运转费用高,普通应用于废水深度处置。

     

    生物的代谢作用,将废水中的有机污染物转化为甲烷和二氧化碳。厌氧生物法同时适用于不同浓度废水,对染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基均可降解,因耗能少而被普遍应用好氧-厌氧技术的主要原理是应用好氧作用和厌氧作用相分离,经过生物降解作用协同处置废水中难降解有机污染物,并且厌氧反响能降解局部有机酸。宋梦琪等对聚乙烯醇PVA)印染废水先停止厌氧阶段的水解酸化过程,后停止好氧处置,结果标明经水解酸化后的印染废水经过好氧处置后出水水质更好。

     

    活性炭吸附法及其组合工艺在印染废水处置中的研讨停顿

     

    活性炭是将有机原料,如煤炭、木料、硬果壳、树脂等为原料,在高温下碳化、活化而成。活性炭孔隙率大,外表具有无数细小空隙,因而具有优秀的吸附性和极大的吸附容量。但由 于微孔直径在2~50nm之间,同时具有强亲水性,限制了大分子及疏水性染料在活性炭内部的扩散。因而活性炭吸附法对中低分子和水溶性染料吸附性较好,关于大分子和疏水性染料吸附性能较差。因而单独运用活性炭法处置印染废水的效果并不能满足我们对水质的请求,采用组合工艺可进步出水质量,去除多种污染物并且能降低处置本钱。目前,活性炭组合工艺处置印染废水主要包括化学氧化-活性炭法,臭氧-活性炭法和微波-活性炭发。

     

    2.1 化学氧化-活性炭法

     

    化学氧化-活性炭法是将化学氧化法和吸附法相分离,先应用氧化法将印染废水中的有机污染物氧化成无机物和小分子颗粒,然后经过活性炭将废水中的小分子颗粒吸附到活性炭 上,再将活性炭从废水中别离,从而净化水体。而与此过程相反的活性炭-化学氧化法的作用机理则是先经过活性炭的吸附作用,将印染废水中有机污染物转移到活性炭外表,维持有机污染物的高浓度,在活性炭外表与污染物发作氧化复原反响,进步污染物去除率。两种办法适用的印染废水浓度不同。前者适用于高浓度印染废水,后者适用于中低浓度废水。朱洪涛等应用正交实验比照Fenton试剂氧化和活性炭组合处置印染废水,结果标明Fenton氧化和活性炭组合处置印染废水脱色率可达90.1%,相关于单独Fenton和单独活性炭吸附进步了 18%和 20.9%;孙晓旭等采用Fenton-活性炭,活性炭-FentonFenton与活性炭同时处置印染废水,实验结果标明同时处置时出水水质最好,这可能是活性炭和Fenton试剂之间的协同作用形成的。

     

    2.2 臭氧-活性炭法

     

    臭氧 -活性炭法是将活性炭物理吸附作用,臭氧氧化作用,生物降解作用三者交融为一体的新型水处置技术。臭氧具有强氧化性和促进絮凝的作用。臭氧-活性炭法先经过臭氧 氧化合成水中的有机污染物,促进水中局部胶体和可溶性有机物絮凝沉淀,同时臭氧使废水中有机污染物经过开环和断链氧化成小分子物质,更易被活性炭所吸附,并产生少量溶解氧维持活性炭上附着的微生物活性,进步活性炭运用周期。这使得在坚持臭氧和活性炭自身优势的同时协同作用,进步出水水质。冯癑等[25]经过采用活性炭催化臭氧氧化对印染废水停止深度处置,获得较益处理效果。沈拥军等人经过对甲基红模仿印染废水采用臭氧/活性炭联用工艺处置,应用正交实验研讨臭氧流量、废水温度、pH和活性炭投加量对处置效果的影 响,结果标明最佳运转条件下色度去除率和COD去除率分别为97.4%和85.2%,并且经过比照实验标明臭氧-活性炭法处置效果优于单独运用臭氧和单独活性炭法。

     

    2.3 微波-活性炭法

     

    微波 -活性炭法是应用微波的辐射性能和活性炭的吸附性能分离的新型处置工艺,微波具有很强的穿透才能,使废水中的极性分子高速旋传达到热效应,产生的高温使得有机污染物降解成无机物,并经过活性炭的吸附作用吸附去除。同时微波的非热效应能够加快有机污染物分子键的断裂,进步有机污染物的去除率并且不会产生二次污染。陈红英等采用微波处置法和活性炭吸附法协同处置模仿印染废水,结果标明出水水质良好,并且经过比照实验标明二者结合处置印染废水优于单一处置办法。陈俊对等经过微波强化作用,促进Fenton-活性炭法处置印染废水,处置效果良好,经处置后出水COD和色度去除率可达73.7%和93.2%。

     

    结语

     

    印染废水变化无常,成分复杂,在工业废水中属于难管理一类,需求依据印染废水的组成及物化性质,综合思索各种处置技术的优缺陷,选择适宜的组合工艺停止处置。但由于印染染料之间的差别和印染废水自身的复杂性,活性炭工艺技术尚未成熟。日后的主要研讨方向分为两种,一是研讨新型活性炭,降低本钱及进步去除率。二是研讨活性炭和其他工艺的新型组合工艺。经过组合工艺,不时补偿本身缺乏,进步去除率,将对环境的影响降到最低。