大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐表明,采用無(wú)機(jī)混凝劑包括鐵鹽、鋁鹽、鎂鹽及無(wú)機(jī)絮凝劑對(duì)以膠體或懸浮狀態(tài)存在于廢水中的染料具有良好的脫色效果,如分散染料、硫化染料、氧化后的還原染料、偶合后的冰染染料、顏料以及分子量較大的直接染料和中性染料;而對(duì)不易形成膠體微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子的直接染料廢水則混凝脫色效果不理想。
2.3.3有機(jī)絮凝劑
通常,用于印染廢水處理的有機(jī)絮凝劑主要有表面活性劑、天然高分子及其改性絮凝劑、合成有機(jī)高分子絮凝劑三大類(lèi)。
A.表面活性劑
由于長(zhǎng)鏈陽(yáng)離子表面活性劑的極性基帶有正電荷,能中和染料分子的負(fù)電荷,同時(shí)具有孤立電子對(duì)的核心原子與染料分子的極性基團(tuán)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),其非極性端為憎水基,能吸附在絮凝體的憎水基團(tuán)上,從而使染料絮體去除。因此分子量越大、碳鏈越長(zhǎng)則表面自由能越高,越易發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。
表面活性劑用于印染廢水處理的報(bào)道很多,醇性醋酸十八胺可用于處理不溶性染料,如處理含硫化黑B染料的染棉布廢水,染料去除率可達(dá)99.2%[18]。StoicaL用十八烷基三甲基氯化銨和十六烷基溴化吡啶鹽結(jié)合Al2(SO4)3在pH值為4-11時(shí)對(duì)含酸性和直接染料的絲綢印染廢水進(jìn)行混凝氣浮處理,脫色率可達(dá)90-100%[19]。但陽(yáng)離子表面活性劑與染料分子的絡(luò)合作用具有較強(qiáng)的選擇性,因此單獨(dú)使用往往難于達(dá)到很好的效果,需要和鋁鹽復(fù)配使用。
B.天然高分子及其改性絮凝劑
天然有機(jī)高分子絮凝劑由于原料來(lái)源廣泛,價(jià)格低廉,無(wú)毒,易于生物降解等特點(diǎn)顯示了良好的應(yīng)用前景。用于印染廢水處理的天然高分子絮凝劑主要有天然淀粉及其衍生物、木質(zhì)素衍生物、甲殼素衍生物等三大類(lèi)。本稿由中國(guó)化工網(wǎng)整理
廢水處理中大部分微細(xì)顆粒和膠體都帶有負(fù)電荷,為了提高淀粉和木質(zhì)素分子對(duì)這些小分子物質(zhì)的作用能力,進(jìn)行陽(yáng)離子改性是一個(gè)重要研究方向。陽(yáng)離子離子化淀粉和木質(zhì)素可以用于處理陽(yáng)離子染料、直接染料和酸性染料廢水,脫色率均超過(guò)90%[20][21]。
C.合成有機(jī)高分子絮凝劑
合成的有機(jī)高分子絮凝劑分子量高,分子鏈中所帶的活性官能團(tuán)多,因此在水中的伸展度大,絮凝性能好,用量少,pH范圍廣,同時(shí)在過(guò)濾、脫水等固液分離操作方面都具有優(yōu)越的性能。
目前應(yīng)用效果最好的是高分子絮凝劑PAN-DCD,它是以聚丙烯腈為主鏈,用二氰二胺在堿性條件下進(jìn)行側(cè)鏈改性,使之變?yōu)樗苄缘?、帶多種活性基團(tuán)的兩性聚電解質(zhì)。PAN-DCD對(duì)中性染料、活性染料、酸性染料的脫色效果良好,脫色率均達(dá)90%以上,對(duì)印染廢水兼有脫色和去除COD的雙重效果,若與聚合鋁復(fù)合使用,去除效果更佳,最高COD去除率為63%[22]。另一類(lèi)值得注意的脫色劑是近幾年出現(xiàn)的雙氰胺甲醛縮聚物,它對(duì)于印染廢水具有優(yōu)異的脫色效果,但是投加量大會(huì)提高處理成本。
針對(duì)活性染料和直接染料分子結(jié)構(gòu)中含有強(qiáng)親水性的磺酸基和羧基,在水中溶解后都帶有負(fù)電荷的特點(diǎn),關(guān)鍵是破壞或封閉染料的親水基團(tuán),降低其水化作用,然后在絮凝劑的作用下脫穩(wěn)、混凝、絮凝,達(dá)到從溶液中分離出來(lái)的目的。最近同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制成功TJ系列脫色劑,它具有絮凝和沉淀雙重作用,可以有效脫除各種活性、酸性等可溶性染料,脫色率達(dá)到98-100%,為我國(guó)印染廢水處理提供了一條良好的途徑;此系列脫色劑是采用胍類(lèi)聚合物,封閉染料的親水基團(tuán),將染料沉淀出來(lái)。在生化處理后或預(yù)處理過(guò)程中均可是使用此脫色劑,對(duì)于水處理設(shè)施沒(méi)有特定的要求。
2.4其它的脫色處理技術(shù)
除吸附、氧化和混凝脫色外,國(guó)內(nèi)外對(duì)離子交換脫色、超濾膜脫色及生物脫色技術(shù)也進(jìn)行了一定的研究。其中,對(duì)常規(guī)方法難以脫色的水溶性染料采用離子交換的方法處理進(jìn)行了研究,并取得一定的進(jìn)展。其研究集中在離子交換樹(shù)脂和離子交換脫色纖維的開(kāi)發(fā)研制兩個(gè)方面。
對(duì)于微溶性染料和分子量較大的染料組份可以采用超濾或反滲透技術(shù)進(jìn)行脫色處理,但考慮到經(jīng)濟(jì)可行性,目前超濾技術(shù)多用于高濃度染料及染色廢水處理,尤其是對(duì)不溶性染料的回收利用。
由于印染廢水中染料組分的可生化性差,常規(guī)生化法在脫色方面一直不能另人滿(mǎn)意。目前的解決方法除采取預(yù)處理改善廢水可生化性外,主要是篩選優(yōu)良脫色菌和強(qiáng)化生物處理過(guò)程。強(qiáng)化生物過(guò)程、優(yōu)化生化工藝等以新近開(kāi)發(fā)應(yīng)用的厭氧-好氧系統(tǒng)、生物炭法、生物鐵法、強(qiáng)制充氧等為其典型代表,在一定程度上提高了其脫色效率。采用酶催化的方法,可以有效分解,但是降解速度慢,目前還看不到近期應(yīng)用前景。就其總體而言,生物脫色尚無(wú)突破性進(jìn)展,還必須與其它處理方法結(jié)合使用。
3.問(wèn)題及其發(fā)展趨勢(shì)
到目前為止,各種脫色方法從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、對(duì)環(huán)境影響和實(shí)用性考慮都有一定的缺陷。吸附脫色具有只吸附染料,但不破壞其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),但目前使用的吸附劑往往存在吸附量不夠,或再生不容易的缺點(diǎn)。高級(jí)氧化法脫色被認(rèn)為是一種很有前途的方法,但其昂貴的價(jià)格成為制約其廣泛應(yīng)用的重要原因。一些傳統(tǒng)的氧化方法如次氯酸鈉、過(guò)氧化氫、臭氧和紫外氧化等證明對(duì)廢水脫色并不有效,采用強(qiáng)化物理化學(xué)與酶催化降解的方法可能將有非常廣闊的應(yīng)用前景。
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