（环境工程专业论文）印染废水快速脱色技术的研究.pdf

浙江工业大学硕士学位论文 印染废水快速脱色技术的研究 摘要 印染行业是我国的污水排放大户，在我国环境保护法规日益严格 和水资源日益短缺的情况下，印染废水的达标排放和回用越来越受到 重视。废水中有的染料很难被常规的生化水处理方法降解，尤其是色 度不能达标排放，已成为实施中水回用的一个难题。本课题尝试使用 高压电晕与臭氧联用的方法对多种水溶性染料进行快速脱色的处理， 利用高压电晕与臭氧产生的强氧化活性物质打散发色基团，变大分子 为小分子，提高b c 比，为下一步生化处理创造有利条件，也可以对 色度不达标的已处理废水进行深度处理，实现中水回用。 实验使用的是臭氧、高压电晕与文丘里管一体化反应器，该反应 器能提高臭氧在废水中的传质效果和溶解度，单纯臭氧溶解的最佳气 速在6 0 l h 。但在实际反应中，由于受反应传质和脉冲电晕的影响， 文丘里最佳混合气速为8 0 l h 。 在高压电晕与臭氧联用处理的七种染料中，除酸性橙外，其余六 种染料都能在1 5 m i n 内达到完全脱色，染料脱色后基本没有残色，染 料完全脱色后的c o d c ，去除效果在4 0 以上，且处理后废水的b c 比有明显的提高。同时从活性染料降解过程的紫外光光谱的变化可以 看到，染料的脱色过程中染料的发生体系较苯环更容易被氧化，反应 过程中溶液的p h 有明显的下降，电导率有一定的提高，染料的脱色 降解过程中有酸性物质的产生。 在对不同结构染料处理后的比较分析中发现染料本身结构的稳 浙江工业大学硕士学位论文 定性对染料的脱色有较大影响。研究发现臭氧对染料的氧化更倾向与 染料发生体系的打开，其发生结构的稳定性直接影响染料的脱色，在 本课题研究的染料当中，葸醌染料的脱色速度要明显的高于双偶氮的 染料，在c o d c ，的降解速度上，葸醌染料 单偶氮染料 双偶氮染料。 在对模拟印染废水动力学研究中，高压电晕与臭氧联用对模拟印 染废水的脱色处理受染料氧化降解后中间产物的影响，在中间产物浓 度较低的情况下，高压电晕与臭氧对模拟废水的处理都符合拟一级反 应动力学方程，且染料与臭氧、染料与羟基自由基的反应都可被分别 认作是一级反应。 本实验证实了高压电晕与臭氧联用技术对印染废水中的大部分 染料具有快速的脱色效果，且能提高废水脱色后的可生化性，因而该 项技术适用于在印染废水预处理脱色与印染废水回用脱色上。 关键词：高压电晕、臭氧、协同作用、葸醌染料、偶氮染料 2 浙江工业大学硕士学位论文 t h es t u d yo f q u i c k d e c o l o r a t i o ni nd y e i n ga n d p r i n t i n gw a s t e w a t e r a b s t r a c t p r i n t i n ga n dd y e i n gi n d u s t r yi s al a r g ew a t e ru s i n gi n d u s t r yi n0 1 1 1 c o u n t r y m o r ea n dm o r ea t t e n t i o ni sp a i do nt h ep r i n t i n ga n dd y e i n g w a s t e w a t e ri ni t se m i s s i o na n dr e u s eb e c a u s eo ft h es t r i c to f e n v i r o n m e n t a ll a w sa n dt h es h o r t a g eo fw a t e rr e s o u r c e s o m eo fd y e w a s t e w a t e ri sd i f f i c u l tf o rt h ec o n v e n t i o n a lb i o c h e m i c a lw a t e rt r e a t m e n t m e t h o d s ，i np a r t i c u l a rc o l o rc a nn o tr e a c ht h ed i s c h a r g es t a n d a r d s s oi t h a sb e c o m eap r o b l e mf o rw a t e rr e u s e i nt h i sr e s e a r c h ，t h ec o m b i n a t i o n o fo z o n ea n dv o l t a g ep u l s e dc o r o n aw a su s e di nt h eq u i c kd e c o l o r a t i o no f s e v e r a lw a t e r - s o l u b l ed y e s 1 1 1 ea c t i v es u b s t a n c ew h i c hi sp r o d u c e db y t h ec o m b i n a t i o nu s eo fo z o n ea n dv o l t a g ep u l s e dc o r o n ac a nd e s t r o yt h e c o n j u g a t ec h r o m o p h o r ea n di n c r e a s et h eb cr a t i oo ft h ew a s t e w a t e r w h i c hw i l lb e t t e rf o rb i o l o g i c a lt r e a t m e n ti nn e x ts t e p t h ec o m b i n a t i o n o fo z o n ea n dv o l t a g ep u l s e dc o r o n aa l s oc a nb eu s e di nt h ea d v a n c e d t r e a t m e n to fc o l o rc a nn o tr e a c ht h es t a n d a r d sw a s t e w a t e ra n dr e a l i z et h e r e u s eo fw a s t e w a t e r t h ei n t e g r a t i v er e a c t o rw i t ho z o n e ，v o l t a g ep u l s e dc o r o n aa n d 3 浙江工业大学硕士学位论文 v e n t u r iw a su s e di nt h i se x p e r i m e n t t h er e a c t o rc a ne n h a n c e dt h em a s s t r a n s f e re f f e c ta n ds o l u b i l i t yo ft h eo z o n e t h eo p t i m a lg a ss p e e df o r o z o n es o l u t i o ni s6 0 l h ，b u ti nr e a l l yr e a c t i o n ，t h eo p t i m a ls p e e dw i l l i n c r e a s e dt o8 0 l hb e c a u s eo ft h ee f f e c tb yr e a c t o rm a s st r a n s f e ra n d v o l t a g ep u l s e dc o r o n a i nt h ed e g r a d a t i o no fs e v e nd y e s ，t h ed y e sc a nb ed e c o l o r e di n15 m i n e x c e p to f t h ea c i do r a n g ed y e t h e r ea r eb a s i c a l l yh a sn or e s i d u a lc o l o r a n dt h ec o d e rr e m o v a lr a t ei sm o r et h a n4 0 a f t e rt h ed e c o l o r a t i o n t h e c o m b i n a t i o no fo z o n ea n dv o l t a g ep u l s e dc o r o n ac a ne n h a n c e dt h eb c r a t i oo ft h ew a s t e w a t e r i nt h eu v v i ss p e c t r o g r a mo fa c t i v ed y e sd u r i n g t r e a t m e n tp r o c e s s ，w ec a nf i n dt h ec o n j u g a t ec h r o m o p h o r ec a l lb ee a s i e r o x i d i z e dt h a nt h eb e n z e n er i n g s t h ep hi sd e c r e a s ea n dt h ec o n d u c t i v i t y i sr i s ei nt h er e a c t i o np r o c e s s ，s ot h e r ea r es o m ea c i d i cs u b s t a n c e sw e r e p r o d u c e di nt h er e a c t o r t h es t r u c t u r eo ft h ed y e sc a ni n f l u e n c et h ed e c o l o r a t i o nr a t eb y c o m p a r i s o na n a l y s i so fd i f f e r e n ts t r u c t u r ed y e s d e g r a d a t i o n t h es t u d y s h o w st h a tt h eo z o n eo x i d a t i o no fd y ei se a s i e rt oo p e nt h ec o n j u g a t e c h r o m o p h o r es t r u c t u r e ，t h es t a b i l i t yo fc h r o m o p h o r es t r u c t u r e i sd i r e c t i n f l u e n c et h ed e c o l o r a t i o no fd y e s i nt h et r e a t m e n tr e s e a r c ho fd y e s w a s t e w a t e r ，t h ea n t h r a q u i n o n ed y e si sb e a e rt h a nb i s a z od y e si nt h e d e c o l o r a t i o nr a t e i nt h ec o d c rd e g r a d a t i o nr a t e ，a n t h r a q u i n o n e d y e s m o n o a z od y e s b i s a z od y e s i nt h ek i n e t i cs t u d yo fs i m u l a t ew a s t e w a t e r , t h ec o m b i n a t i o nu s eo f o z o n ea n dv o l t a g ep u l s e dc o r o n ai si n f l u e n c e d b y t h eo x i d a t i v e i n t e r m e d i a t ep r o d u c to ft h ed y e s w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fi n t e r m e d i a t e p r o d u c ti sl o w ，t h eo x i d a t i v ek i n e t i co fd y e si sa c c o r dw i t hp s e u d of n - s t o r d e rr e a c t i o nk i n e t i ce q u a t i o na n dt h er e a c t i o no fd y e sa n do z o n e ，o h c a nb eh o l da u sf i r s to r d e rr e a c t i o n 。 4 浙江工业大学硕士学位论文 i nt l l i sd i s s e r t a t i o n ，i ti sc o n f i r m e dt h a tt h ec o m b i n a t i o nu s eo fo z o n e a n dv o l t a g ep u l s e dc o r o n ah a v et h ea b i l i t yi nm o s td y e s d e c o l o r a t i o n a n dt h ew a s t e w a t e r sb cc a nb ee n h a n c e da f t e rt h et r e a t m e n t s ot h i s t e c h n o l o g yi ss u i t a b l ef o r t h ep r i m i n ga n dd y e i n gw a s t e w a t e r st r e a t m e n t a n di t sr e u s e k e y w o r d s ：v o l t a g ep u l s e dc o r o n a ，o z o n e ，s y n e r g i s m ，a n t h r a q u i n o n ed y e s ， d y e s 5 浙江工业大学硕士学位论文 符号说明 c 气体在水中的溶解度，m g l ； 一体在空气中的分压，k p a ； 酽亨利常数，m g ( l 。k p a ) ； c l - 水中臭氧的浓度，m g l ； c l 幸一与气相主体平衡时的液相浓度，m g l ： z 一化学计量比； c d 一染料浓度，m o l l ； c a 一溶液中臭氧的浓度，m o l l ； c a i 广羟基自由基浓度，m o l l ； 吃一臭氧投加量，g m i n 。 v 一处理水样的体积，l 。 浙江工业大学硕士学位论文 图表目录 表1 - l 我国纺织业废水排放总量及其比重5 表1 22 0 0 6 年浙江省前3 季度各类染料产量完成情况统计7 图1 1 液中放电的形式1 8 图1 2 脉冲等离子装置原理图1 8 表1 3 几种氧化剂的标准还原电位及相对氧化能力比较2 1 表2 1 爱康c h y f 3 a 型臭氧发生器参数3 0 图2 1 实验装置图31 图3 1 文丘里混合器对溶解氧的影响。3 6 图3 2 文丘里混合器对溶臭氧的影响3 7 表3 1 低浓度臭氧在水中的溶解度( m e c l ) 3 8 图3 3 臭氧传质系数的线性拟合3 9 图3 - 4 气速对溶解氧的影响一3 9 图3 5 气速对溶臭氧的影响4 0 图3 - 6 气速对c o d c r 降解效率的影响4 1 图3 7 气速对色度降解效率的影响4 l 图3 8 不同染料的脱色时间和降解效率4 3 图3 1 2 不同染料降解过程中p h 值的变化4 5 图3 1 3 不同染料降解过程中电导率的变化4 6 图3 1 4 不同结构活性染料c o d c ，降解效率的比较4 7 图3 1 5 不同结构活性染料色度降解效率的比较4 8 图3 1 6 不同结构酸性染料c o d c r 降解效率的比较4 9 图3 1 7 不同结构酸性染料色度降解效率的比较5 0 图3 1 8 不同结构葸醌染料c o d c ，降解效率的比较：5 1 图3 1 9 不同结构葸醌染料色度降解效率的比较5 l 图3 2 0 活性艳红染料与臭氧反应的化学计量比5 3 图3 2 1 臭氧利用率与活性艳红染料降解效率的关系5 3 图3 2 2 活性染料的动力学拟合曲线5 5 图3 2 3 酸性染料的动力学拟合曲线5 6 浙江工业大学硕士学位论文 表3 2 模拟印染废水的色度变化及其脱色所需的臭氧量5 7 图3 2 4 不同染料处理前后b o d j c o d c 卜5 8 7 1 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江 工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的 法律责任。 作者签名：张踅 日期：幼够年 月旧 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密面。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 6 月f 日 月2 日 浙江工业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题背景与意义 近年来随着新的染料、助剂、化学浆料和整理剂的应用，印染废水的c o d 浓度也由原来的数百m g l 上升到数千m g l ，从而使处理难度越来越大【1 1 ，色度 也难以达标排放。随着经济的快速发展，我国印染行业的用水量和废水排放量在 逐年增加，而当前印染废水的回用比例只有1 0 左右【2 】。每年都有大量的印染废 水排入江河湖海，给生态环境造成了巨大损害，太湖蓝藻事件的爆发就是一个例 证。为此，江苏省将原有的印染废水的排放标准从二级提高到了一级。环境保护 法规的逐渐严格，对废水色度的排放要求也随之提高，而现有的处理方法难以满 足排放要求。同时随着水资源的短缺，工业用水的费用也在逐步提高，这使得我 国印染行业的生产成本不断上升。研究新的印染废水处理技术，进一步降低废 水的色度，以实现废水达标排放和回收利用是企业迫切的需求，这对缓解水资 源危机、维持印染行业的可持续发展具有重大的现实意义和经济意义。 高压电晕和臭氧的联用技术是一种新兴的废水处理技术。该方法利用高压放 电产生的低温等离子体和臭氧协同作用，产生更多的羟基自由基。通过活泼的羟 基自由基与有机物反应，使染料发色基团中的不饱和键断裂，生成分子质量小且 无色的有机酸、醛等，实现废水的脱色和有机物的降解。现有的高压电晕和臭氧 联用技术的研究主要是对单一污染物的处理效果与机理上，而对于成分复杂的印 染废水，研究染料的不同结构与处理效果之间的关系是非常有必要的。本实验 研究利用高压电晕与臭氧联用技术实现对印染模拟废水进行快速脱色，在脱色的 同时降低废水的有机物浓度，提高废水的b c 比。同时对不同结构染料的废水 与处理效果之间的关系进行了初步的研究。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 我国印染废水的现状 我国是纺织大国，纺织业排放的废水是我国各大水域的重要污染源之一，其 年废水排放状况见表1 【3 】。 4 浙江工业大学硕士学位论文 表1 - 1 我国纺织业废水排放总量及其比重 t a b 1 - 1t o t a le m i s s i o no ft e x t i l ei n d u s t r yw a s t e w a t e ri nc h i n a 年分纺织业废水排放量总废水排放量所占比率 ( 亿吨)( 亿吨) ( ) 2 0 0 41 5 3 91 9 7 8 37 7 8 2 0 0 51 7 2 22 1 5 9 87 9 7 2 0 0 61 9 7 92 0 8 0 49 5 1 从表中我们看到，我国纺织业废水的排放量在逐年增加，且在我国总的废水 排放中所占的比例越来越大。而在纺织业废水中印染废水的排放占到了总量的 8 0 左右。印染废水是指棉、毛、麻、丝、化纤或混纺产品在预处理、染色、印 花和整理等过程中所排放的废水。在印染加工中，印染助剂起促染( a n 速染料上 染) 或缓染( 延缓染料上染，使染色更加均匀) 之作用。印染助剂包括中性电解质如 n a c i ，n a 2 s 0 4 等；酸碱调节剂如h c i ，n a o h 或n a 2 c 0 3 ；表面活性剂；膨化剂 如尿素等；胶粘剂如改性淀粉、服醛树脂、聚乙烯醇等；稳定剂如磷酸盐等。总 之，印染废水成分极其复杂，它具有色度高、难降解，p h 和温度变化大等特点 【4 】。而且这些废水的排放都集中在沿海省市，其中浙江作为纺织工业大省，印染 布产量和废水的产量都占到全国的一半，大量的废水集中排放对浙江的生态环境 造成了严重的影响。 印染废水的色度主要是由染整过程中残留在水中的染料造成的，目前世界各 国采用的染料约3 万种，每年排放到环境中的染料高达6 0 万吨，其中偶氮类的 染料占8 0 以上【5 1 。例如，棉纤维加工过程中使用的主要为活性、还原、直接、 硫化等染料，这些染料价格便宜，上染率却不太高，尤其是硫化染料，上染率只 有3 0 左右【5 1 ，这些残留在水中的染料就带来了印染废水处理的色度问题。随着 我国环境管理的日益严格，对排放废水的色度要求也在提高。太湖蓝藻事件爆发 后，江苏省将原来的印染废水的排放标准从二级提高到了一级标准，即对印染排 放废水的色度也从原有的8 0 倍提高到了4 0 倍，这就使得原有的废水工艺很难在 色度的处理上达到排放的要求。同时，在废水回用的过程当中，特别是染整工艺 对回用废水的要求特别高，在待批的印染废水回用水质标准中对色度的要求仅为 1 0 倍，这是现有运行的生物处理方法所无法达到的。企业迫切需要新的脱色技 术解决这一难题。 1 2 2 印染废水中染料的发色机制及其类别 染料所体现出的颜色是由其结构决定的。染料与颜色的关系研究历史悠久， 浙江工业大学硕士学位论文 在1 8 5 6 年英国w i l l i a mp e r k i n 合成了第一个染料后，1 8 6 8 年g r a e b e 和l i e b e r m a n n 倡导了不饱和理论，阐述了染料发色的物质基础，即丌电子系统或称共轭系统， 其后以w i t t 在1 8 7 6 年提出的发色团、助色团理论最为著名。该理论认为有机化 合物的颜色是由于分子结构中的发色团引起的，同时他认为染料的颜色是由双键 引起的，这些双键基团就是发色团，如：硝基c - n 0 2 ) ，偶氮基 ( - n = n ) ，羰基( c o ) ，亚硝基( - n = o ) ，硫代羰基( c s ) ， 一 乙烯基( 乙一。) ，次甲氮基( - c h = n ) 。 但这种理论仅仅是对一些现象的归纳且还有许多例外。如，c h = c h c h = 、 c h ，v 等都含有发色团，但他们是无色的。只有当这些发色团与特殊结构的 碳基化合物相连时，方能发出颜色。这些碳基化合物绝大多数是芳香烃类，把含 有发色团的芳香体称为发色体。例如： ，= 2 = 、= 2 2 = t o c 去除率。 章飞芳等【4 5 】以活性染料活性艳红k e 3 b 为对象，模拟印染废水的实际情况 对染料进行臭氧氧化研究，探讨了该过程的动力学影响因素。研究发现：在p h = 1 0 1 4 浙江工业大学硕士学位论文 时，脱色速度快；随着臭氧投加量的增加，色度去除率也相应增加；n a 2 c 0 3 作 为自由基清除剂在一定程度上抑制了臭氧氧化，而n a c l 对臭氧氧化的影响则较 小；对比了组合工艺u v 0 3 h 2 0 2 应用于活性染料的处理效果，发现u v 0 3 反应 体系中加入少量的h 2 0 2 能够使脱色率增加。并且利用海洋性发光菌v i b r i o f i s c h e r i 对臭氧氧化后的溶液进行了生物毒性监测与评价，结果显示，在氧化过 程中溶液毒性明显升高；随氧化程度的进一步加深，毒性又趋于下降。 费庆志等 4 6 1 探讨了p h 值、初始浓度和臭氧含量等对臭氧氧化技术处理染料 ( 酸性、直接、活性、分散和还原颜料) 模拟废水的影响，认为臭氧氧化能提高 染料废水的可生化性，可用来作为高浓度染料废水的预处理手段。 a h k o n s o w a l 4 7 1 在一个圆柱形反应器底部利用臭氧曝气对含有直接染料的 废水进行处理，考察了染料浓度、臭氧量、臭氧气速和溶液p h 值对臭氧脱色效 率的影响。结果发现：随着臭氧浓度的增加，染料浓度的降低，p h 值的增加， 染料的氧化速率也随之升高；并且臭氧气速的增加也能够提高氧化速率，但当气 速达到一定程度时，氧化速率达到最大值，此时再增加气速，氧化速率反而下降 了。最后经毒性测试发现降解产物无毒性。 a h m e tb a b a n 等【4 8 】利用臭氧对毛纺印染废水进行脱色和c o d 去除的实验， 经过4 0 r a i n 的处理，脱色率达到9 8 - - - 9 9 ，臭氧吸收率为5 8 0 m g l ，但实验 发现臭氧氧化对c o d 去除贡献不大。 m k o c h 等【4 9 】将活性黄8 4 溶于超纯水中配成模拟废水，对其进行了臭氧氧 化研究。由实验得出结论：臭氧浓度为1 8 5 m g l 时，废水在6 0 r a i n 后脱色完全； 臭氧浓度为9 1 m g l 时，废水在9 0 m i n 后脱色完全；t o c 和c o d 去除率分别达 到3 0 和5 0 ；b o d 5 c o d 值由o 0 1 升到了0 8 ，可生化性得到了很大的提高。 从众多的文献中可以看出，臭氧对染料的脱色作用具有明显的普遍性，但单 独臭氧作为水处理的手段还存在着一些缺陷，首先由于分子臭氧直接氧化的选择 性，并不是所有的有机物都可以被氧化，特别是一些小分子有机酸如草酸乙酸乙 二酸等。它们在臭氧氧化过程中表现出了极强的稳定性成为臭氧反应中的瓶颈； 第二，由于现有臭氧发生器的臭氧产率低，臭氧在水中的溶解度较小，很多臭氧 与染料的反应受臭氧传质的影响，而溶解态的臭氧又只有一部分可以分解为具有 更强氧化性的h o ，h o 与有机物的反应是没有选择性的，因此很容易被一些 1 5 浙江工业大学硕士学位论文 竞争性副反应或溶液中的自由基捕获剂所抑制从而失去氧化能力。 1 2 3 3 印染废水的生物处理方法 印染废水的生物处理方法主要有s b r 工艺、生物膜法、厌氧处理法和a 2 o 处理工艺。生物处理方法由于其良好的处理效果和低廉的运行成本在印染废水处 理中应用十分广泛。韩国的研究者研究了印染助剂对活性污泥系统的影响，研究 表明生物杀灭剂的印花助剂对污泥系统的影响较小，而两种印染助剂中，一种对 污泥系统有明显的影响，而另一种则体现出一定的生物选择性。单一的生物法对 废水的脱色效果较差，现在有许多结合工艺越来越受到研究者的重视。顾晓扬等 【5 0 】利用f e n t o n 试剂一曝气生物滤池0 3 a f ) 的组合工艺处理印染废水，实验结果表 明，在原水色度为2 0 0 0 倍、c o d c ，为1 4 0 - 1 6 0m g l 的情况下。最终出水的色 度低于2 0 度、c o d c ，低于2 0m g l ，达到中水回用标准。王文浪等【5 l 】利用水解 + m b r 工艺处理印染废水，废水的c o d 去除率保持在9 0 以上，脱色率为8 2 。 在生物法处理中，微生物絮凝剂的研究是一项比较新的研究，是利用生物技 术，从微生物体或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效、且能自然降 解的新型水处理絮凝剂。在微生物脱色絮凝剂方面，近年来开发了锌鳌聚电解质 一一聚集剂z b 1 l ，z b i i i 及c e l f l o c 3 9 1 5 等高效混凝剂。黄民生等【5 2 】用g c i 培养基从某污泥中分离出高絮凝活性的微生物，所研制出的微生物絮凝剂在c a o 的助凝作用下，对碱性染料的c o d 去除率达7 0 左右，对色度的去除率达9 2 。 李强等【5 3 】制备了吸附型生物絮凝剂z l 5 2 ，并将其用于对印染污水、炼油污水、 生物工程发酵液的处理，研究表明经z l 5 2 絮凝作用，炼油污水絮凝率为7 4 7 ， c o d 去除率为3 2 4 ，b o d 去除率为5 5 4 ；印染污水絮凝率为6 5 8 ，c o d 去除率为4 9 5 ，b o d 去除率为6 2 3 ；青霉发酵液和灰色链霉菌发酵液絮凝率 最高可分别达到6 8 4 和6 9 o 。 生物法处理染料废水的不足之处在于：占地面积大，管理复杂，对色度和 c o d 去除率低，并且随着废水排放标准的提高，要求出水有机物的浓度越来越 低，而在较低有机物浓度的环境中，微生物因缺乏营养物质而难以生存，此外微 生物对p h 值、温度等条件也有一定要求。随着印染废水水质可生化性的降低， 单独的生物处理方法难以达到印染废水处理及回用的要求，因此，生物法必须与 其它方法进行组合才能取得令人满意的效果。 1 6 浙江工业大学硕士学位论文 1 2 3 4 小结 综上所述，可以看到现有的印染废水的处理方法都有着各自的优势和缺点， 吸附法和膜分离技术对废水中染料的去除有明显的效果，但吸附法吸附剂容易饱 和，膜分离法对废水的预处理要求较高，同时浓缩后的废水处理也是一个问题。 在化学法处理中，混凝法成本低，适用于水溶性差的染料的去除，但对水溶性好 的染料去除效果较差，电化学法和高级氧化法对印染废水的色度有明显的效果， 设备占地面积也较小，但都存在处理成本较高的问题。生物处理法在现有的印染 废水的处理中最为广泛，其在废水色度和c o d 的去除上都有较好的效果，但其 设备占地面积大，而且在日益严格的环保要求下，单一的生化法处理也难以满足 印染废水达标排放和回用的要求。因而，印染废水处理技术的综合应用将是今后 废水处理的重点，特别是能与现有生化处理法结合的预处理技术和深度处理技术 是迫切需求的。 1 2 4 高压电晕技术 ( 1 ) 高压电晕的概述 高压电晕是一门涉及等离子物理、等离子化学、流体力学、热力学、生物、 电工、环保等前沿性交叉学科，它的研究刚刚兴起，因其技术简便、高效而受到 国内外研究人员的关注。高压电晕脉冲放电形式按外加电压分直流、交流、脉冲 等三种；按介质参与反应的相态分气相( 液膜表面气体放电) 、液相( 水中放电) 、 气液混合两相等三种。本论文采用的是脉冲液相电晕形式。 ( 2 ) 高压脉冲电晕法处理废水的原理 在水中进行高压脉冲电晕放电( 液电效应) 是上世纪5 0 年代发展起来的， 液中放电一般在极不均匀电场中由尖( 线) 电极产生。c l e m e n t s 等人【5 4 】提出了 其改进形式即液电空化技术( 图2 1 ) ，就是在反应器中通人气体，由于气泡的 局部放电，增加了反应活性分子( 主要放电区域仍在液体中) 。这种放电形式研 究较多，但主要问题是处理区域有限，电极的侵蚀较为严重。 1 7 浙江工业大学硕士学位论文 进气 图1 - 1 液中放电的形式 f i g 1 - 1d i s c h a r g ef o r mi nl i q u i d 液中放电现象指的是高压电容器内储存的电能在瞬间以极快的速度通过装 置在液体中的电极进行脉冲放电，在介质中产生巨大的冲击波的同时并放射出强 烈的紫外光5 5 1 。 图2 2 为其装置的基本原理图。 应器 图1 2 脉冲等离子装置原理图 f 唔1 - 2s c h e m a t i cd i a g r a mo fp u l s ep l a s ma p p a r a t u s 高压脉冲电晕废水处理技术作用机理主要包括，电晕产生的高氧化活性强氧 化物质( o h ，o 等自由基及其0 3 ，h 2 0 2 等) 的作用、紫外光辐射、高能电子的 轰击作用等，达到将有机污染物质去除