国内外废水脱色研

1、生物法生物法氧化氧化还原还原法法电化学法电化学法絮凝法絮凝法吸附法吸附法膜分离法膜分离法1、生物处理法生物处理法 生物处理法主要是通过菌体的絮凝、吸附和微生物的降解作用对废水中的发色物质分离和降解。 处理过程主要为：好氧生物法、厌氧生物法、好氧-厌氧生物法。 好氧生物处理法具有效果较好应用广泛的特点，相对于厌氧处理法其不产生难闻的气味，但是对于废水的COD、氨氮要求有一定的限制。 厌氧生物处理法一定程度上弥补了好氧生物法低负荷的不足, 但是常常伴有臭味，且单独处理效果也不尽人意。 基于单独的好氧和厌氧处理效果不好的情况，专家们将好氧技术与厌氧技术结合，开发了兼氧水解-好氧生物处理的工艺。但是生

2、物法脱色效果一般不是很理想，通常作为深度处理，前期一般需要电解或者小剂量氧化。2、氧化还原法、氧化还原法n 借助氧化还原作用破坏染料的共轭体系或发色基团。除常规的氯氧化法外，国内外研究重点主要集中在臭氧氧化、过氧化氢氧化、湿空气氧化技术、电解氧化和光催化氧化、超声波方面。 臭氧n 臭氧是良好的脱色氧化剂，对于含水溶性染料废水如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱色率很高;对分散染料也有较好脱色效果;但对其他以悬浮状态存在于废水中的还原、硫化和涂料，脱色效果较差。研究结果表明偶氮染料更易于被臭氧氧化脱色，臭氧用量与偶氮基团数量有关 。如对于0.1mol/l的直接红2S、直接黑2S其需臭氧量分别为

3、80、130mg/l。n 臭氧氧化也可以与其他处理技术结合应用。如用FeSO4、Fe2(SO4)3及FeCl3凝聚后再用臭氧处理可提高n脱色效果;臭氧-电解处理可使直接、酸性染料的脱色率比单纯臭氧处理增加2540%，对碱性及活性染料增加10%。臭氧加紫外辐射或同时进行电离辐射也可提高氧化效率。n 由于臭氧氧化对染料品种适应性广、脱色效率高，同时O3在废水中的还原产物以及过剩O3能迅速在溶液和空气中分解为O2，不会对环境造成二次污染。n n Fenton试剂是H2O2和FeSO4按一定比例混合而成的一种强氧化药剂。采用Fenton试剂在pH45时催H2O2生成OH，使染料氧化脱色，所生成的新生态

4、Fe3+ 还具有促凝作用。用铁屑 H2O2处理印染废水，在pH12时可使硝基酚类、蒽醌类印染废水色度脱除99%以上。n 为了全面了解Fenton试剂对各种染料的脱色能力，有人选用了覆盖90%常用染料品种的代表性化合物进行模拟研究。结果表明，在酸性条件下(pH3)，平均脱色率可达97%，COD去除率亦可达90%。在实际应用过程中，一般可选用无机酸调节废水pH为25，再加用H2O2/Fe2+处理，在用Fenton试剂处理后，为进一步发挥Fe3+混凝作用，还可再调整pH值并加入少量高分子助凝剂。个人认为 Fenton试剂只适用于酸度较高的废水，如果用无机酸或者有机酸调节pH，处理成本加大。 Fent

5、on试剂n n 湿空气氧化技术（WAO）是指在高（125320）和高压（0.520 MPa）条件下，以纯氧或空气作为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为无机物或小分子有机物的化学过程。WAO在处理有机污染物过程中二次污染小，且可以回收能量和有用物料。在处理工艺中，加入适宜的催化剂可以降低反应所需温度和力提高氧化分解能力，缩短反应时间，减轻设备腐蚀和降低生产成本。杨建礼等用Cu-Zn 双金属系列催化剂C9对H-酸模拟印染废水进行WAO 处理， 当操作条件为温度170、氧分压1.2 MPa、pH 值7.0 时， 反应90min 后COD 去除率可达95%以上。Zhang Yang 等制备出具有纳米结

6、构的多氧基钼酸Zn15PMo12O40，并用它作为湿空气氧化处理碱性藏红（ST）催化剂，结果表明当ST 含量为10 mg/L时， 反应40 min 后， 脱色率COD 去除率分别达到98%和95%。湿空气氧化技术光催化氧化法光催化氧化法n 光催化氧化法利用某些物质(如铁配合物、简单化合物等)在紫外光的作用下产生自由基，氧化染料分子而实现脱色。如亚甲基蓝溶液及毛纺染整废水等的光催化脱色及降解：以铁草酸、铁柠檬酸或铁丁二酸络合物作催化剂，在紫外光照射下和pH24时进行印染废水脱色实验，铁羧酸配合物能生成烷基、羟基等多种自由基使印染废水氧化脱色；紫外线还可强化对重氮染料的脱色效果。铁草酸盐络合物可用

7、于光解活性艳红X-3B。超声波超声波n 超声波处理印染废水是基于超声波能在液体中产生局部高温、高压，高剪切力，诱使水分子及染料分子裂解产生自由基，引发各种反应并促进絮凝。用超声技术降解浓度44.4mg/L酸性红B水，在投加NaCl约1g/L，处理50min时，酸性红B废水脱色率近90%。3、电化学脱色电化学脱色n 电化学法是通过电极反应使印染废水得到净化。根据电极反应方式划分，电化学方法可细分为内电解法、电絮凝和电气浮法、电氧化法。n 最著名的内电解法是铁屑法，即将铸铁屑作为滤料，使废水浸没或通过，利用Fe和FeC与溶液的电位差，发生电极反应，产生较高化学活性新生态H，能与废水多种组分发生氧化

8、还原反应，破坏染料发色结构，而阳极产生的新生态Fe3+，其水解产物有较强的吸附和絮凝作用。为了进一步提高传统铁屑法的处理效果，铁屑经改性或向铁屑中加入辅助填料，增加了废水中微电池的数目或延长染料颗粒在铁屑中的停留时间，使改性铁屑法对不溶性染料的色度和COD去除提高了20%30%。n n 以Fe、Al作阳极，利用阴极产生的H2将絮体浮起，称电气浮法；利用电极反应产生的Fe2+和Al3+实现絮凝色称电絮凝法。由于施加脉冲电信号使电极反应时断时续，可降低超电势及扩散阻力，从而降低能耗与铁耗；同样，当施加交流电时，两极均可产生阳离子，更有利于金属离子与胶体作用，且两极极性经常变化，防止电极钝化，所以电

9、絮凝法的新近发展是脉冲电絮凝和交流电絮凝。以活性炭纤维作电极的电气浮法利用电极的导电、吸附、催化、氧化还原、气浮的综合性能，实现了吸附-电极反应-絮凝脱附一条龙处理工艺。采用石墨、钛板等作极板，以NaCl、Na2SO4或水中原有盐分作导电介质，对染料废水通电解，阳极产生O2或Cl2，阴极产生的H2，通过氧原子的氧化作用及氢原子的还原作用破坏染料分子而使印染废水脱色。利用活性炭做电极，借助其吸附性能富集染料分子，在外电场作用下氧化发色基团，脱色率可达98%以上，COD去除率达80%以上。n 进一步提高电极材料的催化性能，提高电流效率，减弱电极极化以降低能耗仍是今后的主攻方向。4、絮凝法絮凝法n絮

10、凝剂n定义：凡是用来将水溶液中小的溶质、胶体或者悬浮颗粒物聚成絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂。n絮凝剂的作用机理：絮凝作用是复杂的物理、化学过程，目前大多数人认为絮凝作用的机理是凝聚和絮凝两种作用的过程。凝聚过程是胶体脱稳并形成细小的凝聚体的过程；絮凝过程是所形成的细小的凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物的过程。n具体的说就是（1）胶体稳定的DLVO理论n （2）胶体的捕集n （3）双电层的压缩理论n （4）电荷的中和作用n （ 5）有机高分子絮凝剂的桥连作用机理n絮凝剂的分类：无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂n 无机絮凝剂包括无机低分子絮凝剂、无机高分子n 絮凝剂n 有机絮凝剂包括合

11、成有机高分子絮凝剂、天然有 机高分子絮凝剂n n n 废水的絮凝脱色技术，投资费用低，设备占地少，处理量大，是一种被普遍采用的脱色技术。就无机絮凝剂而言，是铁系、铝系等絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟阳离子，与水中的胶体进行压缩双电层、电中和脱稳、吸附架桥并辅以沉淀物网捕、卷扫作用，沉淀去除生成的粗大絮体，从而达到脱色目的，对含阳离子染料的印染废水，以铁系、铝系为代表的无机絮凝剂对脱色基本效，因为这些无机絮凝剂水解生成的聚羟阳离子与水体中复杂染料阳离子具有同种荷，由于同性相斥的原因，凡靠阳离子的聚沉作用进行絮凝脱色的絮凝剂包括絮凝剂，大部分阳性高分子絮凝剂，对阳离子染料都自然无能为力。如

12、果能将水中的染料阳离子通过某种方式转化为阴离子或中性分子，则可用无机絮凝剂或阳离子高分子絮凝剂除去。据报导，国外采用射线辐射絮凝工艺，大大提高了对阳离子染料的去除率。无论氧化，还是射线辐射絮凝工艺，都是将阳离子染料变为中性或阴性，再进一步处理而获得好的脱色效果。对无机高分子絮凝剂改性，引入具有络合能力的无机酸根或有机官能团，逐渐成为水溶性染料废水脱色的新趋势。无机高分子絮凝剂脱色机制不同于低分子无机絮凝剂，开发新絮凝剂也是亲水染料脱除的途径之一，热点之一的聚硅酸盐絮凝剂。 n 使用无机絮凝剂时会使污泥增加, 使用铝絮凝剂污泥脱水性差n n 对于有机高分子絮凝剂而言，除了电中和与架桥作用外，可能

13、还存在类似化学反应成键的絮凝机制。 与此同时，有机高分子絮凝剂正在迅速发展，如淀粉改性阳离子絮凝剂对浊度、色度去除率均在90%以上。 n 近年来发现氧化亦会促进絮凝，其机制在于有机分子在氧化剂作用下发生一定程度耦合或氧化剂打断染料分子亲水基团。n 在实际工程中，无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂联合使用的较多，像PAC+PAM。5、吸附法、吸附法n 用于吸附剂的有焦炭、硅铝、分子筛、活性铝、颗粒活性炭(GAC)，硅藻土和锯木屑等, 其中以活性炭为主。一般以pH为3-6时吸附效果最好, 染料的种类不同, 其吸附能力大体次序按碱性染料直接性染料酸性染料硫化染料的顺序吸附能力依次下降。n 报告指出,

14、 在活性炭里添些铝或铁, 絮凝效果会增加, 脱色效果可以提高。利用焦炭作吸附剂, 对针织品生产废水应先絮凝后再用焦炭吸附, 对含染料废水, 脱色效率高；用蒙脱土作为吸附剂处理印染废水，其脱色率与COD去除率分别可达90%以上和96.9%。n 采用粒径为1.5毫米的活性炭, 处理生物污水及尿，当过滤速度为1米/时, 脱色度可达90%, COD及TOC去除率可达50%, 且处理效果较稳定。n 利用活性炭缺点是难以重复利用，再生性难度高，成本高，通常用作废水的深度处理。n 在废水处理领域中，膜分离法是用人工合成或天然的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对水中污染物进行选择性分离，从而使废水得到净化的技术 微滤(micro-filtration, MF)超滤(untra-filtration, UF)反渗透(reverse osmosis, RO)透析(Dialysis, DS)电透析(electro-dialysis, ED)纳米膜分离(NF)亲和过滤(affinity filtration, AF)渗透气化(pervaporation, PV6、膜分离法脱色论文纲要论文纲要n第一章 综述n1.1 高氨氮废水处理现状n2.1 高CODCr废水研究现状n1.3 脱色方法的研究n具体讲述各种处理方法、工艺的优缺点，并列举相应的工程实