染料废水处理技术研究进展

发表时间:2020/7/23   来源:《科学与技术》2020年第6期   作者:林正迎
[导读] 随着印染工业的迅速发展,其产生的废水量也不断增加,

         摘 要:随着印染工业的迅速发展,其产生的废水量也不断增加,造成了与之相应的环境污染问题。本文对染料废水处理技术研究进展进行了探讨,文章从阐述染料废水类型及特征入手,进一步分析了染料废水处理面临的挑战,最后对具体的染料废水的治理方法展开了研究。
         关键词:染料废水处理技术;类型;特征;挑战;治理方法
         前言
         经济的高速发展,也造成了不容忽视的环境污染、资源紧缺问题。就印染工业的运行看,其在生产环节排出的大量废水,流入水系后,在城市范围内引起更严重的后果,进而威胁群众的正常生活。要对染料废水进行正确的处理,就需要解决废水中的有机物含量高、毒性强且难生物降解、成分较为复杂、色度高、毒性大等问题,不断实现技术的创新发展。
         1.染料废水及其处理概述
         1.1染料废水分类
         染料废水按照不同的划分方式有不同的分类方法,化学结构、染料性质等都可以成为划分的标准。例如,将化学结构作为标准,可以将其区分成偶氮、蒽醌、靛族、菁类染料等。总体来看,印染废水可以被归为有机废水之列,往往包含了蜡质、胶质、半纤维素、染料、助剂、浆料等有害物质,加上近年来各种更多类型的助剂被研究出来且得到利用,染料废水的毒性更高。同时,由于在印染加工中大量使用了各种染料,这些染料不可能全部转移到织物上,有很大一部分残留于废水中。不同纤维织物在印花和染色过程中使用的染料种类不同、上染率不同、残留量也不同,使得排放废水颜色多样。此外,化工废水具有间歇排放特征,水质水量随时间变化较大,给废水处理工程设计、运行管理增加许多困难,因此染料生产废水的处理必须结合废水的特性和对它的排放要求,选用适当的处理方法。
         1.2加强染料废水处理的必要性
         印染废水处理的目的就是为了除去废水中的各种有害物质,防止环境污染,使水能够重新利用。因为水是一种易受污染而可以再生的自然资源,且随着人口的不断增长和经济发展、水污染的日益严重,可利用的水资源数量日益短缺,造成水危机。根据水工业的观点,给水和排水分别是人类向自然界取用和归还可再生资源“水”的两个程序,为了使这个循环能够持续地为人类服务,水在使用后回归自然界前,必须进行废水的再生处理,使水质达到自然界自净能力的承受水平,恢复其作为自然资源的属性。对可持续发展战略的实施有着极为现实的意义。坚持可持续发展,并且要处理好废水,不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境,把坚持科学发展观应用到实际环境保护中,给人类营造一个健康绿色的生态圈。
         2.染料废水处理面临的挑战
         2.1排放废水量巨大,对水环境安全威胁严重
         印染工业在我国国民经济体系中占有不低的比例,因此其产生的印染废水量也极为可观,大体量的废水流入水系后,所造成的污染问题往往不容忽视。一般来说,水体环境一旦流入高毒性废水,就会富集在水生生物体内,经处理染料废水降解产物可能比母体化合物更具生物毒性,染料废水处理究竟应将产物控制在何种状态,也是研究者面临的理论困境和实际工作的难题所在。
         2.2存在较大的理论与技术难点需要攻克
         在染料废水的处理方面,其面临的技术瓶颈主要表现在复杂难降解有机物的矿化以及色度的脱除方面。尤其是,当前有哪种处理技术能够同时解决难降解物质矿化与色度脱除的技术难题,以及在处理过程中,各类污染物又遵循哪种降解的规律,就引起了行业的广泛关注。
         2.3处理技术推广受国内经济发展水平的制约
         我国是一个典型的发展中国家,许多企业单位在染料废水处理方面,必须控制经济成本的支出。而当前许多专门的处理技术都极为先进,因此需要企业单位投入大量的资金资源,并为其配备专门的技术人员,总体来看,提升技术的经济性,降低其推广门槛,是不容回避的问题。
         3.染料废水的治理方法
         3.1生物法
         生物法包括好氧法和厌氧法两种。在对印染污水加以处理时,借助该种方法,可以在很大程度上保证其工作效率,且其工艺成本较低、处理比较干净,基本不存在二次污染问题,这就使得其得到业内广泛关注。但因为在方法操作过程中,微生物对生长环境有较高的要求,污水中存在对微生物生存有害的成分,因此存在一定的弊端。
         3.2化学法
         化学法指的是借助化学材料、使之与染料分子进行充分的接触、进而引起化学反应,最终达到在反应中去除污染物的效果,该方法目前在业内的运用也比较广泛。化学法主要包括混凝法、氧化法和电化学法等。其中,混凝法就是投加混凝剂与污染物凝聚,利用重力使污染物从水溶液中沉淀,最终实现水与污染物质的有效分离。常见的混凝剂可分为无机和有机两类,无机混凝剂一般用于对悬浮态和胶体态染料的处理,但是在处理水溶性染料方面,脱色效果差。
         氧化法是利用氧化剂将污染物还原成无害物质的方法。氧化剂包括臭氧、Fenton试剂和光催化剂等。氧化法因为在使用时需要耗费大量的能源,因此经济成本较高,且在操作时可能造成其他杂质的进入、二次污染现象的发生。
         电化学法是利用电极的氧化还原反应将污染物转化为微毒或者无毒较易降解的物质,达到去除废水中所含污染物的目的。这些年以来,在技术创新与设备迅速升级的背景下,电化学方法去除染料引起了极大关注,其实用价值也得到了凸显。

图1 染料废水处理实例
         3.3物理法
         常用物理法包括吸附法、膜分离法等。膜分离法是在外界压力作用下将污染物溶液经过选择透过性薄膜过滤,使溶液中的某些组分隔开,从而达到分离、提取或富集的方法。膜分离法由于操作方便、受水体温度、pH等因素影响较小、选择性好、能耗低、可在连续流动体系中进行、绿色环保等优点。
         吸附法是利用较大比表面积的多孔吸附剂将染料废水中的染料分子吸附到其表面或者内部孔隙中,达到分离去除的效果。由于吸附法操作简单、成本低、周期短、选择性好、吸附剂可再生等,已被广泛地应用在染料废水处理中。制备出吸附能力强、物化性质稳定、可再生的高效吸附剂,是研究者们研究的重点。
         结语
         综上所述,加强对染料废水处理技术研究进展的探讨,具有重要现实意义。相关工作人员需要明确染料废水处理面临的挑战——如排放废水量巨大,对水环境安全威胁严重、存在理论黑箱与技术困难、处理技术推广受国内经济发展水平的制约等,在此基础上对染料废水的治理方法展开全面研究,充分发挥生物法、化学法、物理法的价值。
         参考文献:
         [1]Banat IM,Nigam P,Singh D.Microbial decolorization of textile-dye-containing effluents:A Review[J].Bioresource Technology, 1996(58).
         [2]高浩朗.染料废水处理技术的研究进展[J].城市建设理论研究(电子版),2015(7):465-466.
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