多數(shù)印染廠采用化學(xué)處理與生化處理相結(jié)合的方法,生化處理采用微生物法降解染料分子和有機(jī)物,但是生化處理過程中有害分子降級(jí)速率低,設(shè)備投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,因此，選擇一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)有效的處理方法成為印染廢水脫色的研究重。除生化法外，其它物理化學(xué)或化學(xué)脫色如吸附法、氧化還原法、離子交換法、膜法、混凝法等，都有大量研究及應(yīng)用的報(bào)道,但是處理效果都不十分理想。
2.國(guó)內(nèi)外印染廢水處理工藝概要
2.1吸附脫色
吸附脫色的一個(gè)主要優(yōu)是通過吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過程保留了染料的結(jié)構(gòu)。活性炭作為一種優(yōu)良吸附劑早已廣泛應(yīng)用于水處理中，至今仍是有色印染廢水的最好吸附劑，活性炭對(duì)染料具有選擇性，其脫色性能順序依次為堿性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料。
活性炭?jī)r(jià)格昂貴，加之再生困難，因此一般只應(yīng)用于濃度較低的印染廢水處理或深度處理。分子篩、活性鋁、顆粒活性炭(GAC)，硅藻土和鋸木屑可以用作分散性染料1260的吸附劑，但是活性炭去除色度和COD的效果最好。用蒙脫土作為吸附劑處理印染廢水，其脫色率與COD去除率分別可達(dá)90%以上和96.9%。
吸附劑的最大問題在于難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)再生。S.Karcher[4]研制了一種新型可再生的吸附劑CUCURBITURIL，它是由甘脲和甲醛縮聚形成的一種環(huán)狀縮聚物。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)表明,該物質(zhì)無毒,并且在鈣離子濃度1-100毫摩爾/升,溶液中鹽的總濃度小于100-1000毫摩爾/升時(shí),可以得到高的吸附量,殘余色度很低。
2.2氧化還原脫色
借助氧化還原作用破壞染料的共軛體系或發(fā)色基團(tuán)是印染脫色處理的有效方法。除常規(guī)的氯氧化法外，國(guó)內(nèi)外研究重主要集中在臭氧氧化、過氧化氫氧化、電解氧化和光氧化方面。
臭氧是良好的脫色氧化劑，對(duì)于含水溶性染料廢水如活性、直接、陽離子和酸性等染料，其脫色率很高對(duì)分散染料也有較好脫色效果但對(duì)其他以懸浮狀態(tài)存在于廢水中的還原、硫化和涂料，脫色效果較差。
Matsui等的研究結(jié)果表明偶氮染料更易于被臭氧氧化脫色。臭氧用量與偶氮基團(tuán)數(shù)量有關(guān)，如對(duì)于0.1mol/l的直接紅2S、直接黑2S其需臭氧量分別為80、130mg/l。臭氧氧化也可以與其他處理技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。如用FeSO4、Fe2(SO4)3及FeCl3凝聚后再用臭氧處理可提高脫色效果臭氧--電解處理可使直接、酸性染料的脫色率比單純臭氧處理增加25～40%，對(duì)堿性及活性染料增加10%。
臭氧加紫外輻射或同時(shí)進(jìn)行電離輻射也可提高氧化效率。由于臭氧氧化對(duì)染料品種適應(yīng)性廣、脫色效率高，同時(shí)O3在廢水中的還原產(chǎn)物以及過剩O3能迅速在溶液和空氣中分解為O2，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
因此O3脫色技術(shù)具有一定的工業(yè)化應(yīng)用前景。目前臭氧氧化的主要缺是運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)偏高。
Fenton試劑是H2O2和FeSO4按一定比例混合而成的一種強(qiáng)氧化藥劑。Fenton試劑在處理廢水過程中除具有氧化作用外，還兼有混凝作用，因此脫色效率較高。近年來在染料及廢水的脫色處理中得到了日益廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的H2O2氧化目前都以Fenton試劑的形式出現(xiàn)。為了全面了解Fenton試劑對(duì)各種染料的脫色能力，Kuo，W，G選用了覆蓋90%常用染料品種的代表性化合物進(jìn)行模擬研究。
結(jié)果表明，在酸性條件下(pH<3)，平均脫色率可達(dá)97%，COD去除率亦可達(dá)90%。在實(shí)際應(yīng)用過程中，一般可選用無機(jī)酸調(diào)節(jié)廢水pH為2～5，再加用H2O2/Fe2+處理，在用Fenton試劑處理后，為進(jìn)一步發(fā)揮Fe3+混凝作用，還可再調(diào)整pH值并加入少量高分子助凝劑。
高級(jí)氧化法脫色被認(rèn)為是一種很有前途的方法。所謂高級(jí)氧化法如UV+H2O2、UV+O3，因?yàn)樵谘趸^程中產(chǎn)生羥基自由基，其強(qiáng)氧化性使染料廢水脫色。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它對(duì)偶氮染料的脫色很有效，在實(shí)際生產(chǎn)中與某些化學(xué)輔助劑會(huì)提高脫色效果，而且UV+H2O2方法處理偶氮型活性染料產(chǎn)生的降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境完全無害。最近的研究發(fā)現(xiàn)二氯三嗪基型偶氮類活性染料使用UV+H2O2方法脫色也有很好的效果。
因此，采用高級(jí)氧化法脫色可作為生物處理的預(yù)處理。高級(jí)氧化法的一個(gè)嚴(yán)重不足之處是處理費(fèi)用較高，從而限制了它的廣泛使用。
2.3混凝脫色處理技術(shù)
2.3.1染料的水溶性染料的混凝脫色效果與其在水中的存在狀態(tài)密切相關(guān)，而染料在水中的存在狀態(tài)又取決于其分子結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性。染料在印染廢水中有三種存在狀態(tài)：溶解態(tài)、膠體態(tài)和懸浮態(tài)。弱酸性染料一般為單偶氮或雙偶氮類，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，分子中含-SO3H、-OH等親水基團(tuán)，溶解度中等，常溫下在水溶液中以接近膠體的狀態(tài)存在，易被混凝除去，且在pH為3-10的較寬的范圍內(nèi)均具有良好的脫色效果。
還原性染料分子結(jié)構(gòu)的基本骨架是分子量較大的多環(huán)芳香族化合物，上面含-C=O及-NH-基團(tuán)，疏水芳香環(huán)多而親水基團(tuán)少。分散染料常具有偶氮、蒽醌骨架，分子中含-O-、-NH-等極性基團(tuán)而無-SO3H、-OH等親水基團(tuán)。這兩類都屬于非離子型的疏水性染料，在水中溶解度極小，穩(wěn)定性較差，混凝劑加入后易發(fā)生凝聚而被除去，且所需混凝劑的量較少。
直接染料一般屬雙偶氮、三偶氮或二苯己烯型結(jié)構(gòu)，分子中-SO3H、-OH、-COOH等親水性基團(tuán)含量較高，水溶性好，溶解度大。活性染料有單偶氮型、蒽醌型、酞菁型等，染料母體上含有較多的-SO3H、-OH、-COOH等親水性基團(tuán)，在水中溶解性較好。上述兩類染料多以接近真溶液的狀態(tài)存在，即使混凝劑的投量較大，脫色率也很低。
