??? 印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織產(chǎn)品在預(yù)處理、染色、印花和整理過程中所排放的廢水。印染廢水成分復(fù)雜,主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體,并帶有顯色基團(tuán)(如—N═N—、—N═O)及極性基團(tuán)(如—SO3Na、—OH、—NH2)。染料分子中含較多能與水分子形成氫鍵的—SO3H、—COOH、—OH基團(tuán)如活性染料和中性染料等,染料分子就能全溶于廢水中;不含或少含—SO3H、—COOH、—OH等親水基團(tuán)的染料分子以疏水性懸浮微粒形式存在于廢水中;含少量親水基團(tuán)但分子量很大或完全不含親水基團(tuán)的染料分子,在水中常以膠體形式存在。 印染廢水中還常帶有以下助劑:①中性電解質(zhì)如NaCl、Na2SO4等;②酸堿調(diào)節(jié)劑如HCl、NaOH或Na2CO3;③表面活性劑;④膨化劑如尿素等;⑤膠粘劑如改性淀粉、脲醛樹脂、聚乙烯醇等;⑥穩(wěn)定劑如磷酸鹽等。印染廢水成分復(fù)雜、色度大、COD高,并向著抗氧化、抗生物降解方向發(fā)展,已成為我國(guó)各大水域的重要污染源。當(dāng)前,疏水性或不溶于水的染料廢水脫色已基本解決,難點(diǎn)在于許多親水性或水溶性染料廢水的脫色,而這也正是當(dāng)前公認(rèn)的較難處理的工業(yè)廢水之一。印染廢水脫色主要是脫除廢水色度即染料分子和COD,現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的脫色方法主要有以下幾種。
???1吸附脫色
??? 吸附脫色技術(shù)是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的。通常采用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤(rùn)土、硅藻土)、工業(yè)廢料(煤渣、粉煤灰)及天然廢料(木炭、鋸屑)等。目前用于吸附脫色的吸附劑主要靠物理吸附,但離子交換纖維、改性膨潤(rùn)土等也有化學(xué)吸附作用。
??? 活性炭是第一個(gè)獲得工業(yè)應(yīng)用且研究得最透徹的固體吸附劑?;钚蕴课⒖锥?、大中孔不足、親水性強(qiáng),限制了大分子及疏水性染料的內(nèi)擴(kuò)散,適用于分子量不超過400的水溶性染料分子脫色,對(duì)大分子或疏水性染料的脫色效果較差。由于分子間偶極和變形性(決定誘導(dǎo)偶極大小的主要因素)有很大不同,致使物理吸附也表現(xiàn)出一定的選擇性,如活性炭對(duì)堿性染料廢水脫色率超過90%,而對(duì)酸性染料廢水脫色率僅30%~40%。作為水處理中廣泛使用的絮凝劑,膨潤(rùn)土已被廣泛用于印染廢水脫色領(lǐng)域,近來進(jìn)一步研制成多種復(fù)合以及改性膨潤(rùn)土[37]。目前受到廣泛注目的是離子交換纖維,主要用于吸附重金屬及色素[38]且比表面大、離子交換速度快,易再生,對(duì)難處理的活性染料廢水有很好的脫色效果;某些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑如硅藻土復(fù)合凈水劑也已開發(fā)[39],用電廠粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰,對(duì)疏水性和親水性染料廢水均具很高脫色率[40]。
??? 2絮凝脫色
??? 印染廢水的絮凝脫色技術(shù),投資費(fèi)用低,設(shè)備占地少,處理量大,是一種被普遍采用的脫色技術(shù)。印染廢水絮凝脫色機(jī)制是以膠體化學(xué)理論為基礎(chǔ)的。就無機(jī)絮凝劑而言,是鐵系、鋁系等絮凝劑發(fā)生水解和聚合反應(yīng),生成高價(jià)聚羥陽(yáng)離子,與水中的膠體進(jìn)行壓縮雙電層、電中和脫穩(wěn)、吸附架橋并輔以沉淀物網(wǎng)捕、卷掃作用,沉淀去除生成的粗大絮體,從而達(dá)到脫色目的。對(duì)于有機(jī)高分子絮凝劑而言,除了電中和與架橋作用外,可能還存在類似化學(xué)反應(yīng)成鍵的絮凝機(jī)制。對(duì)無機(jī)高分子絮凝劑改性,引入具有絡(luò)合能力的無機(jī)酸根或有機(jī)官能團(tuán),逐漸成為水溶性染料廢水脫色的新趨勢(shì)。
??? 無機(jī)高分子絮凝劑脫色機(jī)制不同于低分子無機(jī)絮凝劑,開發(fā)新絮凝劑也是親水染料脫除的途徑之一,如近來成為熱點(diǎn)之一的聚硅酸鹽絮凝劑。與此同時(shí),有機(jī)高分子絮凝劑正在迅速發(fā)展,如淀粉改性陽(yáng)離子絮凝劑對(duì)濁度、色度去除率均在90%以上[41]。
??? 某些物質(zhì)能與染料分子反應(yīng),掩蔽甚至打斷染料的親水基團(tuán)或破壞染料分子的發(fā)色結(jié)構(gòu),降低染料分子的水溶性,使其變?yōu)槭杷苑肿踊螂x子。某些具有空軌道的金屬離子如Mg2+、Fe2+、Ca2+,能接受孤對(duì)電子,能與含有孤對(duì)電子的染料分子絡(luò)合生成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子,使染料分子具有膠體性質(zhì)而易被絮凝除去。某些有機(jī)分子也可與染料分子形成絡(luò)合物達(dá)到降低染料分子水溶性的目的,如帶長(zhǎng)鏈的陽(yáng)離子表面活性劑十二烷基二甲基氯化銨對(duì)含磺酸基團(tuán)的水溶性染料廢水[42]。
??? 近年來發(fā)現(xiàn)氧化亦會(huì)促進(jìn)絮凝,其機(jī)制在于有機(jī)分子在氧化劑作用下發(fā)生一定程度耦合[43]或氧化劑打斷染料分子親水基團(tuán)[44]。對(duì)含陽(yáng)離子染料的印染廢水,以鐵系、鋁系為代表的無機(jī)絮凝劑對(duì)脫色基本無效,因?yàn)檫@些無機(jī)絮凝劑水解生成的聚羥陽(yáng)離子與水體中復(fù)雜染料陽(yáng)離子具有同種電荷,由于同性相斥的原因,凡靠陽(yáng)離子的聚沉作用進(jìn)行絮凝脫色的絮凝劑,包括無機(jī)絮凝劑,大部分陽(yáng)性高分子絮凝劑,對(duì)陽(yáng)離子染料都自然無能為力。如果能將水中的染料陽(yáng)離子通過某種方式轉(zhuǎn)化為陰離子或中性分子,則可用無機(jī)絮凝劑或陽(yáng)離子高分子絮凝劑除去。據(jù)報(bào)導(dǎo),國(guó)外采用γ射線輻射絮凝工藝,大大提高了對(duì)陽(yáng)離子染料的去除率。無論氧化,還是γ射線輻射絮凝工藝,都是將陽(yáng)離子染料變?yōu)橹行曰蜿幮裕龠M(jìn)一步處理而獲得好的脫色效果。