印染廢水物理處理法

本文從物理、化學(xué)、生物等角度出發(fā)，對(duì)新材料及新工藝進(jìn)行了總結(jié)，概述了國(guó)內(nèi)外在染料廢水處理領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

1　物理處理通常情況下，廢水的BOD 與COD 比值越大，可生化性越好。但由于染整廢水的可生化性比值一般都＜ 0.3，生化性差，故物理法常常被作為染料廢水的預(yù)處理方法，便于從廢水中回收染料分子，降低鹽及金屬離子含量，提高其可生化性。用于染料廢水處理領(lǐng)域的物理法包括吸附法、膜分離技術(shù)等。

1.1　吸附法吸附是一種固體表面現(xiàn)象，利用多孔性固體吸附劑處理氣態(tài)污染物，使其中的一種或幾種組分在分子引力或化學(xué)鍵力作用下被吸附到固體表面，從而達(dá)到分離目的。在廢水處理中常用的固體吸附劑有活性炭、離子交換樹(shù)脂等，其中，應(yīng)用最為廣泛的是活性炭。近年來(lái)，各種吸附劑不斷被引入到染料廢水處理中。

1.1.1　活性炭吸附活性炭的吸附作用主要分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是由于活性炭?jī)?nèi)部分子在各個(gè)方向上都承受著同等大小的力，而在表面的分子則受到不平衡的力，從而使被吸附物質(zhì)吸附到表面上；化學(xué)吸附是指活性炭與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的吸附。通常情況下，活性炭吸附是物理吸附與化學(xué)吸附的綜合作用。國(guó)內(nèi)外對(duì)活性炭吸附處理染料廢水的研究較多。許文翠[5] 等對(duì)活性炭吸附廢水中重金屬離子的過(guò)程進(jìn)行了機(jī)理分析，運(yùn)用導(dǎo)數(shù)的實(shí)際意義，建立了描述廢水質(zhì)量濃度相對(duì)變化率與活性炭相對(duì)變化率的微分方程模型，解決了活性炭吸附法處理廢水過(guò)程中，活性炭用量、活性炭達(dá)到吸附平衡時(shí)所需的時(shí)間及廢水中金屬離子去除率等問(wèn)題。Mahmoodi 等[6] 對(duì)活性炭吸附染料廢水中的陰離子染料進(jìn)行了研究。直接藍(lán)78(DB78)、直接紅31(DR31) 被用作陰離子染料模型。活性炭表面特性采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR) 和掃描電子顯微鏡(SEM) 進(jìn)行研究。考察了活性炭用量、染料初始濃度以及鹽濃度對(duì)染料吸附速率的影響。結(jié)果表明：活性炭對(duì)于染料的吸附速率符合假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。在2種染料各自單獨(dú)存在的一元體系和2 種染料同時(shí)存在的二元體系中，吸附都遵循Langmuir 吸附模型。

1.1.2　天然礦物吸附常用作吸附劑的天然礦物主要有膨潤(rùn)土、蒙脫石、海泡石、海綿鐵、凹凸棒石等。由于各類(lèi)礦石具有較高的吸附性能以及價(jià)格低廉而被廣泛地應(yīng)用于印染廢水的治理。Vimonses 等[7] 研究比較了粘土礦物，包括膨潤(rùn)土、高嶺土、沸石對(duì)剛果紅水溶液中染料的吸附效果。研究了吸附劑用量、剛果紅濃度、pH 和溫度對(duì)吸附過(guò)程的影響。通過(guò)假一級(jí)和假二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，F(xiàn)reundlich 和Langmuir 模型等對(duì)粘土材料的吸附動(dòng)力學(xué)平衡等溫線進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：高嶺土最符合Langmuir 模型，而膨潤(rùn)土和沸石可以用Freundlich 模型較好地解釋。3 個(gè)吸附劑吸附均遵循假二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。通過(guò)顆粒內(nèi)擴(kuò)散的研究表明：吸附速率不完全由擴(kuò)散步驟控制。進(jìn)一步的熱力學(xué)調(diào)查表明：吸附是一個(gè)放熱過(guò)程，自發(fā)反應(yīng)。鈉基膨潤(rùn)土具有最佳的吸附能力，其次是高嶺土。

1.1.3　固體廢棄物改性通過(guò)對(duì)固體廢棄物的回收利用，既可實(shí)現(xiàn)固廢資源化，又能達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，目前研究較多。Visa 等[8] 研究了改性粉煤灰對(duì)甲基藍(lán)、甲基橙以及重金屬的吸附過(guò)程。研究了在復(fù)雜、多陽(yáng)離子染料中，甲基藍(lán)、甲基橙等染料吸附在粉煤灰表面后對(duì)于吸附鎘、銅和鎳等重金屬離子速率的影響；討論了在多組分體系中的吸附效率和動(dòng)力學(xué)過(guò)程。進(jìn)一步的動(dòng)力學(xué)研究表明：粉煤灰對(duì)甲基藍(lán)的吸附符合假一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程；符合Freundlich 等溫曲線。熱力學(xué)分析結(jié)果表明：粉煤灰對(duì)于甲基藍(lán)的吸附是吸熱過(guò)程。

1. 2　膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)處理染料廢水，主要是利用膜的選擇性分離功能，對(duì)染料廢水進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)染料廢水中染料分子與水分子的分離，達(dá)到染料分子和鹽的回收，以及提高廢水的可生化性。該過(guò)程僅是物理過(guò)程，并未破壞染料的分子結(jié)構(gòu)。

1.2.1　超濾和納濾由于印料廢水水質(zhì)復(fù)雜，含鹽量高，處理印染廢水的過(guò)程由膜污染導(dǎo)致的膜通量的快速衰減制約了膜分離技術(shù)的應(yīng)用。故研究者多采用納濾- 超濾結(jié)合的方法處理印染廢水。叢緯等[9] 采用超濾/ 納濾雙膜集成工藝對(duì)印染廢水二級(jí)生物法的處理出水進(jìn)行深度處理，比較了3 種不同材料和截留分子質(zhì)量的超濾膜作為納濾預(yù)處理手段的效果。選用2 種工業(yè)化應(yīng)用的納濾膜，研究壓力、運(yùn)行時(shí)間對(duì)分離效果的影響，并分析處理前后不同材料膜結(jié)構(gòu)的變化情況，結(jié)果表明：超濾膜作為納濾預(yù)處理的有效手段，能去除90% 的濁度和部分COD ；納濾處理可以有效去除廢水中的各種鹽類(lèi)，促使染料類(lèi)物質(zhì)回收。

1.2.2　反滲透技術(shù)反滲透是一種借助選擇透過(guò)( 半透過(guò)) 性膜的功能，以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)中所加的壓力＞進(jìn)水溶液滲透壓時(shí)，水分子不斷地透過(guò)膜，經(jīng)過(guò)產(chǎn)水通道流入中心管，在一端流出水中的雜質(zhì)如離子、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等，被截留在膜的進(jìn)水側(cè)，然后在濃水出水端流出，從而達(dá)到分離凈化目的。反滲透膜的性能下降主要原因是膜表面受到了污染，如表面結(jié)垢、膜面堵塞；或是膜本身的物質(zhì)化學(xué)變化。如何消除膜污染是目前的研究熱點(diǎn)。范莉莉等[10] 采用一體式反滲透裝置對(duì)富陽(yáng)染色廠提供的染料廢水進(jìn)行研究，處理效果以COD 去除率、電導(dǎo)率、色度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明：運(yùn)用反滲透膜處理染料廢水，在1.5 MPa 的操作壓力下，出水電導(dǎo)率為23 μS/cm，COD 去除率達(dá)99.5%，色度由原水的4 500 倍降至7 倍。

本文由：m.hotelpuntaarenas.com整理編輯