印染廢水是我國目前主要的有害、難處理工業(yè)廢水之一,主要污染物有染料、漿料、助劑、纖維雜質(zhì)、油劑、酸堿以及無機(jī)鹽等。其特點(diǎn)是廢水量大、水質(zhì)復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、難生物降解、色度深、水質(zhì)變化快而無規(guī)律等特點(diǎn),其中尤以染料的污染最為嚴(yán)重。其殘存的染料組分即使?jié)舛群艿停矔?huì)造成水體透光率降低,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞。
目前國內(nèi)處理印染廢水多以生化法為主,有些也輔以化學(xué)法,但普遍存在處理投資費(fèi)用大、運(yùn)行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,采用物理和化學(xué)處理法的研究也比較多[1]。通過混凝沉淀[2]、化學(xué)氧化[3]、吸附[4、5]及膜技術(shù)[6]等均可去除一定的COD和色度,其中氧化法對(duì)去除度最為明顯。但由于氧化副產(chǎn)物(如有機(jī)鹵代物和環(huán)氧化合物)或者運(yùn)行費(fèi)用等問題使氯和臭氧的使用受到了限制。
二氧化氯作為一種具有強(qiáng)氧化性和氧化過程中很少有有機(jī)鹵代物產(chǎn)生的氧化劑[7]在水處理的氧化消毒及造紙、紙漿工業(yè)的漂白等行業(yè)已經(jīng)廣泛使用。近年來人們對(duì)新型氧化劑Cl02在處理廢水方面進(jìn)行了研究,并有用Cl02,直接處理印染廢水的報(bào)道。本文對(duì)二氧化氯在印染廢水處理中的應(yīng)用研究的現(xiàn)狀、作用機(jī)理及發(fā)展趨勢(shì)作一綜述和探討。
1 Cl02的性質(zhì)及其脫色機(jī)理
1.1 Cl02的性質(zhì)
Cl02是一種類氯性氣體,溶于水后隨濃度的提高顏色由黃綠色變?yōu)槌燃t色。在20cc、大氣壓力下,水中二氧化氯的質(zhì)量濃度為70mg/L。二氧化氯氣體在室溫條件下可壓縮為液態(tài)密度為2.4kg/L,沸點(diǎn)11 oC,熔點(diǎn)一59cc。Cl02極不穩(wěn)定,易揮發(fā),易分解,一般需將C10,先制成穩(wěn)定性水溶液,在使用現(xiàn)場(chǎng)再配以酸性活化劑后使用或采取C10:發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生直接投加。用于飲水和污水處理時(shí),二氧化氯以溶液形式使用。
1.2 Cl02的脫色機(jī)理
Cl02處理印染廢水主要是氧化破壞染料的發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán),達(dá)到顯著的脫色效果。在一定條件下,二氧化氯可與DPD(N,N一二乙基對(duì)苯二胺)、甲酚紅(鄰甲酚磺酞)、氯酚紅(二氯磺酞)、酸性靛藍(lán)(5,5一靛藍(lán)二磺酸鹽或靛藍(lán)三磺鹽)、麗絲胺綠B(芳甲烷染料)、羅丹明B(四乙基羅丹明)和亞甲藍(lán)等顯色劑發(fā)生脫色反應(yīng)。酸性靛藍(lán)在pH<4時(shí),可以與氧化劑二氧化氯發(fā)生斷鍵反應(yīng),而生成穩(wěn)定化合物靛紅C8H5NO2。二氧化氯除與酸性靛藍(lán)等染料發(fā)生反應(yīng)外,還與許多直接染料和活性染料反應(yīng),而使染料褪色。利用二氧化氯的這一性質(zhì),可將二氧化氯用于處理印染廢水。目前,利用二氧化氯來處理印染廢水已得到一定的進(jìn)展,尤其在脫色方面去除率高,因而是具有廣闊的推廣應(yīng)用前景的。
2 二氧化氯在印染廢水處理中的應(yīng)用
2.1 直接處理印染廢水
王福祥等[8]人曾在南京市大廠區(qū)麒麟華洋印染公司進(jìn)行試驗(yàn),通過用二氧化氯處理印染廢水,脫色率和COD去除率分別達(dá)到97.5%和80.3% ,處理后的廢水指標(biāo)完全符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
林大建[9]利用二氧化氯作為強(qiáng)氧化劑對(duì)漂染廢水中的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,試驗(yàn)結(jié)果表明:對(duì)COD的去除率>78% ,對(duì)色度的去除率>95% ,水的循環(huán)利用率可達(dá)72% 。
鄧麗等人[10]利用Cl02進(jìn)行印染廢水脫色的試驗(yàn)結(jié)果表明:兩種活性染料(活性艷紅X一3B、活性艷紅K一2BP)的模擬廢水均極易被C10 氧化脫色,當(dāng)染料與二氧化氯的量濃度比為1:0.24時(shí),兩種活性染料的脫色率均可超過90% ;在二氧化氯的量夠時(shí),脫色率與染料的初始濃度基本上沒有關(guān)系;活性艷紅X一3B的脫色率隨pH的變化增幅較小,而活性艷紅K一2BP的脫色率隨pH的變化增幅很大,pH在7~10這一范圍脫色率最高;二氧化氯與染料之間的反應(yīng)速度較快,反應(yīng)15min可基本完成;溫度對(duì)活性艷紅X一3B影響不大,但對(duì)活性艷紅K一2BP的脫色反應(yīng)有較大的影響。
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