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活性炭吸附组合工艺处理印染废水的研究进展(2)

阅读:576 时间:2021-03-23 14:31

  印染行业历史悠久,自新石器时代开始,人们就掌握了印染最初的印染技术,而随着时代的发展,印染业也逐渐成为了国家经济发展的支柱行业,与之相关印染废水的处理问题也成为了解决难题。印染废水是指在印染过程中由于染料未完全吸附染物及辅助染色投加的化学药剂剩余集合排出的废水。因此印染废水成分复杂,难以处理。据不完全统计,我国印染废水的日排放量达到了3×106~4×106m³,约占整个工业废水排放的35%,是国外印染废水排放量的3~4倍,污染物含量的2~3倍,因此印染废水成为了目前治理环境污染的重要任务。

二、 活性炭吸附法及其组合工艺在印染废水处理中的研究进展

  活性炭是将有机原料,如煤炭、木料、硬果壳、树脂等为原料,在高温下碳化、活化而成。活性炭孔隙率大,表面具有无数细小空隙,因此具有优良的吸附性和极大的吸附容量。但由 于微孔直径在2~50nm之间,同时具有强亲水性,限制了大分子及疏水性染料在活性炭内部的扩散。因此活性炭吸附法对中低分子和水溶性染料吸附性较好,对于大分子和疏水性染料吸附性能较差。因此单独使用活性炭法处理印染废水的效果并不能满足我们对水质的要求,采用组合工艺可提高出水质量,去除多种污染物并且能降低处理成本。目前,活性炭组合工艺处理印染废水主要包括化学氧化-活性炭法,臭氧-活性炭法和微波-活性炭发。

  2.1 化学氧化-活性炭法

  化学氧化-活性炭法是将化学氧化法和吸附法相结合,先利用氧化法将印染废水中的有机污染物氧化成无机物和小分子颗粒,然后通过活性炭将废水中的小分子颗粒吸附到活性炭 上,再将活性炭从废水中分离,从而净化水体。而与此过程相反的活性炭-化学氧化法的作用机理则是先通过活性炭的吸附作用,将印染废水中有机污染物转移到活性炭表面,维持有机污染物的高浓度,在活性炭表面与污染物发生氧化还原反应,提高污染物去除率。两种方法适用的印染废水浓度不同。前者适用于高浓度印染废水,后者适用于中低浓度废水。朱洪涛等利用正交实验对比Fenton试剂氧化和活性炭组合处理印染废水,结果表明Fenton氧化和活性炭组合处理印染废水脱色率可达90.1%,相对于单独Fenton和单独活性炭吸附提高了 18%和 20.9%;孙晓旭等采用Fenton-活性炭,活性炭-Fenton和Fenton与活性炭同时处理印染废水,实验结果表明同时处理时出水水质最好,这可能是活性炭和Fenton试剂之间的协同作用造成的。

  2.2 臭氧-活性炭法

  臭氧 -活性炭法是将活性炭物理吸附作用,臭氧氧化作用,生物降解作用三者融合为一体的新型水处理技术。臭氧具有强氧化性和促进絮凝的作用。臭氧-活性炭法先通过臭氧 氧化分解水中的有机污染物,促进水中部分胶体和可溶性有机物絮凝沉淀,同时臭氧使废水中有机污染物通过开环和断链氧化成小分子物质,更易被活性炭所吸附,并产生少量溶解氧维持活性炭上附着的微生物活性,提高活性炭使用周期。这使得在保持臭氧和活性炭本身优势的同时协同作用,提高出水水质。冯癑等[25]通过采用活性炭催化臭氧氧化对印染废水进行深度处理,取得较好处理效果。沈拥军等人通过对甲基红模拟印染废水采用臭氧/活性炭联用工艺处理,利用正交实验研究臭氧流量、废水温度、pH和活性炭投加量对处理效果的影 响,结果表明最佳运行条件下色度去除率和COD去除率分别为97.4%和85.2%,并且通过对比实验表明臭氧-活性炭法处理效果优于单独使用臭氧和单独活性炭法。

  2.3 微波-活性炭法

  微波 -活性炭法是利用微波的辐射性能和活性炭的吸附性能结合的新型处理工艺,微波具有很强的穿透能力,使废水中的极性分子高速旋转达到热效应,产生的高温使得有机污染物降解成无机物,并通过活性炭的吸附作用吸附去除。同时微波的非热效应可以加快有机污染物分子键的断裂,提高有机污染物的去除率并且不会产生二次污染。陈红英等采用微波处理法和活性炭吸附法协同处理模拟印染废水,结果表明出水水质良好,并且通过对比实验表明二者联合处理印染废水优于单一处理方法。陈俊平等通过微波强化作用,促进Fenton-活性炭法处理印染废水,处理效果良好,经处理后出水COD和色度去除率可达73.7%和93.2%。

  3 结语

  印染废水变化无常,成分复杂,在工业废水中属于难治理一类,需要根据印染废水的组成及物化性质,综合考虑各种处理技术的优缺点,选择合适的组合工艺进行处理。但由于印染染料之间的差异和印染废水本身的复杂性,活性炭工艺技术尚未成熟。日后的主要研究方向分为两种,一是研究新型活性炭,降低成本及提高去除率。二是研究活性炭和其他工艺的新型组合工艺。通过组合工艺,不断弥补自身不足,提高去除率,将对环境的影响降到最低。


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