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Al-3e→Al3+ Al3++3OH-→Al(OH)3 Fe-2e→Fe2+ Fe2++2OH-→Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
由電解生成的Al(OH)3或Fe(OH)3的活性 大,對水中的有機和無機雜質都有強大的凝聚作 用,這一過程稱為電凝聚作用。
胡曙及高新紅等[2, 3]利用電解法處理皮革染色 廢水,結果表明該法占地面積小、處理效果好、操作 管理簡單且不需外加絮凝劑,且產生的污泥量少; 當色度與污染物濃度變化較大時,可以調節電流和 電壓的大小來控制出水水質,保證出水達標,尤其 適用于排水量較少的中小型企業。另外,由于染色 廢水往往與加脂廢水一起處理,水中含有大量油脂 類物質,電氣浮恰可使這些油脂類物質與氣泡粘附 在一起浮升至水面而去除。因此,筆者認為電解法 是目前皮革行業所使用方法中最合適的,它對染色 廢水的處理是絮凝、吸附、架橋、卷掃、電沉積、電化 學氧化還原等多種作用的共同結果,但它能耗及設 備成本較高,這限制了該法的推廣。
1·2·4 膜分離法
膜分離通過對廢水中污染物的分離、濃縮、回 收達到凈化污水的目的,主要有微濾、超濾、納濾和 反滲透。對于膜分離法處理染色廢水還僅處于理 論研究階段,牛濤濤等[4]認為制革染色廢水中的染 料與油脂呈結合狀態,超濾可高效除去這類染料。 超濾過程所得的滯留物是脂肪和染料的濃縮液,滲 透液中含有水、少量染料。濃縮液可被重新用于其 他染浴中,但只能用于染黑色,且要按嚴格的配比 添加染料。滲透液中的水可被全部循環利用,如作 為其它染色過程用水或作為簡單洗滌用水。
2 印染廢水的處理現狀
2·1 物理及化學方法
2·1·1 混凝法
相較于皮革行業混凝劑選擇的單一,印染行業 對于混凝劑的研究趨于多樣化,近年的研究熱點 是:①通過無機-無機、無機-有機混凝劑及助凝 劑之間的復配,充分發揮各種絮凝劑的優點,降低 各組分的用量,使混凝法處理印染廢水既有效又經 濟。陸雪梅等[5]合成了新型復合混凝劑BS,其對疏 水性和親水性染料廢水都具有良好的混凝脫色作 用。②生物絮凝劑對廢水中的染料、膠體和懸浮物 均具有絮凝作用,且具有高效、安全、無二次污染等 優點,主要品種有NOC-1系列生物絮凝劑和NAT 型生物絮凝劑。[6]③天然有機高分子絮凝劑殼聚 糖、淀粉和纖維素衍生物等原料來源廣、價廉和生 物可降解性好,近年來發展十分迅速。
2·1·2 膜分離
皮革行業目前僅處于理論研究階段,而在印染 廢水處理中膜分離已被證明是切實可行的。耿鋒 等[7]比較了聚偏氟乙烯微濾膜和絮凝法對靛藍染 料廢水的處理結果。結果表明,采用膜分離技術時 靛藍染料截留率可在99%以上,在經濟成本上也優 于傳統的絮
2·1·3 高級氧化法
與氯氧化法相比,高級氧化法由于具有使用范 圍廣,處理效率高,反應迅速,二次污染小,可回收 能量及有用物質等優點,成為印染廢水處理的研究 熱點。
2·1·3·1 光催化氧化
光催化氧化法利用光照下產生的能量,促使催 化劑或氧化物發生能級躍遷,由此產生的自由基或 空軌道具有強氧化性,可與廢水中的有機污染物發 生反應進而達到去除污染物的目的。常用的光催 化劑有TiO2、Fe2O3、WO3、ZnO等,其中TiO2化學性 質穩定、難溶、無毒、成本低,是理想的光催化劑。 光催化氧化在印染廢水中的應用主要集中在光催 化反應器開發及與其他技術的聯用上。汪萍等[9] 用自制圓柱形TiO2/GeO2復合膜光催化氧化序批式 反應器處理染料廢水,出水可達《污水綜合排放標 準》一級標準。研究表明[10, 11],將超聲波及微波引 入光催化氧化技術可提高物質的傳遞速率,加速光 氧化速率,改善降解效果。
2·1·3·2 Fenton氧化
Fenton氧化在酸性條件下,以Fe2+為催化劑, H2O2分解產生·OH,破壞染料分子發色基團,降低 色度及COD,且Fe2+可在一定pH值下形成Fe (OH)3膠體而兼有混凝作用,故可有效治理印染廢 水。但Fenton法處理廢水所需時間長、使用的試劑 量多、H2O2利用率低,而且增大Fe2+濃度,出水可 能帶有顏色。因而,人們一方面將紫外光、可見光 等引入Fenton體系,另一方面使用其它過渡金屬離 子如Co、Cd、Cu、Ag、Mn、Ni等替代Fe2+。這些方法 可顯著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力, 并可減少Fenton試劑的用量、降低處理,被統稱為 Fenton類反應[12, 13]。