印染廢水是我國目前主要的有害、難處理工業廢水之一,主要污染物有染料、漿料、助劑、纖維雜質、油劑、酸堿以及無機鹽等。其特點是廢水量大、水質復雜、有機物濃度高、難生物降解、色度深、水質變化快而無規律等特點,其中尤以染料的污染最為嚴重。其殘存的染料組分即使濃度很低,也會造成水體透光率降低,導致生態環境的破壞。
目前國內處理印染廢水多以生化法為主,有些也輔以化學法,但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳、色度去除困難等缺點。在此基礎上,采用物理和化學處理法的研究也比較多[1]。通過混凝沉淀[2]、化學氧化[3]、吸附[4、5]及膜技術[6]等均可去除一定的COD和色度,其中氧化法對去除度最為明顯。但由于氧化副產物(如有機鹵代物和環氧化合物)或者運行費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氧化性和氧化過程中很少有有機鹵代物產生的氧化劑[7]在水處理的氧化消毒及造紙、紙漿工業的漂白等行業已經廣泛使用。近年來人們對新型氧化劑Cl02在處理廢水方面進行了研究,并有用Cl02,直接處理印染廢水的報道。本文對二氧化氯在印染廢水處理中的應用研究的現狀、作用機理及發展趨勢作一綜述和探討。
1 Cl02的性質及其脫色機理
1.1 Cl02的性質
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為橙紅色。在20cc、大氣壓力下,水中二氧化氯的質量濃度為70mg/L。二氧化氯氣體在室溫條件下可壓縮為液態密度為2.4kg/L,沸點11 oC,熔點一59cc。Cl02極不穩定,易揮發,易分解,一般需將C10,先制成穩定性水溶液,在使用現場再配以酸性活化劑后使用或采取C10:發生器現場發生直接投加。用于飲水和污水處理時,二氧化氯以溶液形式使用。
1.2 Cl02的脫色機理
Cl02處理印染廢水主要是氧化破壞染料的發色基團和助色基團,達到顯著的脫色效果。在一定條件下,二氧化氯可與DPD(N,N一二乙基對苯二胺)、甲酚紅(鄰甲酚磺酞)、氯酚紅(二氯磺酞)、酸性靛藍(5,5一靛藍二磺酸鹽或靛藍三磺鹽)、麗絲胺綠B(芳甲烷染料)、羅丹明B(四乙基羅丹明)和亞甲藍等顯色劑發生脫色反應。酸性靛藍在pH<4時,可以與氧化劑二氧化氯發生斷鍵反應,而生成穩定化合物靛紅C8H5NO2。二氧化氯除與酸性靛藍等染料發生反應外,還與許多直接染料和活性染料反應,而使染料褪色。利用二氧化氯的這一性質,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展,尤其在脫色方面去除率高,因而是具有廣闊的推廣應用前景的。
2 二氧化氯在印染廢水處理中的應用
2.1 直接處理印染廢水
王福祥等[8]人曾在南京市大廠區麒麟華洋印染公司進行試驗,通過用二氧化氯處理印染廢水,脫色率和COD去除率分別達到97.5%和80.3% ,處理后的廢水指標完全符合國家排放標準。
林大建[9]利用二氧化氯作為強氧化劑對漂染廢水中的有機物進行氧化分解,試驗結果表明:對COD的去除率>78% ,對色度的去除率>95% ,水的循環利用率可達72% 。
鄧麗等人[10]利用Cl02進行印染廢水脫色的試驗結果表明: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,當染料與二氧化氯的量濃度比為1:0.24時,兩種活性染料的脫色率均可超過90% ;在二氧化氯的量夠時,脫色率與染料的初始濃度基本上沒有關系;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速度較快,反應15min可基本完成;溫度對活性艷紅X一3B影響不大,但對活性艷紅K一2BP的脫色反應有較大的影響。
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