污水電解脫色

A. 污水處理使用微電解法的原理是什麼

微電解技術是目前處理高濃度有機廢水的一種理想工藝， 又稱內電解法。 它是在不通電的情況下,利用填充在廢水中的微電解材料自身產生1.2V電位差對廢水進行電解處理，以達到降解有機污染物的目的。當 系統通水後，設備內 會形成無數的微電池系統 , 在其作用空間構成一個電場。 在處理過程中產生的新生態 [H] 、 Fe2 + 等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用；生成的 Fe2 + 進一步氧化成 Fe3 + ，它們的水合物具有較強的吸附 - 絮凝活性，特別是在加鹼調 pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠遠高於一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機大分子。

其工作原理基於電化學、氧化 - 還原、物理吸附以及絮凝沉澱的共同作用對廢水進行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護方便，不需消耗電力資源等優點。該工藝用於難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低 COD 和色度，提高廢水的可生化性，同時可對氨氮的脫除具有很好的效果。

2 、拓步環保TPFC鐵碳填料技術上的亮點：

(1) 反應速率快，一般工業廢水只需要半小時至數小時；

(2) 作用有機污染物質范圍廣，如：含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難除降解有機物質等都有很好的降解效果 ;

(3) 工藝流程簡單、使用壽命長、投資費用少、操作維護方便、運行成本低、處理效果穩定。處理過程中只消耗少量的微電解反應劑。微電解劑只需定期添加無需更換，添加也無需進行活化直接投入即可。

(4) 廢水經微電解處理後會在水中形成原生態的亞鐵或鐵離子，具有比普通混凝劑更好的混凝作用，無需再加鐵鹽等混凝劑， COD 去除率高，並且不會對水造成二次污染；

(5) 具有良好的混凝效果，色度、 COD 去除率高，同時可在很大程度上提高廢水的可生化性。

(6) 該方法可以達到化學沉澱除磷的效果，還可以通過還原除重金屬；

(7) 對已建成未達標的高濃度有機廢水處理工程，用該技術作為已建工程廢水的預處理，在降解 COD 的同時提高廢水的可生化性，可確保廢水處理後穩定達標排放。也可對生化後廢水進很行微電解或微電解聯合生物濾床的工藝進行深度處理。

(8 該技術各單元可作為單獨處理方法使用，又可作為生物處理的前處理工藝，利於污泥的沉降和生物掛膜。

B. 電解著色後的流痕也引起脫色現象，並留有流痕花樣，是怎麼回事

原因：抄
陽極氧化處理工序中襲，附著在夾具、電解料架、或材料上端夾子上的酸溶液，在其後的水洗中完全除去。

對策：
（1）加強夾具的水洗；
（2）改變夾具的構造；
（3）強化水洗和調整水洗液面高度；
（4）設置防止電解液附著在電解料架上的機構。

C. 脫色劑處理印染污水的方法有哪些

目前印染廢水處理的方法有物理法、化學法和生物法。

物理法
在物理處理法中應用最多的是吸附法，這種方法是將活性炭、黏土等多孔物質的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質被吸附在多孔物質表面上或被過濾除去。目前，國外主要採用活性炭吸附法(多半用於三級處理)。該法對去除水中溶解性有機物非常有效，但它不能去除水中的膠體和疏水性染料，並且它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能。Saito T等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分別達93%、92%和63%，活性炭吸附能力可達到500 mg COD/g炭，污水如先曝氣，則會加快吸附速率。但若廢水BOD5>200 mg/L，則採用這種方法是不經濟的。
吸附處理使用的吸附劑多種多樣，工程中需考慮吸附劑對染料的選擇性，應根據廢水水質來選擇吸附劑。研究表明，在pH=12的印染廢水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附劑，陰離子染料去除率可達95%～100%。
高嶺土電是一種吸附劑，研究表明經長鏈有機陽離子處理，高嶺土能有效地吸附廢水中的黃色直接染料。此外，國內也應用活性硅藻土和煤渣處理傳統印染工藝廢水，費用較低，脫色效果較好，其缺點是泥渣產生量大，且進一步處理難度大。

化學法
a 混凝法
主要有混凝沉澱法和混凝氣浮法，所採用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以鹼式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵的價格為最低。近年來，國外採用高分子混凝劑者日益增加，且有取代無機混凝劑之勢，但在國內因價格原因，使用高分子混凝劑者還不多見。據報道，弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍最廣，若與硫酸鋁合用，則可發揮更好的效果。混凝法的主要優點是工藝流程簡單、操作管理方便、設備投資省、佔地面積少、對疏水性染料脫色效率很高；缺點是運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。
b 氧化法
臭氧氧化法在國外應用較多，Zima S.V.等人總結出了印染廢水臭氧脫色的數學模式研究表明:臭氧用量為0.886 g O3/g染料時，淡褐色染料廢水脫色率達80%；研究還發現，連續運轉所需臭氧量高於間歇運行所需臭氧量，而反應器內安裝隔板，可減少臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設計成間歇運行的反應器，並可考慮在其中安裝隔板。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、塗料等不溶於水的染料脫色效果較差。從國內外運行經驗和結果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規模推廣應用有一定困難。
光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設備投資和電耗還有待進一步降低；
c 電解法
電解對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果，脫色率為50%～70%，但對顏色深、CODcr高的廢水處理效果較差。對染料的電化學性能研究表明，各類染料在電解處理時其CODcr去除率的大小順序為：硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。目前這種方法正在推廣應用。

生物法
20世紀70年代以來，國內對印染廢水以生物處理為主，佔80%以上，尤以好氧生物處理法佔絕大多數。從現有情況看。我國印染廢水生物處理法中以表面加速曝氣和接觸氧化法佔多數。此外，鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉盤等也有應用，生物流化床尚處於試驗性應用階段。但由於生物對色度去除率不高，一般在50%左右，所以當出水色度要求較高時，需輔以物理或化學處理。
好氧生物處理對BOD去除效果明顯，一般可達80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其是PVA等化學漿料、表面活性劑、溶劑及匹布鹼減量技術的廣泛應用，不但使印染廢水的COD達到2 000～3 000 mg/L，而且BOD/COD也由原來的0.4～0.5下降到0.2以下，單純的好氧生物處理難度越來越大，出水難以達標；此外，好氧生物處理法的高運行費用及剩餘污泥處理或處置問題歷來是廢水處理領域沒有解決好的一個難題。據資料報道，一般污泥處理或處置費用占整個污水處理廠費用的50%～70%(國外)，在國內也佔40%左右。由於上述原因，印染廢水的厭氧生物處理技術開始受到人們的重視。

D. 用電解法處理染料廢水時，是不是電解電壓越大，染料脫色效果越好，為什麼

影響電解的幾個因素：極板材質、傳質、電流密度。
染料廢水種類較多，不是每種都適合用電解法。相較於電解法，鐵碳微電解法處理染料廢水脫色、去除COD效果更好，運行成本也低。

E. 脫色劑處理印染污水是什麼方法

染色污水處理常用的化學工藝有以下幾種：

中和法：在印染廢水中，該法只能調節廢水PH，不能去除廢水中污染物，在用生物處理法時，應控制其進入生物處理設備前PH在6-9之間。

混凝法：用化學葯劑使廢水中大量染料、洗滌劑等微粒子結合成大粒子去除，印染廢水處理中需用的混凝劑有鹼式氯化鋁，聚丙烯醯胺、硫酸鋁、明礬、三氯化鐵等。

氣浮法：印染廢水中含大量有機膠體微粒呈乳狀的各種油脂等，這些雜質經混凝形成的絮體顆粒小、重量輕、沉澱性能差，可採用氣浮法將其分離；目前在印染廢水治理中，氣浮法有取代沉澱法的趨勢，是印染廢水的一種主要處理方法。在印染廢水中氣浮處理主要採用加壓溶氣氣浮法。

電解法：該法脫色效果好，對直接染料、媒體染料、硫化染料、分散染料等印染廢水，脫色率在九層以上，對酸性染料廢水，脫色率在70%以上。該法缺點：電耗及電極材料耗量大，需直流電源，適宜於小量廢水處理。

吸附法：吸附法對印染廢水的COD、BOB色去除十分有效，由於活性炭吸附投資較大，一般不優先考慮，近年來有泥煤、硅藻土、高嶺土等活性多孔材料代替活性炭進行吸附的，對印染廢水宜選用過濾孔發達的活性吸附材料。

氧化脫色效率低，僅五層，混凝脫色效率較高，達50－90%之間，但用這些方法處理後，出水仍有較深的色度，必須進一步脫色處理，目前用於印染廢水脫水的方法主要有光氧化、臭氧氧化和氯氧化法，由於價格等原因，應用最多的是氯氧化法，其常用的氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉，此種方法由於處理成本高和操作運行條件較高，而較少適應。

其中混凝法是向廢水中投加化學混凝劑、助凝劑，由於吸附、微粒間的電荷中和(染料廢水通常帶有負電荷，金屬氫氧化物混凝帶正電荷)和擴散離子層的壓縮等產生的凝聚，形成較粗粒凝聚集，通過沉澱、浮選、過濾方法將它們除掉。混凝法同樣可使印染廢水達到脫色目的。
混凝法的缺點是投葯量較大，沉渣較多，對於某些染料，例如活性染料等，混凝沉澱較困難，投葯量有時高達1000mg／L以上。
無機混凝劑(明礬、石灰、硫酸亞鐵、三氯化鐵等)幾乎不能或完全不能去除水溶性染料中相對分子質量小的和不容易形成膠體狀的染料，如酸性染料、活性染料、金屬絡合染料及一部分直接染料。
當絮凝物質輕浮，不容易沉降時，可加少量助凝劑，使其生成良好的絮凝物，提高凈化效果。

F. 在電解實驗中，pH值對廢水脫色率的影響機理是什麼。

酸性的話陰極H離子變成H2,影響金屬離子變成單質;而鹼性的話氫氧根變成氧氣和水,金屬離子一樣變成單質.

G. 含活性染料和分散染料的廢水如何脫色和降低COD

• 一個抄字：難！不是一般的難。

• 染料廢水的脫色是一個非常麻煩的事情，絕不是這里三兩句話就能告訴你一個妙招解決的。如果有人這樣說，那一定是忽悠人的。

• 活性染料和分散染料的脫色、特別是紅色系的這兩類染料，是每一個印染廠的老大難問題。基本上一般的活性污泥法是很難達標的。據我所知，電解法脫色效果比較好，但是費用也比較高。

• 總之，這里說的都是廢話，你還是老老實實找一家污水治理公司，根據你們的廢水水質，認真分析、試驗、論證，然後對症下葯去設計方案才是硬道理。

H. 比較活性炭吸附、電解氧化、電吸附這三種工藝的區別,以及這三種工藝對處理染料廢水的效果

染料廢水處理難度比較大，且具有種類繁多，成分復雜的特點。常見的處理方法不外乎物理吸附，化學沉降這兩大類。

1. 活性炭吸附是屬於物理方法。工業用活性炭主要有三大類：木質活性炭，煤質活性炭，果殼活性炭。活性炭吸附主要用於預處理，在水處理行業中聚丙烯醯胺，聚合氯化鋁才是首選的物料。追求性價比的話，一般用煤質活性炭，一般混合黏土使用，這樣可以去除污水中絕大部分有機物和雜質。

2. 電解氧化這種方法主要應用於酸性比較高的廢水，高中化學告訴我們，電解酸性溶液可以將水中的酸性物質祛除，生成氣泡。而且這種方法對污水脫色也有較大的作用，從而節省了添加活性炭的成本。但是，這種方法也有局限性。它要求水中的溶解氧不能太高，否則在電極的作用下，會生成二次污染物，達不到降解的作用。它的化學需氧量根據污水的染料的成分由大到小排序：硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。

3. 電吸附這種方法有很多缺點，不僅耗能高，且效果不好。其實用的最通用的方法還是前兩種方法。污水處理原料中尤其以聚丙烯醯胺，聚合氯化鋁，活性炭，高錳酸鉀這四大金剛為主。活性炭進行過濾吸附，聚丙烯醯胺加速污水雜質沉降，聚合氯化鋁負責絮凝，形成吸附團，高錳酸鉀負責污泥的除臭和脫色，它們共同撐起水處理行業的一片天。

4. 還有一方法是生物處理法，這也是國際上流行的污水處理方法。現在都提倡環境友好型發展，這種方法不僅污染小，效果拔群，主要的推廣障礙就是運營成本和生物污泥分離方法。

I. 印染廢水，是染漿廢水來的，脫色效果不好，怎麼辦

不知到你用的什麼工藝,一般生物處理不易脫色的話,可以考慮加點絮凝劑,另外氧化法也比較常用,下面一個參考文摘不錯的：
由於染料生產品種多,並朝著抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向發展,從而使染料廢水處理難度加大.染料廢水處理難點：一是COD高,而BOD/COD值小,可生化性差；二是色度高,而成分復雜.三是水質水量不穩定,排放具有間歇性.印染廢水的處理目標一般是COD的去除與脫色,但脫色問題難度更大.
3． 脫色處理方法
3.1 物理方法
3.1.1吸附法
吸附法是利用多孔性的固體物質,使廢水中的一種或多種物質被吸附在固體表面而去除的方法.吸附脫色技術是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的.吸附按其作用力可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附三種.目前用於吸附脫色的吸附劑主要是靠物理吸附, 但離子交換纖維、改性膨潤土等也有化學吸附作用.
常用的吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種天然礦物(膨潤土、硅藻土)、工業廢料(煤渣、粉煤灰) 及天然廢料(木炭、鋸屑) 等.傳統的吸附劑是活性碳,活性炭具有較高的比表面積（500- 600 m2/g）,它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能.活性炭去除水中溶解性有機物（分子量不超過400）非常有效,但它不能去除水中的膠體疏水性染料.若廢水BOD5> 500mg/L,則採用吸附法是不經濟的.膨潤土作為水處理中的吸附劑和絮凝劑,已被廣泛用於印染廢水脫色領域,近年來製成多種復合膨潤土、VS型纖維和聚苯乙烯基陽離子交換纖維等,具有物理吸附和離子交換功能,且比表面大、離子交換速度快,易再生,對難處理的陽離子染料廢水有很好的脫色效果,有些改性的膨潤土的脫色效果甚至高於活性炭[4]；某些集吸附與絮凝性能為一體的吸附劑如硅藻土復合凈水劑也已開發；用電廠粉煤灰製成具有絮凝性能的改性粉煤灰,對疏水性和親水性染料廢水均具有很高的脫色率；另外工業廢料（如煤渣、粉煤灰等）、天然廢料（如木炭、木屑等）、植物秸稈（如玉米棒等）均對印染廢水具有一定的吸附作用.
吸附法尤其適合難生化降解的紡織印染廢水脫色處理,印染廢水的吸附脫色技術是一項非常有效而又比較經濟的方法.活性炭吸附脫色技術不適合印染廢水一級處理,只能用於深度脫色處理,活性炭處理成本高,再生困難,所以活性炭的再生技術是正在研究的課題,其中生物再生是研究的重點方向.煤、爐渣吸附劑,原料來源廣,成本低,但在處理印染廢水之後存在二次污染,所以只適合與生化法或砂過濾等方法聯合使用.離子交換樹脂對水溶性染料離子吸附特別有效,離子交換吸附劑的開發研製是今後的主要發展方向之一.廉價、高效、因地制宜新型吸附材料的開發是一項很有前途的技術.吸附法與其它處理方法的優化組合處理印染廢水,脫色效果更佳.[5]
綜上所述,吸附脫色的發展方向體現在兩個方面: ①根據吸附機制開發、尋找新的吸附劑; ②對現有吸附劑的改性與活化, 以提高脫色效果和再生能力.
3.1.2超濾法脫色
超濾是利用一定的流體壓力推動力和孔徑在20～200üA 的半透膜實現高分子和低分子的分離.超濾過程的本質是一種篩濾過程,膜表面的孔隙大小是主要的控制因素.該法的優點是不會產生副作用,可以使水循環使用.早在70 年代初期, 膜分離技術就嘗試用來處理印染廢水.目前, 該方法可用於去除各種染料和添加劑.但由於分離染料混合物的困難, 並未達到完美的程度.
在這種技術中,半透膜的性質起著決定性的作用.就材料而言,膜有動態膜,纖維素類膜,聚碸超濾膜,荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜.[6]
(1)動態膜從處理效果和經濟上講,ZrO-PAA 動態膜是可行的.但能耗較大,其滲透水及化學物質的再利用率可達88% 到96%.
(2) 纖維素類膜.CA 膜的選擇性隨膜表面與各種染料互變異構體相互作用而發生變化,但膜材料本身在耐pH、耐溫等方面仍然有所不足.纖維素類膜在耐pH值、耐壓、耐溫度等方面優於CA ,用纖維素超濾膜反滲透處理染色廢液, 染料去除率97% 以上可實現水的循環使用,但反滲透所需的高壓操作仍是它的不足.
(3) 聚碸超濾膜由於其良好的物理化學穩定性,有較大的應用前景.使用聚碸超濾膜代替纖維素膜可實現高溫操作, 回收染料減輕污染, 但仍未達到國家排放的標准.
(4) 荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜是用來描述其分離性能介於反滲透和超濾之間的一種膜.荷電超濾膜是以其化學結構含有荷電基團而定義的, 疏鬆反滲透膜是以其物理結構而命名, 它們往往指的一種膜.對鹽NaCl 截留只有2%～ 3% , 而對於500～2 000 分子量的物質,具有較高的分離率, 同時保持高的水通量.一般染料的分子量正好在這種膜的截留范圍, 特別是離子型染料.該膜在低壓下操作(10 kg/cm 2) 耐pH值、耐壓密、耐污染、耐溫等方面都比較突出,前景廣闊[7].
3.1.3輻射降解法
電離輻射可有效地降解染料水溶液,輻射技術和其它技術有很好的協同作用.與常規污染物處理技術相比,輻射技術在常溫常壓下進行,具有工藝簡單、無二次污染等特點,對難降解有機污染物的處理更有其獨特長處.[8]
用60Co γ射線輻照甲基橙和活性艷藍KNR水溶液,輻照後染料水溶液的可見光區和紫外區的特徵吸收峰隨吸收劑量的增加而漸漸下降至接近零,說明輻射降解反應既破壞了染料分子的發色基團,同時也破壞了染料的有機分子結構.脫色率和COD去除率均隨吸收劑量的增加而增加.過氧化氫與輻射有協同作用,在相同的吸收劑量下,脫色率和COD去除率均隨過氧化氫的濃度增加而增加.另外,該法pH值適用范圍很廣；溶液的初始濃度越大,COD去除和脫色效果越差；氧的存在可以促進染料分子的降解.在同樣輻照條件下,染料的輻射降解效果因染料分子的結構不同而略有不同[9].
輻射法處理印染等難降解污水時雖然有機物的去除率高、設備佔地小、操作簡便,但用來產生高能粒子的裝置價格昂貴,技術要求高,而且該方法能耗較大,能量利用率不高,若要真正投入實際運行,還需進行大量的研究工作.
3.2 物理化學法
3.2.1絮凝法
印染廢水的絮凝脫色技術, 投資費用低, 設備佔地少, 處理量大, 是一種被普遍採用的脫色技術.某印染廠採用混凝脫色- 懸浮曝氣生物濾池工藝處理主要含活性染料的廢水,原水CODCr, SS的平均質量濃度分別為296,285 mg/L 和平均色度為550倍, 處理後出水水質相應各項指標分別為40, 20 mg/L 和10 倍, 其去除率分別為87%, 92%和98%.[10]
在印染廢水中使用的絮凝劑很多,大致可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑三類,其中,有機絮凝劑還分為天然有機高分子絮凝劑、合成有機高分子絮凝劑.由於印染廢水水質比較復雜,無機單鹽絮凝劑在水解絮凝過程中,未能完成具有優勢絮凝效果的形態,投葯量大,絮凝效果差；無機高分子絮凝劑可以較好地除去廢水中大部分懸浮態染料,但對於水溶性染料中分子量小、不容易形成膠體的廢水則難以處理;有機高分子絮凝劑對於水溶性染料等廢水具有很好的脫色性能,但單獨使用效果差,而且易於產生有毒物質；因此,開發研製價廉、無毒、高效的新型有機絮凝劑,已成為目前絮凝法的主要研究方向之一.
復合絮凝劑則能同時發揮幾種絮凝劑的優點,使絮凝法用於印染廢水處理既經濟,又適用.如將有機絮凝劑與無機絮凝劑復配使用,充分發揮有機高分子絮凝劑的吸咐架橋性能和無機絮凝劑的電性中和能力,可以使處理出水達到較好的效果.此外,澱粉衍生物、木質素衍生物、羧甲基殼聚糖[11]等天然高分子具有無毒、原料廣、價廉和可生物降解等優點,也得到科研工作者的高度重視.另外,微生物絮凝劑是利用生物技術,從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理劑.與普通的絮凝劑相比,有固液易於分離,沉澱少,適用性廣等優點,因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題[12].總之,高效、無毒、無害的環境友好性絮凝即將在印染廢水處理中有廣闊的應用前景.
絮凝法雖然是含染料廢水處理的常用方法,但對於許多可溶性好的染料, 處理效果往往不佳.因此, 復合絮凝法將成為工業廢水處理工藝研究的主要內容和發展方向.根據實際出水要求,採用適當的預處理和後處理手段,發揮絮凝工藝與其它工藝的協同工作的優勢,以達綜合治理的目的,這對於提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有極其重要的意義.
然而,用絮凝法進行廢水脫色依然存在以下幾個方面的問題：產生大量的淤泥；由於廢水水質變化大,每批廢水脫色前均需要進行預試驗,以確定最佳條件,提高了成本,又費時.過量的陽離子絮凝劑會在廢水中產生大量氮的化合物,它們對魚類有毒且難以生物降解和硝酸化抑制,絮凝劑過量也可能導致沉澱重新溶解.脫色效率低,不符合排放標准.因此,實際生產中,應根據實際出水要求,採用適當的預處理和後處理手段,發揮混凝工藝與其它工藝的協同工作的優勢,以達綜合治理的目的,這對於提高印染廢水的處理效果,降低處理成本具有極其重要的意義.
3.3 化學方法
3.3.1電化學法
電化學法是處理印染廢水的另一種有效的處理方法.電化學法通過可溶性電極在陽極和陰極上發生電絮凝、電氣浮和H的間接還原作用從而達到處理廢水的目的.電化學法處理印染廢水具有設備小、佔地少、運行管理簡單、COD去除率高和脫色好等優點,但同時電化學法存在著能耗大、成本高和析氧析氫副反應等缺點.近年來,隨著電化學和電力工業的發展以及許多新型高析氧析氫過電位電極的發明,電化學法又重新引起人們的重視.根據電極反應方式劃分, 傳統電化學方法可細分為內電解法、電絮凝和電氣浮法、電氧化學.
內電解法是利用廢水中有些組分易被氧化,有些組分易被還原,在有導電介質存在時,電化學反應便會自發進行,同時兼有絮凝、吸附、共沉澱等綜合作用的一種廢水處理方法[13].最著名的內電解法是鐵屑法, 即將鑄鐵作為濾料, 使印染廢水浸沒或通過, 利用Fe 和FeC 與溶液的電位差, 發生電極反應, 產生較高化學活性新生態H, 能與印染廢水多種組分發生氧化還原反應, 破壞染料發色結構, 而陽極產生的新生態Fe2+, 其水解產物有較強的吸附和絮凝作用.該法不需要外加電源,操作簡單,成本低廉,是種很有前途的處理方法.
電氣浮法是以Fe、AL作陽極產生的H2將絮體浮起;而電絮法則是利用電極反應產生的Fe2+ 、Al3+實現絮凝脫色.採用石墨、鈦板等作極板, 對染料廢水通電電解, 陽極產生O2或Cl2, 陰極產生H2.通過O的氧化作用及H的還原作用破壞染料分子而使印染廢水脫色, 脫色率可達98% 以上,COD去除率達80%以上.
國內重點研究的是電化學與其它方法相結合,其中較為有成就的是用絮凝復合床新技術處理高色度印染廢水,對色度>10000倍的印染廢水處理後,脫色率可達99%以上,CODCr去除率達75%.國外在新型電極方面研究較多,如：Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RnO2、Ti/Pt等電極.
電催化高級氧化技術(Advanced Electro catalysis Oxidation Processes , AEOP) 是最近發展起來的新型AOPs ,因其處理效率高、操作簡便、與環境兼容等優點引起了研究者的注意.它能在常溫常壓下,通過有催化活性的電極反應直接或間接產生輕基自由基, 從而有效降解難生化污染物.陳武等進行了三維電極電化學方法處理印染廢水實驗, COD去除率達74.7% ,色度去除率達93.3%[14].
3.3.2氧化法
氧化法是使染料分子中發色基團的不飽和雙鍵被氧化斷開,形成分子量較小的有機物或無機物,從而使染料失去發色能力的一種印染廢水處理方法.氧化法主要有：高溫深度氧化法、化學氧化法和光催化氧化降解法等.
高溫深度氧化法主要是焚燒法.
化學氧化法是印染廢水脫色處理的主要方法,其機理是利用氧化劑將染料不飽和的發色基團打破而脫色.Fenton試劑（Fe2+-H2O2）、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等是一般採用的氧化劑.常見的有組合法和催化氧化法等.如採用混凝- 二氧化氯組合法的優點在於ClO2氧化能力強,是HClO的9倍多,且無氯氣氧化法處理廢水時可能與水中有機物結合生成氯代有機物(AOX)[15].
化學氧化法能有效地去除印染廢水中的色度,但不能很好地去除廢水中的COD,對此有人提出了不完全氧化的方法,即只部分氧化,使有機物通過自由基耦合降低水溶性而絮凝去除.陳玉峰[16]等通過實驗發現,電生成Fenton試劑處理實際工業印染廢水,CODCr去除率在80 %以上, 脫色率達到95% ,處理費用1117元/m3,具有很好的實際應用價值和市場前景.盛翼春[17]通過研究發現,採用新型電催化氧化對染料濃度高達0.3g/l的水溶性染料廢水在2分鍾內脫色率高達95%以上.
同時,隨著太陽能技術的發展進步,光催化氧化也越來越受到人們的重視.夏金虹[18]用納米TiO2粉體光催化降解印染廢水,脫色率為96% , CODCr去除率為86%,TiO2催化性能比較穩定,可重復使用.光催化氧化技術具有工藝設備簡單、操作條件易控制、處理成本較低、氧化能力強、無二次污染等突出優點,在有機廢水處理中有著廣闊的應用前景.但懸浮體系的納米TiO2顆粒由於粒徑極為細小,存在著難以回收、容易中毒、不易分散等缺點,需通過先進的負載技術或光化學反應器,甚才會獲得更高催化效率.因此,納米TiO2光催化劑的負載技術對其實現大規模實用化、商品化和工業化具有重大的實際意義,是今後TiO2研究的主要方向[19].
總之, 氧化法是一種優良的印染廢水脫色方法,但也有其自身的缺憾.如果氧化程度不足, 染料分子的發色基團可能被破壞而脫色, 但其中的COD仍未除盡; 若將染料分子充分氧化, 能量、葯劑量消耗可能會過大, 成本太高, 所以氧化法一般用於氧化- 絮凝或絮凝- 氧化工藝.採用氧化- 絮凝工藝, 目的是通過氧化法將水溶性染料分子變為疏水性或使陽離子染料分子轉變為中性, 陰性分子, 以利絮凝除去.反之, 採用絮凝- 氧化工藝則是將氧化作為後處理步驟, 對印染廢水做深度處理經進一步去除殘余色度及COD[20].
3.3.3還原法
還原法式使用還原型脫色劑對直接染料廢水進行脫色處理的方法,使用的原料主要是鐵屑.鐵屑是機械加工過程中的廢料, 用於處理印染廢水,不僅成本低廉、操作簡單, 而且能夠獲得以廢治廢的效果.該方法主要基於電化學反應.鐵屑是鐵-碳合金, 浸入廢液後形成無數微小原電池.電極反應產物為Fe2+, H2,OH-, 均具有較高的化學活性, 可有效地脫除廢水中的染料分子.其它還原劑有保險粉(+ 活性炭)、亞硫酸及其鹽.洪俊明等[21]通過鐵屑內電解的強化A/ O MBR 工藝處理印染廢水, 出水的水質中色度的去除率超過90.0 %和COD的去除率達到94.9 %.董永春[22]等採用以含硫還原劑和氫化物引發劑為基礎的穩定雙組分還原反應系統,處理直接染料染色廢水,使之與其中的直接染料發生還原脫色反應,其優點是脫色劑用量少,反應快速,脫色率高.還原法的主要缺點是還原降解產物具有毒性, 必須經過二次處理.如活性炭吸附等, 處理費用增大.
3.3.4高級氧化法
高級氧化法(Advanced Oxidation Processes ,AOPs)脫色被認為是一種很有前途的方法.所謂高級氧化法如UV + H2O2、UV + O3, 因為在氧化過程中產生羥基自由基（·OH）, 其強氧化性使染料廢水脫色.經研究發現它對偶氮染料的脫色很有效, 高級氧化反應隨O3和H2O2加入量的增加,其反應速率也隨之增加[23]. 在實際生產中與某些化學輔助劑會提高脫色效果, 而且UV + H2O2方法處理偶氮型活性染料產生的降解產物對環境完全無害.最近的研究發現二氯三嗪基型偶氮類活性染料使用UV + H2O2方法脫色也有很好的效果[24].
氧化劑O3對絕大多數染料的脫色效果較好, 無二次污染, 引入紫外光(UV) 等可加快氧化和提高脫色率.有學者指出O3/UV 對偶氮染料脫色效果好,UV 的引入促使O3在溶液中產生氧化性強的羥自由基.胡文容[25]等指出, 雖超聲波幾乎不能降解偶氮腫I , 但對O3氧化有明顯的強化作用, 當O3濃度為7107mg/ L , 加80w 超聲波是超聲波協同O3處理偶氮腫的最佳組合, 既可滿足90 %脫色率, 又可節省48%的O3.但是目前用O3處理染廢水費用較高, 開發新型臭氧發生器並和UV 或超聲波連用以提高效率、降低費用是O3在染料廢水處理中推廣的前提, O3對COD的去除不理想.
高級氧化法的對環境污染極小,效果較好,但有一個嚴重不足之處是處理費用較高, 從而限制了它的廣泛使用.
3.3.5超聲波氧化
超聲波處理印染廢水是基於超聲波能在液體中產生局部高溫、高壓、高剪切力,誘使水分子及染料分子裂解產生活性非常強的氫氧自由基, 對大部分有機污染物有氧化作用並可並促進絮凝；同時,在超聲波作用下傳質加強,超聲空化產生局部高溫高壓,可大大強化氫氧自由基對有機物的氧化速度,提高降解效率.
用超聲波可以強化臭氧氧化處理偶氮類染料廢水,這是因為超聲波空化效應產生高能條件促使臭氧快速分解,產生大量的自由基,從而使氮類染料脫色.張家港市九州精細化工廠用根據超聲波氣振技術設計的FBZ 廢水處理設備處理染料廢水[26],色度平均去除率為97.0 % ,CODCr去除率為90.6% ,總污染負荷削減率為85.9 %.符德學[27]等使用該法處理含鹼性湖藍-5B的印染廢水,COD去除率達90.2%,脫色率達到98.3%.劉靜[28]等的實驗結果表明,超聲波與微電場的協同作用大大提高了脫色率,在最佳條件下處理60min,色度去除率可達96.6%.
3.3.6萃取法
萃取是採用與水互不相溶,但能很好溶解污染物的萃取劑,使其與廢水充分混合接觸後,利用污染物在水中和溶劑中不同的分配比分離和提取污染物,從而凈化廢水.廢水中的酸性染料可用混合胺進行萃取回收,陰離子染料可用離子對萃取法用長碳鏈去除,萃取劑可用氫氧化鈉再生.由鄰苯二甲酸與間苯二酚為原料制備熒光黃的生產廢水可用N235/煤油系統萃取,其COD去除率可達91-98%,色度去除率為99.8%[29].
離子對萃取法是一種新的廢水脫色方法.該法是將染色殘液與一非水溶性有機溶劑一同振盪,當兩相分離時,水相中便呈現無色,染料聚積於上層有機相中.只要燃料含有至少一個磺酸基團或者是染料必須是酸性的,那麼任何深濃的染色廢液均可用此法脫色.該有機相可反復使用數次[30].離子對萃取法的優點有：液/液相分離工藝簡單,能耗低.對於活性染料來說,僅鈉鹽和鈣鹽形成的水解產物需處理.萃取劑無需再生就可重復使用[31].
3.4 生物處理方法
生物法是利用微生物酶來氧化或還原染料分子,破壞其不飽和鍵及發色基團,從而達到處理目的的一種印染廢水處理方法.生物法目前仍是國內外主要的印染廢水處理方法.
生物法的缺點在於微生物對營養物質、PH、溫度等條件有一定的要求,難以適應印染廢水水質波動大、染料種類多、毒性高的特點；同時還存在佔地面積大、管理復雜、對色度和COD去除率低等缺點.生物法處理印染廢水的脫色率和COD去除率不高,一般不適宜單獨應用,可作為預處理或深度處理.
3.4.1傳統生物處理技術
生物法處理印染廢水中,以活性污泥法最為普遍,這是因為活性污泥法具有可分解大量有機物、能去除部分色素、可調節pH值、運轉效率高且費用低等優點,但對色度的去除往往不夠理想,因此組合式生物處理技術是目前印染廢水的常用方法.我國生物法中以表面活性污泥法和接觸氧化法佔多數,此外,鼓風曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉盤法等也有應用,生物流化床尚處於試驗性應用階段.
在印染廢水處理中,厭氧- 好氧工藝具有的這種獨特降解機理引起國內的廣泛關注,並得到了深入的研究和應用,取得了明顯的效果[32].婁金生等在印染廢水的處理過程中採用了厭氧- 好氧工藝,取得了良好效果,COD總去除率大於90 % ,脫色率大於95%.
3.4.2微生物強化處理技術
隨著紡織工業新產品和新技術的開發,印染廢水中水溶性染料、活性染料和化學漿料的數量和種類的不斷增加,從而導致印染廢水可生物降解性下降,如大量的聚乙烯醇（PVA）等,因此選育及應用優化脫色菌和PVA降解菌開始引起人們的關注.選育和培養出各種優良脫色菌株或菌群是生物法一個重要的發展方向.白腐真菌不但對活性艷紅X3B染料有較好的脫色作用,而且對難處理的成分復雜的實際染料廢水也有較好的降解作用,能有效去除印染廢水的COD和BOD5.雖然不能徹底生化降解染料廢水,但給後續的深度處理帶來極大方便[33].
黃建岷[34]在實驗中採用富集法分離菌株,所得脫色菌處理印染廢水有明顯的脫色效果,脫色率可達70 %以上.與活性炭吸附脫色相比差異不大,證明利用微生物處理印染廢水的色度問題是可行的, 但在菌種篩選方面仍有大量工作可做.
3.4.3膜生物反應器處理技術
膜生物反應器處理技術作為一種新型的污水處理工藝,是傳統活性污泥法和膜分離技術的有機結合,可通過膜片提高某些專性菌的濃度和活性,還可以截留許多分解速度較慢的大分子難降解物質,通過延長其停留時間而提高對它的降解效率.但由於膜易堵塞且製造費用較高,對膜技術在水處理領域全面推廣產生一定阻力.不過,隨著材料科學的發展、膜製造技術的進步、膜質量的提高、膜製造成本的降低以及工藝的改進,膜生物反應器的應用范圍將越來越廣.
3.4.4生物酶脫色技術
一些使用合適的厭氧和嗜氧的聯合生物處理可提高染料的降解性, 但是在厭氧條件下, 偶氮還原酶通常將偶氮染料分解為相應的胺類, 其中許多會致低能或致癌,而且偶氮還原酶具有強專一性, 只分解被選擇染料的偶氮鍵.與此相反,苯氧化酶——過氧化木質素酶(木質素酶, LiP) , 過氧化錳酶(MnP) , 和漆酶——對芳香環沒有強的專一性, 因此, 有可能降解各種不同的芳香化合物.這些酶制劑可有效地使許多結構不同的染料脫色.初始反應速率與制劑中每一個酶(漆酶、LiP 和MnP) 都有關系.一些染料添加劑可顯著降低脫色速率.因此, 在評價新的酶及其處理工藝時, 必須考慮染色助劑對酶活性的影響.今後研究工作主要集中於已選擇出的酶的固定化以便為酶脫色的工業應用打下基礎[35].
4. 發展前景
各種脫色方法比較分析,可以看出每種處理方法從經濟性,技術性,對環境影響和實用性都有一定的缺陷, 氣吹、混凝、吸附、過濾等一般具有設備簡單、操作簡便和工藝成熟等優點,但是這類處理方法通常是將有機物從液相轉移到固相或氣相,不僅沒有完全消除有機污染物和消耗化學葯劑,而且造成廢物堆積和二次污染.吸附脫色具有隻吸附染料, 但不破壞其結構的特點, 但目前使用的吸附劑往往存在吸附量不夠, 或再生不容易的缺點.高級氧化法脫色如光氧化、超臨界氧化、濕式氧化、低溫等離子體化學法被認為是一種很有前途的方法, 但其昂貴的價格成為制約其廣泛應用的重要原因.一些傳統的氧化方法如NaClO、H2O2、臭氧和紫外氧化等證明對廢水脫色並不有效, 採用強化物理化學與酶催化降解的方法可能將有非常廣闊的應用前景.因此在實際工程中應該按照具體條件和要求,合理選擇工藝組合,以便取得最佳的效果.

J. 高頻電解曝氣脫色原理

高頻電解曝氣脫色原理
在生產過程中排放的廢水通常含有機氮、有機磷、硫化物回、苯環、酚鹽等多種答無機物和有機物, 其特徵是污染物成分復雜、濃度高、毒性大、可生化性差, 屬難處理工業廢水, 單純用傳統的物化、生化法處理手段難以使廢水處理後達標排放