⑴ 染料廢水處理的基本方法|印染廢水的處理方法
1. 染料廢水處理現狀及國內外研究進展
染料不但具有特定的顏色，而且結構復雜，以高分子絡合物為多，結構很 難被打破，生物降解性較低，大多都具有潛在毒性，在環境中的歸趨依賴於很多未知因子。加升含之染料生產具有品種多、批量少、更新快的特點，致使染料廢水難找到行之有效的處理方法。染料廢水的處理方法很多，下面分別對其作 簡要介紹。
1.1 膜分離法
膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進行選擇性透過的方法的 統稱，常用的膜分離方法有滲析、電滲析、超濾和反滲透。膜分離技術用於染料廢水處理始於上個世紀 70 年代初，膜分離技術有澄清、濃縮作用，最主要的是具有從連續流動系統中分離染料的功能。膜技術處理染料廢水可將廢水分離為濃縮液和透過液。其中濃縮液可用於染料回收，透過液 也可回用，用於染料的生產。這樣做既可以實現廢水的有效處理也使得染料不隨排水流失，又不會造成水質污染.Ismail Koyuncu用DS5-DK型納濾膜處理 染槽廢水(廢水中含活性黑 5、活性藍9、活性橙 16、和NaCl)， 結果表明，該納 濾膜對染料的截留率在 99%以上， 透過液幾乎無色，該膜的通量受染料濃度的 影響較大，在染料濃度恆定時，通量隨染料濃度的增加而減小。蔡惠如等通過採用納濾技術分別對配製染料廢水和實際染料廢水的染料截留和脫色進行實驗，發現納濾對染料廢水的脫色率很高，對染料含量 1000mg/L的進水，脫色率大於99%。膜分離法具有能耗低、工藝簡單、不污染環境等特點。但是膜分離技術由於 濃差極化、膜污染及膜的價格較貴，更換頻率較快，告滾使處理成本較高，從而嚴重 阻礙了膜分離技術的更大規模的工業應用。
1.2萃取法
萃取實質是採用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合觸 後，利用污染物在水和溶劑中不同的分配比分離和提取污染物，從而凈化廢水。萃取法處理染料廢水是利用不溶或難溶於水的溶劑將染料分子從水中萃取出來。常用的萃取法有溶液萃取、電泳萃取、液膜法等。Pandit等采 用可逆膠囊液-液萃取方法，通過把有機染料(有機相)與水相分離而使廢水得到處理。他們的研究表明，在陽離子十六烷基三甲基溴胺表面活性劑存在下，陰離子甲基橙從水中得到有效地分離；在陰離子十二烷基苯硫酸鹽表面活性劑存 在下，戊基乙醇作為萃取溶劑，陽離子亞甲基藍也得到有效分離。陳敬潤等以天然植物油為膜液，含聚四氟乙烯塗層的聚丙烯平板膜(PPsT)作為支撐膜， 研究了支撐液膜（SLM）系統去除和回收水溶液中分散染料陽離子紅4G的性能 及影響因素，在最佳條件下，100 mg/L的染料溶液其去除率達到94.1%。 近年來液膜技術發展較快，利用液膜技術萃取含染料廢水中的染料物質，具有明顯的經濟效益和環境效益。
1.3輻射法
微波輻射是輻射法中常用的處理染料廢水的方法。微波輻射用於消除有機 污染物是 80 年代後興起的一項新技術，微波位於電磁波譜的紅外輻射和無線電波之間，微波僅對液體中的極性分子起作用，能使極性分子產生高速的旋轉碰 撞產生熱效應，改變體系的熱力學函數，降低反應的活化能和分子的化學活性。 此外，微波還有非熱效應的特性，即在微波場中，劇烈的極性分子振盪，能使 化學鍵斷裂，使污染物降解。馮建敏等採用微波輻射技術， 建立了酸性黃染料廢水的處理工藝，實驗結果表明，質量濃度 50mg/L的酸性黃染料廢水50mL，活性炭用量 2g，微波輻射功率 800W，處理 7min時，可以得到最佳的廢水處理效果。劉宗瑜[20]等為有效處理酸性染料廢水，採用在吸附催化劑的存 在下微波輻射技術處理染料廢水，並取得了良好的實驗結果，對染料廢水的去 除率達到96%~98%。輻射法可有效降解染料等其他難生物降解的有機物，且輻射技術和其它技 術有很好的協同作用，與傳統的水處理技術相比，輻射技術在常溫常壓下進行，工藝簡單，無二次污染。該技術存在的主要難題是用於產生高能粒子的裝置昂 貴、技術要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低；此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護措施。因此該法要投入運行，還需進行大量的研究探索工作。
1. 4 氧化法 氧化法也是含染料廢水處理常用的方法，目前主要有：高溫深度氧化法、化學氧化法和光催化氧化法。其中光催化氧化技術在染料廢水處理領域的應用 具襪笑余有良好的市場前景和經濟效益。 光催化氧化法是利用光和特定的催化劑產生強烈的氧化作用氧化分解廢水 中有機物的化學方法。常用的光源為紫外光，常用的催化劑為H O 、Fenton試劑、O3等。柴嬪姬等人[22]對紫外光照射下二氧化鈦光催化氧化處理亮藍染料廢水進行了研究，考察了紫外光照射時間、TiO2 投入量、廢水pH 值、廢水初始濃度和 H O 加入等因素對亮藍轉化率的影響。結果表明，在紫外光照射60 min下，亮藍轉化率可達 75.6%，75.6%，TiO 與H O間存在顯著的協同效應。王瑩、熊振湖採用UV/Fenton高級氧化技術對偶氮染料鉻黑T模擬廢水進行了光催化 降解，考察了溶液的pH值、染料濃度、[H O ]/[Fe2+]以及光照強度對脫色效果的影響。在一定條件下，該技術對鉻黑T染料廢水的脫色率可達到95%以上。光催化氧化法處理有機廢水不產生或者產生很少污泥，此外，該技術能有效破壞很多結構穩定難以降解的有機污染物，具有高效、污染物降解更徹底等 優點。
1.5 混凝法
混凝法是廢水處理的常用方法，主要有混凝沉澱法、混凝氣浮法。近年來，針對傳統的混凝葯劑處理效果不理想等缺點，國內外開發、研究和應用無機或 有機高分子混凝劑日益增加。 李春華等人對混凝劑在印染廢水中的應用作了詳細的介紹。鋁鹽和鐵鹽 等無機混凝劑，對分散染料、硫化染料等以膠體或懸浮狀態存在於廢水中的染料有良好的混凝效果，但對酸性染料、活性染料、陽離子染料等水溶性染料的混凝效果較差；高分子鹼式氯化鋁和聚丙烯胺的混凝效果優於無機鹽混凝劑；有機絮凝劑用量少，絮凝速度快；微生物絮凝劑無毒、無害、易於固液分離。邱荷香等採用水解酸化—A/O—化學混凝沉澱法處理此類廢水，各項污染物的去除率高，有較強的耐沖擊負荷能力，處理效果穩定，處理費用較低。 混凝法工藝流程簡單，操作管理方便，設備投資省，佔地面積小，對疏水性染料脫色效果很高。但該法運行費用較高，泥渣量多且脫水困難，對親水性染料以及對水體中其他可溶性N、P 化合物去除率差，需開發新型高效混凝劑。
1.6 生物法
一般地說，物理、化學處理方法只是將將污染物濃縮、轉移，對環境的潛在的影響不容忽視，而生物法是利用污染物為微生物的營養源，是實現污染物減量化、無害化的理想手段。常見的生物法有活性污泥法、生物膜法及固定化微生物(酶)技術等Kapdan等在活性污泥單元對模擬的Blue G活性染料廢水進行研究，結果表明在添加白腐真菌的活性污泥法中，添加木灰作為吸附劑，在染料質量濃度為200 mg/L、吸附劑質量濃度為 150 mg/L、活性污泥泥齡為20 d的條件下，最大脫色率為 82%。張永明[27]等用蜂窩陶瓷作為生物膜載體的生物反應器來降解活性翠藍(RTB)，研究了不同基質與RTB共基質降解的規律，結果表明淺色基質有利於對色度的去除。而添加基質的方法對活性翠藍去除率的影響較大，分批加入比一次性加入有助於色度的快速去除。王芳等介紹了固定化微生物技術，並綜述了固定化微生物技術處理印染廢水的發展現狀。國內外從20 世紀 80 年代末 90 年代初開始用固定化細胞技術進行印染廢水脫色研究，通過將活性污泥中分離、篩選出來的優勢菌種加以固定，組成一個快速、高效、連續的廢水處理系統，脫色率在 80%以上，CODcr的去除效果良好，預示著固定化細胞技術在處理印染廢水方面具有廣闊的應用前景。生物法在染料廢水中的應用最為廣泛，生物法具有處理效果好、運行費用低等優點。但由於技術方面的原因，該法運行不穩定，適用性不廣，受外界因素的影響較大，在實際應用中受到了一定程度的限制。為了提高生物技術的生物降解效率，目前國內外展開了大量的研究並取得了不錯的成績。
1.7 吸附法
吸附法以其能夠選擇性地富集某些化合物的特性在廢水處理領域有著特殊的地位。吸附是指固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩餘的表面能，當某些物質碰撞固體表面時，受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上。吸附的結果是吸附質在吸附劑上濃集，吸附的表面能降低。吸附技術就是利用 多孔性固體吸附廢水中某種或幾種污染物，以回收或去除某些污染物，從而也是使廢水得到凈化的方法吸附法中常用的吸附劑有活性炭、樹脂、礦物、廢棄物等。染料廢水的吸附脫色有兩種機理：吸附和離子交換，吸附效率受很多理化因素的影響，如染料—吸附劑的相互作用、吸附劑的比表面積、吸附劑的顆粒 尺寸、溫度、pH值和吸附時間等。
（1）活性炭吸附法
活性炭作為一種優良的吸附劑已經廣泛地用於染料廢水的脫色，活性炭能去除各種染料的顏色，處理效果取決於活性炭的類型和染料廢水的特性，增大活性炭用量可提高吸附率。活性炭價格較高，使它的應用受到限制，使用後的活性炭需要再生，再生的方法有高溫和解吸液處理兩種，再生會導致活性炭 10~15%的損失。
（2）樹脂吸附法
20 世紀後期,隨著結構改良的離子交換樹脂、吸附樹脂和復合功能樹脂的成功研製，樹脂吸附法被廣泛應用於化工廢水的治理與資源化。但是在染料廢水處理方面的研究和應用相對不是很多，有人針對染料廢水合成出具有不同物理化學特性的樹脂來處理該類廢水，並取得了較好的處理效果。一般染料廢水中都含有比較多的無機鹽，而鹽類對樹脂的吸附有一定的影響。Silke Karcher等研究了硫酸鹽，碳酸鹽，磷酸鹽等無機鹽對吸附的影響。研究發現，硫酸鹽對吸附的抑制很弱，碳酸鹽對吸附的抑制中等，磷酸氫根離子的存在對吸附有著強烈的抑製作用，目前對此還沒有合理的解釋。
（3）礦物、廢棄物吸附法
自然界中的很多物質具有多孔結構，有良好的吸附性能，可用來處理染料廢水。天然礦物主要包括各種黏土，礦石，煤炭等，一般儲量都比較豐富，我國礦渣，爐渣，煤渣，粉煤灰等廢物量也很多，成本更為低廉，因此這些無機吸附劑的應用前景比較廣闊。 曾秀瓊用改性的天然膨潤土吸附活性艷紅X-3B，並與活性炭進行比較。結果表明，兩者對廢水的脫色率都在90%以上。Konru R. Ramakrishna等將泥煤、鋼渣、膨潤土、粉煤灰等無機吸附劑和活性炭對染料的吸附性能進行了比較，試驗結果表明，鋼渣、粉煤灰對酸性染料以及泥煤、膨潤土對鹼性染料的吸附效果可以和活性炭相媲美，而這四種吸附劑對分散染料的吸附效果都優於活性炭，這一結果為低成本的吸附劑走向工業化應用提供了科學依據。很多科學家對一些天然的原料和農業精製炭進行了進一步處理，並研究了這些物質的吸附行為，其中桉樹皮、稻殼、竹子、麥桿、椰子殼、野草、木薯皮、花生殼、李子核、棕櫚果等天然炭纖維經過處理後對染
料都有很好的吸附效果。但是這些吸附劑吸附飽和後如何處置是有待解決的難點。找到一種行之有效的吸附劑可以更好的處理染料廢水。
⑵ 印染廢水的處理方法
目前有很多產業的廢水處理場，需增設廢水高級處理單元才能達到當地政府的放流水標准，至今已發展的廢水高級處理技術包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分離法、濕式氧化法及Fenton氧化法等，其中以Fenton氧化法(H2O2/Fe2+rightleder)被認為是一種最有效、簡單且經濟的方法，其他方法則因初設成本或操作成本太高而較難被業者接受。Fenton氧化法雖有高效率、低操作費的優點，但同時因其會產生大量的鐵污泥，成為應用時的一大缺點。
電解還原-Fenton法是利用電解還原的方法使Fe3+在陰極再還原為Fe2+催化劑，反應pH約操作在1.5左右，特別適合處理高COD且難生物分解的有機廢液，陰極反應如式(2)，因此原先式(1)的反應可修正為式(3)，即反應過程幾乎不會產生鐵污泥。
反應過程中，H2O2直接連續添加於電解還原槽並與電解產生的Fe2+反應，用以氧化廢水中的有機物，而反應產生的Fe3+又可直接於陰極還原成Fe2+並源源不斷的參與反應，使得H2O2的氧化效率提高，降低H2O2的加葯量及降低操作成本。此外，在陽極發生之電極氧化作用亦可去除部份有機物。反應完成後的Fe2+與Fe3+混合溶液可作為鐵系混凝劑使用。