如何處理羥基蒽醌的廢水

① 染料廢水處理設計方案

隨著經濟的發展和科技的進步，在使用革製品中合成革已越來越多被廣泛地應用，由於皮革品的增多和真皮量的不足，促進了合成革技術的不斷更新，合成革技術的發展也帶動了革基布產業的發展。通過引進國內外先進設備，開發適銷對路的高檔合成革基布產品對提高企業經濟效益具有重要的作用。

聚氨酯等高聚物（PU）革基布生產工藝過程中退漿、漂白、卷染和清洗等工段將產生一定量的廢水，此外車間地面還有一定量的沖洗水。目前在中文文獻上尚無革基布廢水處理方法的介紹，我們在實踐中得知，革基布廢水和印染廢水有相似之處，但又有所不同。根據有關文獻資料[1-4]，目前，印染廢水的處理方法主要有化學法（化學混凝法、化學氧化還原法、光催化氧化法、電化學法）、物理化學法（吸附（氣浮）法、膜分離技術、超聲波氣振技術）、生物法。我們認為，對革基布生產工藝產生的染整廢水，採用化學混凝和生物處理相結合的方法，是有效的，技術上和經濟上都是可行的。

一、水處理工藝方案

印染企業排放的廢水成分比較復雜，廢水中含有難生化降解的物質，如各種染料、化學漿料和大分子量的化學助劑等，又含有易生化的物質，如澱粉等。廢水的色度和pH值較高，在廢水處理技術上有一定的難度。革基布染整過程中所排放的廢水與一般印染廢水又有所區別。由於革基布生產工藝以及使用的染色劑、助劑等用量大、種類多。因此革基布染整廢水的污染物的濃度比一般印染廢水要高；其次，革基布在整理染色過程中，會掉落很多細小絨毛纖維，廢水中懸浮物很高，在廢水處理過程中必須通過多道格柵及多次沉澱，才能達到理想的處理效果；另外，由於革基布坯布大部分是經過化學漿或澱粉漿處理過的，經蒸煮退漿後，大部分漿料要轉移到廢水中，使得革基布廢水處理後產生的污泥量大粘性強，污泥脫水干化也成為一大難題。我們採用化學混凝結合兩級生化法即生物吸附－兼氧水解－好氧生化為主體的改良型AB生化法，較好地解決了革基布生產工藝產生的染整廢水處理難題，取得了理想效果。

該工藝的主要特點：

a、多級生化，菌種多樣，污染物降解完全。工藝流程中設置了兩段兼氧水解，充分發揮了兼氧水解功能，將難生化的大分子和高分子化合物降解成易生化的低分子化合物，為後續好氧生化處理創造了有利的條件，可充分發揮好氧生化功能。同時由於兼氧段在低溶解氧和高污染負荷下運行，去除單位COD負荷能耗低。

b、各生化段隔離，防止不同菌種相互競爭，提高污染物去除率。流程中設置了斜板隔離池，使兼氧段的兼氧微生物與好氧生物段的好氧微生物隔離，避免了兩種不同的微生物混合競爭而抑制好氧生化功能的弊端。提高了好氧生化功能。

c、充分利用生物混凝，降低混凝劑的用量和污泥產生量。工藝流程中兼氧和好氧段污泥迴流，並設置了生物吸附反應段，使迴流污泥和污水中的污染物被吸附、卷帶。與污泥不迴流工藝相比，混凝劑用量可減少約30％，產生的污泥量也相應減少。

d、藝布局合理緊湊，佔地面積小，操作管理方便。調節池布置在地下，其餘處理池均布置在地面，同一水平面上系同一大水池隔成不同的功能池，整個系統連續流動運轉，連續出水。

e、兼氧好氧聯合處理，脫氮除磷效果好。

② 染料廢水處理方法的研究進展

紡織染料工業近年來快速發展，目前我國各種染料產量已達90萬T，染料廢水已成為環境重點污染源之一。染料行業品種繁多，工藝復雜。其廢水中含有大量的有機物和鹽份，具有CODCR高，色澤深，酸鹼性強等特點，一直是廢水處理中的難題。本文主要介紹了染纖困料廢水處理技術中的物理法、化學法、電化學法、生化法，以及這些技術的特點原理及其近年來研究進展和應用。
1物理法
1.1吸附法
吸附法是利用多孔性固體(如活性炭、吸附樹脂等)與染料廢水接觸，利用吸附劑表面活性，將染料廢水中的有機物和金屬離子吸附並濃集於其表面，達到凈化水的目的。
活性炭具有較強的吸附能力，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功能，但活性炭價格昂貴，不易再生。由殼聚糖與活性炭及纖維素混合製成的染料吸附劑對活性染料和酸慧豎李性染料有優異的吸附能力，其吸附容量分別為264和421MG/G（椰子活性炭吸附容量少於80MG/G）。該吸附劑在水中具有優良的分散性，可採用簡單而廉價的接觸過濾法處理。
大孔吸附樹脂是內部呈交聯網路結構的高分子珠狀體，具有優良的孔結構和很高的比表面積。吸附樹脂可用於去除難以生物處理的芳香族磺酸鹽，萘酚類物質。它易再生，且物理化學穩定性好，樹脂吸附法已成為處理染料廢水的有效方法之一。
1.2膜分離
膜分離技術應用於染料廢水處理方面主要是超濾和反滲透。據報道，用管式和中空纖維式聚碸超濾膜處理還原染料廢水脫色率在95%～98%之間，CODCR去除率60%～90%，染料回收率大於95%。近年來，用殼聚糖超濾膜和多孔炭膜的新型膜材料來處理印染廢水，取得較好的效果。夏之寧等研究了染料廢水在超聲作用下，通過醋酸纖維素膜的透水率與透鹽率，發現超聲波在膜分離中有明顯的加速傳質和去「濃差極化」作用，有超聲波作用時其滲透率是無超聲波時的1.5倍，對透鹽率影響更大，其截留率分別為94%和67%。
2化學法
2.1化學混凝法
化學混凝法主要有沉澱法和氣浮法，此法經濟有效，但產生化學的污泥需進一步處理。常用的有無機鐵復合鹽類。近年來國內外採用高分子混凝劑日益增多。天然高分子絮凝劑主要有澱粉及澱粉衍生物、甲殼質衍生物和木質素衍生物3大類。曾淑蘭等用NAOH作催化劑將玉米澱粉和醚化劑M反應製得的陽離子澱粉CST，用量為7～15MG/L時，對酸性染料、活性染料的脫色率達90%以上。吳冰艷等用接枝聚合製得的木質素季胺鹽絮凝劑處理J酸染料廢水，絮凝劑中的季胺離子與廢水中的磺酸基團生成不溶於水的物質，投量20MG/L，色度去除率達90%。
方忻蘭利用海蝦、蟹殼為原料製得的殼聚糖用來處理印染廢水，CODCR去除率達85%以上。天然高分子絮凝劑電荷密度小，分子量低，易發生生物降解而失去絮凝活性。人工合成的有機高分子絮凝劑分子量大，分子鏈中所帶的官能團多，絮凝性能好，用量少，PH范圍廣。代表性的人工有機高分子絮凝劑有PAN-DCD(二氰二胺改性聚丙烯腈聚電解質)、WX系列高分子脫色絮凝劑、PDADMA-A(二甲基二烯丙基氯化銨聚合物)M。 2.2化學氧化法
化學氧化是利用臭氧、氯、及其含氧化物將染料的發色基團破壞而脫色。臭氧氧化法對多數染料能獲得良好的脫色效果。但對硫化、還原等不溶於水的染料效果較差。FENTON試劑氧化法，其脫色的實質是H2O2與FE2+反應所產生的羥基自由基使染料有機物斷鏈。FENTON試劑除氧化作用外，還兼有混凝作用。研究表明，用此法處理2-萘磺酸鈉生產廢水，先用FECL3混凝沉澱後，然後在PH1.5～2.5條件下以H2O22G/GCODCR，FE2+4G/L水，氧化60MIN可去除CODCR99.6%、色度95.3%[19]。
2.3濕式空氣氧化法
濕式空氣氧化法(WAO)是在高溫（125～320℃）、高壓(0.5～20MPA)條件下通入空氣，使廢水中的有機物直接氧化[20]。超臨前遲界水氧化（SCWO）是指當溫度、壓力高於水的臨界溫度（374℃）和臨界壓力（22.05MPA）條件下的水中有機物的氧化。它實質上是濕式氧化法的強化和改進。超臨界態水的物理化學性質發生較大的變化，水汽相界面消失，形成均相氧化體系，有機物的氧化反應速度極快。MODEL等[21]對有機碳含量27.33G/L的有機廢水，在550℃，60S內，有機氯和有機碳的去除率分別為99.99%和99.97%。超臨界水氧化法與傳統的方法相比，效率高，反應速度快，適用范圍廣，可用於各種難降解有機物；在有機物的含量低於2%時；可通過自身熱交換，無須外界供熱，反應器結構簡單，處理量大。
2.4光催化氧化法
光催化氧化法常用H2O2或光敏化半導體（如TIO2、CDS、FE2O3、WO3作催化劑），在紫外線高能輻射下，電子從價帶躍遷進入導帶，在價帶產生空穴，從而引發氧化反應。此法對染料廢水的脫色效率高，缺點是投資和能耗高。張桂蘭等用新型的旋轉式光催化反應器，在優化條件下採用懸浮態TIO2時，偶氮染料脫色率達98%。程滄滄等[23，24]分別採用固定床型光反應器和斜板式光反應器對有機染料直接耐翠藍GL進行了光催化降解研究，經60MIN光照，其降解率分別為83%和81.4%。
3生化法
生化法具有運行成本低，對環境污染少的特點。但染料廢水水質波動大，種類多，毒性高，對溫度和PH條件要求較苛刻的微生物很難適應。
好氧處理法運行簡單，對CODCR、BOD5的去除率較高，對色度的去除率卻不太理想。而厭氧處理法對染料廢水的色度去除率較高。厭氧處理法污泥生成量少，產生的氣體是甲烷，可利用作為能源。但單獨使用，效果不理想。黃天寅等在處理酞菁藍廢水過程中，採用氣提、吹脫和氣浮等物化手段去除原水中大部分NH3-N和CU2+，提高其生化性。
經厭氧處理後，各項指標均可達到污水綜合排放標準的一級標准，CODCR去除率90.0%，BOD5去除率88.9%，NH3-N去除率99.1%，CU2+去除率99.7%。由於近年來染料向抗分解，抗生物降解的方向發展，單獨一種工藝很難取得滿意的效果。現在處理工藝正朝向厭氧—好氧聯合處理工藝發展。閆慶松等[26]對染料廢水採用了厭氧—好氧工藝。厭氧段採用UASB工藝，中溫消化，停留時間48H，CODCR去除率可達55%，出水BOD5/CODCR值由0.1提高到0.42，系統內形成顆粒污泥，其沉降性能良好。好氧段採用接觸氧化法，經馴化後，污泥對廢水的降解能力逐步提高。 高效菌群（HIGHSOLUTIONBACTERIA）是利用復合的微生物群來處理染料廢水的方法，菌種現已發展到100多種，如反硝化產鹼菌、脫氮硫桿菌、氧化硫硫桿菌等。它可以針對不同的廢水配成不同的菌群去分解不同的污染物，具有較高的針對性。高效微生物群將有機物分解成SO2、H2O以及許多對水質沒有影響的有機小分子。運用H.S.B技術處理無錫某染料廠生產的分散染料、酸性染料（CODCR濃度達2000～2500MG/L）的廢水，出水CODCR小於100MG/L，平均去除率為92.68%。苯胺去除率94%，酚為93%，氨氮為92%，色度均在50倍以下[27]。為了增加優勢菌種在生物處理裝置中的濃度，提高對染料廢水的處理效率，通常將游離的細菌通過化學或物理的手段加以固定，使其保持生物活性和提高使用率。研究表明，高效脫色菌群固定在活性污泥上，脫色酶活力提高70%。
4電化學法
電化學法治理廢水，實質是間接或直接利用電解作用，把染料廢水中的有毒物質轉化為無毒物質。近年來由於電力工業的發展，電力供應充足並使處理成本大幅降低，電化學法已逐漸成為一種非常有競爭力的廢水處理方法。染料廢水的電化學凈化根據電極反應發生的方式不同，可分為內電解法、電凝聚電氣浮、電催化氧化等。
應用最廣泛的內電解法是鐵屑炭法。靳建永用鐵屑內電解法對5大類11種染料廢水進行脫色處理。研究表明，對中等色度和濃度的廢水，脫色率在96%以上；加入助劑可使廢水CODCR去除率在70%以上。內電解法的優點是利用廢物在不消耗能源的前提下去除多種污染成分和色度，缺點是反應速度慢、反應柱易堵塞、對高濃度廢水處理效果差。
在外電壓作用下，利用可溶性陽極（鐵或鋁）產生大量陽離子，對膠體廢水進行凝聚，同時在陰極上析出大量氫氣微氣泡，與絮粒粘附一起上浮。這種方法稱為電凝聚電氣浮。與化學凝聚法相比，其材料損耗少一半左右，污泥量較少，且無笨重的加葯措施。其缺點是電能消耗和材料消耗過大。
電催化氧化是通過陽極反應直接降解有機物，或通過陽極反應產生的羥基自由基、臭氧等氧化劑降解有機物。電催化氧化法的優點是有機物氧化完全，無二次污染。但該法真正應用於廢水工業化處理則取決於具有高析氧電位的廉價高效催化電極。同時電極與電解槽的結構對降低能耗也起重要的作用。賈金平等研究了活性炭纖維電極與鐵的復合電極降解多種模擬印染廢水，有較好的效果。
5結語
染料生產工藝復雜，廢水量大且難以處理，污染治理的費用很高。硫化鹼還原時排出的含硫廢水除使用昂貴的濕式氧化法處理外，其他方法難以達到排放標准。近年來採用加氫還原法，徹底消除了硫化物的污染。汞催化磺化法生產氨基蒽醌改為硝化還原法，徹底消除汞污染。各種新技術的研究和應用大大提高了染料廢水處理的效率，降低了處理成本。但治標更要治本，研究發展經濟合理的清潔生產工藝與發展高效經濟的廢水治理工藝同等重要。從根本上降低排污，才是長久之計。

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③ 關於羥基蒽醌類化合物的提純

本發明涉及植物葯中有效成分的提取方法，具體涉及從植物葯中提取、分離蒽醌類化合物的方法。

蒽醌(anthraquinone)是具有如下骨架的化合物的總稱。

蒽醌類化合物包括了其不同還原程度的產物和二聚物，如蒽酚(anthranol)、氧化蒽酚(oxanthranol)、蒽酮(anthrone)、二蒽醌 (dianthraquinone)、二蒽酮(dianthrone)等，另外還有這些化合物的甙類。在天然產物中，蒽醌常存在於高等植物的蓼科、豆科、茜草科和低等植物地衣類和菌類的代謝產物中。現代葯理研究證明，蒽醌類化合物具有很強的生物活性及葯理作用。主要有①止血作用：蒽醌類化合物能促進血小板生成，明顯增加纖維蛋白原，使凝血時間縮短，降低毛細血管通透性，改善血管脆性，使血管的收縮活性增加，因此能促進血液凝固。②抗菌作用：蒽醌類化合物對多種細菌均有不同程度的抑製作用，其中以葡萄球菌、鏈球菌最敏感，痢疾桿菌、白喉桿菌、枯草桿菌及傷寒桿菌等也較敏感。抑菌機理主要是抑制菌體糖及代謝中間產物的氧化和脫氫，並能抑制蛋白和核酸的合成，因此可避免臨床上某些抗菌素的毒副反應及耐葯性。③瀉下作用：結合型蒽醌甙類因由糖基的保護，大部分未經吸收直接到達大腸，在腸內被細菌酶分解成甙元和糖。甙元刺激大腸粘膜，並抑制鈉離子從腸腔吸收，使大腸內水分增加，蠕動亢進而致瀉。④利尿作用：蒽醌類化合物能使尿量增加，並促進輸尿管的蠕動，尿中鈉鉀亦明顯增加，而產生利尿降壓作用。其作用是通過減少腸道氨基酸的重吸收，抑制肝腎組織中尿素的合成，提高血中游離必需氨基酸濃度，利用體內尿素氮合成體蛋白和抑制肌蛋白的分解，以及增加尿素和肌酐的排泄來完成的。此外，隨著基礎理論的研究不斷深入，為蒽醌類化合物的臨床應用提供了理論依據。含蒽醌類化合物的中葯制劑在臨床上的應用已涉及到諸多疾病的治療，如可治療冠心病、粘膜潰瘍、淋巴結核、燒燙傷、慢性胃炎、急性膽囊炎、傷骨科疾病、急性腦血管病等危急重症及雜病。
植物葯中存在的蒽醌衍生物多為羥基蒽醌和它們的甙。大多數的蒽醌甙是蒽醌的羥基與糖縮合而成，也有少數是糖與蒽醌的碳原子直接連接而成。通常結合蒽醌分子量小於500，且溶於水和有機溶劑，游離蒽醌分子量約300左右，易溶於有機溶劑如：乙醚、氯仿、苯、乙醇等，還可溶於鹼性水溶液如：氨水、氫氧化鈉溶液等，而不溶於水。目前，從天然產物中提取含蒽醌類化合物的產品主要是中草葯的粗提物，粗提物的總蒽醌含量不大於20％。中草葯中蒽醌類化合物的精製常使用乙醚、苯、氯仿等有機溶劑，雖然所得中葯浸膏的總蒽醌含量可達50％以上。但這些有機溶劑均為易燃易爆的有毒有害試劑，如浸膏中溶劑殘留量不控制好會對人體造成很大傷害，而且該方法危險性大，對環境也有污染不適合大規模生產。

本發明的目的是要提供一種操作簡便、安全、無污染、成本低，從植物葯中提取的蒽醌類化合物選擇性高、有效成分含量高的分離提取方法。

本發明從植物葯中提取、分離蒽醌類化合物的方法是由下列步驟來實現的：
將含有蒽醌類化合物的原葯材用通常方法提取獲得有效成分粗提物，取粗提物加水，用鹼溶液調PH至6.5-10,加入到已裝有大孔吸附樹脂的吸附柱中，粗提物量（g）與樹脂量（ml）重量比為1：10—100；經大孔吸附樹脂柱吸附，以水和洗脫液洗脫，收集洗脫液，濃縮、乾燥即得含有蒽醌類化合物的浸膏，總蒽醌含量≥50％。
本發明所述的粗提物是指含有蒽醌類化合物的原葯材用常規方法經水或有機溶劑提取，去葯渣，提取液適當濃縮或直接濃縮至干製得的有效成分提取物。粗提物亦可用常用精製法進行預處理。粗提物蒽醌總含量為5－30％。

本發明所述的鹼溶液是指氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水等鹼性水溶液。

本發明所述的有機溶劑是指甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等。

本發明所述的大孔吸附樹脂為苯乙烯型、2—甲基丙烯酸酯型等大孔吸附樹脂，粒度為210～10080目、比表面積為100～300cm2800cm2、/g、孔徑1020～50A300A。
本發明所述的洗脫液是指甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯以及它們的混合液和氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水等鹼性水溶液以及鹼性水溶液與上述有機溶劑的混合液。
本發明上柱方式也可是先將粗提物用有機溶劑溶解，拌入大孔吸附樹脂乾粉，然後減壓蒸去有機溶劑後上柱。

大網格吸附劑是70年代發展起來的一項新技術。國外最早用於廢水處理、醫葯工業、分析化學、臨床鑒定和治療等領域。我國在70年代末開始應用大孔吸附樹脂提取、分離中草葯化學成分。

大孔吸附樹脂一般為白色球形顆粒狀，理化性質穩定，不溶於酸、鹼及有機溶媒。對有機物選擇較好，不受無機鹽類及強離子低分子化合物存在的影響。大孔吸附樹脂為吸附性和篩選性原理相結合的分離材料，與以往使用的離子交換樹脂分離原理不同。它本身具有的吸附性，是由於范德華引力或產生氫鍵的結果。篩性原理是由於其本身多孔性結構所決定。正因為這些特性，使得有機化合物尤其是水溶性化合物的提純得以大大的簡化。從顯微形狀上看，大孔吸附樹脂包含有許多具有微觀小球組成的網狀孔穴結構。當這些球體由偶極矩很小的單體聚合製得的不帶任何功能基的吸附樹脂為非極性吸附樹脂，例如，苯乙烯—二乙烯苯體系的吸附樹脂。這類吸附樹脂孔表面的疏水性較強，可通過小分子內的疏水部分的相互作用吸附溶液中的有機物。而中極性吸附樹脂系指含酯基的吸附樹脂，例如，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯與雙甲基丙烯酸乙二醇酯等交聯的一類共聚物，其表面疏水性部分和親水性部分共存。極性吸附樹脂是指含醯胺基、腈基、酚羥基等含氮、氧、硫極性功能基的吸附樹脂。除此之外，有時把含氮、氧、硫等配體基團的離子交換樹脂稱作強極性吸附樹脂。由於吸附性和篩性原理，有機化合物根據吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附樹脂上經一定的溶劑洗脫而分開。本發明就是利用了大孔吸附樹脂中非極性和中性樹脂的特點，將植物葯中的游離蒽醌和結合蒽醌分離和純化。

本發明用大孔吸附樹脂吸附法替代有機溶劑萃取法，從中葯粗提物中提純、精製蒽醌類化合物，避免使用有毒有害溶劑，操作工藝簡單、成本低、產品質量易於控制，並適用於大規模生產。使中葯制劑有效成分明確、有效成分含量提高到較高水平，為中葯制劑走向國際、走向現代化提供了方便。

實施例一：從大黃中提取蒽醌類化合物
取大黃生葯粗粉500g，加適量95％乙醇浸泡12小時後，加熱迴流提取三次，(三次95％乙醇提取液的量和提取時間分別為800ml、1小時；500ml、0．5小時；500ml、0．5小時)，合並提取液，過濾，濾液濃縮至一定體積，上聚醯胺柱，以水和95％乙醇洗脫，收集醇洗脫液，濃縮、乾燥得大黃粗提物。取大黃粗提物10g5g，用無水乙醇溶解拌樣上大孔吸附樹脂柱(樹脂結構為苯乙烯型、粒度5020~80目、比表面300cm2400cm2/g、孔徑30A100A)，以水和95％乙醇洗脫，收集醇洗脫液，濃縮，乾燥即得，總蒽醌含量≥58%，收率>3．5%。

實施例二：從虎杖中提取蒽醌類化合物
取虎杖生葯粗粉500g，加適量95％乙醇浸泡12小時後，加熱迴流提取三次，(三次95％，乙醇提取液的量和提取時間分別為800ml、1小時；500ml、0．5小時；500ml、0．5小時)，合並提取液，過濾，濾液濃縮至一定體積，上聚醯胺柱，以水和95％乙醇洗脫，收集醇洗脫液，濃縮、乾燥得虎杖粗提物。取虎杖粗提物10g5g，用無水乙醇溶解拌樣上大孔吸附樹脂柱(樹脂結構為苯乙烯型、粒度50目、比表面300cm2400cm2/g、孔徑30A100A)，以水和95％乙醇洗脫，收集醇洗脫液，濃縮，乾燥即得，總蒽醌含量≥52%，收率>3．5％。

實施例三：從何首烏中提取蒽醌類化合物
取何首烏生葯粗粉500g，加適量80％乙醇浸泡12小時後，加熱迴流提取三次，(三次80％乙醇提取液的量和提取時間分別為800ml、1小時；500ml、0．5小時；500ml、0．5小時)，合並提取液，過濾，濾液濃縮至一定體積，上聚醯胺柱，以水和95％乙醇洗脫，收集醇洗脫液，濃縮、乾燥得何首烏粗提物。取何首烏粗提物10g5g，用無水乙醇溶解拌樣上大孔吸附樹脂柱(樹脂結構為苯乙烯型、粒度5020~80目、比表面300cm2400cm2/g、孔徑30A100A，以水和95%乙醇洗脫，收集醇洗脫液，濃縮，乾燥即得，總蒽醌含量≥55%，收率≥3.5%。

實施例一：從大黃中提取蒽醌類化合物
取已處理好的大孔吸附樹脂（樹脂結構為苯乙烯型、粒度5020~80目、比表面300400cm2、孔徑30100A）120ml，濕法裝柱。另取大黃粗提物5g，加水100ml，用4%氫氧化納調節pH至7~8，攪拌溶解後上樣，流速8~15滴/分，待樣品全部加完，先用水洗至流出液幾乎無色或淡黃色不再改變，換95%乙醇洗脫液洗脫，收集醇洗脫液，濃縮，乾燥即得，總蒽醌含量≥58%，收率≥3.5%。

實施例二：從虎杖中提取蒽醌類化合物
取已處理好的大孔吸附樹脂（樹脂結構為苯乙烯型、粒度5020~80目、比表面3400cm2、孔徑30100A）120ml，濕法裝柱。另取虎杖粗提物5g，加水100ml，用4%氫氧化納調節pH至7~8，攪拌溶解後上樣，流速8~15滴/分，待樣品全部加完，先用水洗至流出液幾乎無色或淡黃色不再改變，換95%乙醇洗脫液洗脫，收集醇洗脫液，濃縮，乾燥即得，總蒽醌含量≥52%，收率≥3.5%。

實施例三：從何首烏中提取蒽醌類化合物
取已處理好的大孔吸附樹脂（樹脂結構為苯乙烯型、粒度520~80目、比表面3400cm2、孔徑3100A）120ml，濕法裝柱。另取何首烏粗提物5g，加水100ml，用4%氫氧化納調節pH至7~8，攪拌溶解後上樣，流速8~15滴/分，待樣品全部加完，先用水洗至流出液幾乎無色或淡黃色不再改變，換95%乙醇洗脫液洗脫，收集醇洗脫液，濃縮，乾燥即得，總蒽醌含量≥55%，收率≥3.5%。

1、一種從植物葯中提取、分離蒽醌類化合物的方法，其特徵在於該方法為：將含有蒽醌類化合物的原葯材用通常方法提取獲得有效成分粗提物，取粗提物加水，用鹼溶液調PH至6.5-10,加入到已裝有大孔吸附樹脂的吸附柱中，粗提物量（g）與樹脂量（ml）重量比為1：10—100；經大孔吸附樹脂柱吸附，以水和洗脫液洗脫，收集洗脫液，濃縮、乾燥即得含有蒽醌類化合物的浸膏，總蒽醌含量≥50％。
2、一種如權利要求1所述的從植物葯中提取、分離蒽醌類化合物的方法，其特徵在於其中所述的大孔吸附樹脂為苯乙烯型、2—甲基丙烯酸酯型等大孔吸附樹脂，粒度為2010～80100目、比表面積為100～300cm2800cm2/g、孔徑10～50A400A。
3、一種如權利要求1所述的從植物葯中提取、分離蒽醌類化合物的方法，其特徵在於其中所述的洗脫液是指甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯以及它們的混合液和氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水等鹼性水溶液以及鹼性水溶液與上述有機溶劑的混合液。

本發明涉及從植物葯中提取、分離蒽醌類化合物的方法。本發明用大孔吸附樹脂吸附法替代有機溶劑萃取法，從中葯粗提物中提純、精製蒽醌類化合物，總蒽醌含量≥50％，避免使用了有毒有害溶劑，操作工藝簡單、成本低、產品質量易於控制，並適用於大規模生產。

④ 印染廢水處理太頭痛，看看技術大咖怎麼解決

染料廢水中含酸、鹼、銅鋅等金屬鹽、硫化鹼等還原劑、氯化鈉等氧化劑以及中間體等，還含有色懸浮物(100~500mg/L)和溶解物(3000~16000mg/L)等成分。當前，國內外處理工業染料通常技術主要有廢水吸附法、生物處理法、化學絮凝法、化學氧化法和電化學法等。除這些較為成熟的方法之外，還有一些正被推廣應用的如輻照、膜分離等技術，但由於廢水處理成本、效率的制約，一些新技術推廣應用也有一定的局限性。

四類問題困擾廢水治理
近年來，隨著染料工業的發展和產業生態化的要求，一些研究者對染料廢水研究採用了多種工藝進行處理。但每種處理工藝各有其適用范圍與優缺點。目前，染料工業廢水處理的突出問題可歸結如下：
一是排放廢水量巨大，對水環境安全威脅嚴重。
水體環境一旦流入高毒性廢水，就會富集在水生生物體內，經處理染料廢水降解產物可能比母體化合物更具生物毒性，染料廢水處理究竟應將產物控制在何種狀態，也是研究者面臨的理論困境和實際工作的難題所在。
二是存在理論黑箱與技術困難。
主要表現在復雜難降解有機物的礦化以及色度的脫除方面。根據Wiff氏提出的發色基團理論，破壞染料廢水發色基團結構是色度去除的關鍵步驟，而COD值的降低、可生化性的提高，則需靠裂解芳香環。問題是哪種處理技術能夠同時解決難降解物質礦化與色度脫除的技術難題，以及在處理過程中，各類污染物又遵循哪種降解的規律，是亟待解決的理論問題。
三是處理技術推廣受國內經濟發展水平的制約。
在發展中國家，染料廢水處理要考慮其經濟性，推出經濟性好的染料廢水處理工藝成為當務之急。
四是研究者對各類處理工藝與污染物組合隨機組合關注度高，但面向污染物分類的系統性工藝研究較為缺乏。
即使有研究者關注到按照染料結構開發處理技術，也忽視了從偶氮染料、蒽醌染料及三苯基甲烷類染料三大類應用最廣泛的染料加以橫向比較的研究思路。

面向未來的解決方案
由於當前應用於實際染料廢水處理技術均難以在技術、經濟兩方面滿足染料企業的需要，所以，新型染料廢水處理技術的研究開發成為眾多環保科技工作者努力的方向。近年來，研究較為活躍的染料廢水處理新技術主要有：Fenton氧化技術、光催化技術、超臨界水氧化技術、高溫深度氧化技術、低溫等離子體化學技術、超聲波技術、萃取技術等。
1.Fenton氧化技術
目前，對於難生化降解的有機廢水處理技術中，Fenton氧化法備受人們關注。Fenton試劑由Fe2++和H2O2組成。Fe2+與H2O2反應生成的羥基自由基(˙OH)具有很強的氧化性(僅次於氟)，且無選擇性，能夠氧化打破有機高分子共軛體系結構，降解持久性難降解染料有機物，使之成為無色的有機小分子，從而達到降解脫色的目的。且Fenton氧化技術反應物易得、操作過程簡單、無須復雜設備、費用便宜且對環境友好性等優點，決定了其有極大的推廣價值及廣泛的應用前景。對染料廢水中大部分難降解的有機物，傳統的水處理工藝處理效果不好，而Fenton氧化技術具有使染料廢水中大部分難降解的有機物完全降解，且無毒害作用的中間產物形成，使用的催化劑安全、容易獲取等。但該技術仍存在羥基自由基利用率較低、鐵離子含量高易產生二次污染以及有效pH范圍窄等問題。
2.光催化降解技術
利用半導體作為催化劑的光催化氧化技術也大有前景。有研究文獻表明，在光照的條件下，在半導體價帶產生具有極強氧化性的空穴，將水中OH-和H2O分子氧化成具有強氧化性的˙OH自由基，通過˙OH自由基將難降解的有機物氧化成為CO2和H2O。常用的催化劑有TiO2、H2O2等無機試劑。光催化氧化技術是近年出現的一種新興技術，對污染物降解徹底，具有明顯的節能高效等特點。從目前研究成果看，光催化降解技術是一項應用前景廣泛的廢水處理技術，是未來染料廢水處理解決方案之一。
3.萃取技術
萃取技術主要是通過萃取劑和污染物分子絡合，或是水中的污染物在載體的作用下透過很薄的膜層進入萃取內相而凈化廢水的技術。萃取技術處理染料廢水實質就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。實驗研究表明，萃取法實現了廢水治理和資源化的統一，不僅可使廢水CODcr值大幅度降低，而且可從廢水中回收寶貴的原料或中間體，具有明顯的經濟效益和環境效益，是一項前景良好的清潔生產環保技術。但將萃取技術應用於生產實踐，還為時過早，在萃取過程中尚可能存在有機溶劑的溶解和夾帶而流失到水相，造成運行成本增加和二次污染。

4.超聲波技術
超聲波處理廢水是一種有效的、能夠加快染料脫色和礦化速率的新技術。超聲波技術是指利用超聲輻射所產生的空化效應在極短的時間內崩潰釋能，形成具有極端物化條件和含有高能量的「微反應器」，並導致水分子裂解形成H2O2、˙H、˙OH，將溶解於水中的有機大分子化合物分解為環境可以接受的小分子化合物的廢水處理技術。雖然超聲波技術是具有良好應用前景的染料廢水處理技術，有可能成為未來染料廢水處理解決方案，但從現有研究成果看，超聲降解染料廢水在技術上可行，但仍存在著費用高、降解效率低等局限性。要使其走向工業化，必須進一步強化創新，加強攻關。
近年來，染料廢水處理新技術研究取得飛速進展，未來一些新技術、新工藝、新的成果將不斷涌現。在創新基礎上的搭配聯用、取長補短，將是未來染料廢水處理解決方案，例如根據不同性質的染料廢水採用不同的混搭辦法如活性炭吸附與臭氧聯合法等。與此同時，欲實現染料廢水礦化高效處理與脫色，需從染料微觀結構入手，分析其降解機制，並協同配合、系統開發出針對性較好的染料廢水處理技術。

⑤ 芬頓（fenton）反應原理

原理：

H2O2在Fe2+存在下生成強氧化能力的羥基自由基(·OH，並引發更多的其他活性氧，以實現對有機物的降解，其氧化過程為鏈式反應。

其中以·OH產生為鏈的開始，而其他活性氧和反應中間體構成了鏈的節點，各活性氧被消耗，反應鏈終止。

其反應機理較為復雜，這些活性氧僅供有機分子並使其礦化為CO2和H2O等無機物。從而使Fenton氧化法成為重要的高級氧化技術之一。

(5)如何處理羥基蒽醌的廢水擴展閱讀

芬頓反應的作用：

1、處理染料中間體廢水：染料中間體廢水中常含有大量的蒽醌、萘、苯的各種取代基衍生物，具有COD高、色度高等特點，是目前較難處理的工業廢水之一。用芬頓試劑處理此類廢水的研究也在陸續開展。

2、處理農葯廢水：農葯廢水是一種難治理的有機化工廢水，具有COD高、毒性大、難生物降解等特點。近來針對這點，出現了一些用Fenton法進行處理的研究。

3、處理焦化廢水：煉焦廢水含有數十種無機和有機化合物，包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯並芘等，其中一些是高致癌物，屬於高污染難治理的工業廢水。

參考資料來源：網路-芬頓法

⑥ 制天南星的污水怎麼處理

中葯廠污水如何處理：電催化氧化處理高難降解廢水

電催化氧化法處理高難有機廢水，是用電子作為反應物,只需添加少量或不需加化學葯劑,在常溫、常壓下即可運行,能量利用效率高,是一種清潔、安全、有效的污水處理方法。

可以處理以下高難廢水：農葯廢水、醫葯廢水、醫葯中間體廢水、焦化廢水、染料廢水、印染廢水、石化廢水、皮革廢水、垃圾滲濾液。

染料廢水：酸性染料，活性染料，不溶性偶氮染料，鹼性染料，直接染料，分散染料，還原染料，媒介染料，硫化染料，偶氮類染料，蒽醌類染料，硝基和亞硝基類，芳基甲烷類，箐類染料，靛族染料，硫化染料，酞箐染料，雜環類染料。芳香環染料，蒽醌染料、士林染料，甲基橙染料廢水。

制葯廢水，抗生素生產廢水、合成葯物生產廢水、中成葯生產廢水以及各類制劑廢水，氯苯廢水，硝基苯廢水，氯氰苄廢水，間硝基對氯苯胺廢水，對甲脂膦硝基乙醯苯胺廢水，二硝基甲苯（DNT）廢水，羥基吡嗪廢水、環丙沙星醫葯廢水、氯乙醯胺廢水，亞磷酸二乙酯廢水，硝基苯璜酸廢水等。

⑦ 要脫色該怎麼辦呢

一、根據色素在不同溶劑中的溶解度差別脫色

1．水提醇沉：可去除小部分水溶性色素。

醇提水沉：可除去大部分脂溶性色素。（也可以兩種方法交替使用）

2．酸鹼沉澱法：例如當雜質色素是一些黃酮、蒽醌等酚酸性成分時，可調節PH3以下，令其析出。

二、根據色素在在兩相溶劑中的分配比不同進行脫色

例如當雜質色素是一些黃酮、蒽醌等酚酸性成分時，可採取調節PH到12以上，用有機溶劑萃取的方法。這時由於色素都以解離形式存在，不宜被萃出。

三、根據色素與有效成分吸附性差別進行脫色

1.物理吸附：（吸附力是分子間力）

（1）極性吸附劑：如硅膠、氧化鋁。可去除親水性色素。

（2）非極性吸附劑：如活性炭，紙漿、滑石粉、硅藻土。可去除親脂性色素。

活性炭是一種優良的吸附劑，它對色素、細菌、熱原等雜質有很強的吸附能力，並且其還有助濾作用。其內部有大量的微孔和空隙，表面積可達200-500m2/g。吸附原理：由於大多數色素具有共扼雙鍵結構，易吸附。

使用方法：冷吸附法，熱吸附法，炭層助濾法，柱層析吸附法。

2.化學吸附

（1）例如可用鹼性氧化鋁去除一些黃酮、蒽醌等酚酸性色素。

（2）離子交換樹脂法：例如黃酮、蒽醌等酚酸性色素可以用陰離子交換樹脂除去。

3.半化學吸附

聚醯胺與大孔樹脂。吸附原理為氫鍵作用，大孔樹脂還有部分范德華力作用。

聚醯胺可通過分子中的醯胺羰基與酚類、黃酮類的酚羥基形成氫鍵。也可以通過醯胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵。

四、沉澱法除去色素

代表物質：石灰乳。 常用濃度：20％-30％。

脫色原理：石灰乳中鈣離子能與部分成分結合成鈣螯合物、鈣鹽沉澱。而沉澱在硫酸作用下，黃酮、蒽醌、酚類、皂苷、部分生物鹼與鈣離子形成的鈣鹽可以被分解出來，再溶解到水中。但是鞣質、部分蛋白質、有機酸、極性色素、多糖等不能分解出來。

⑧ Fenton氧化法能處理高濃度有機廢水嗎

的確可以處理高濃度有機廢水
1、Fenton試劑簡介
1894年，法國科學家H.J.H.Fenton發現H2O2在Fe2+催化作用下具有氧化多種有機物的能力，後人為紀念他將亞鐵鹽和H2O2的組合稱為Fenton試劑。Fenton試劑中Fe2+作為同質催化劑，而H2O2 具有強烈的氧化能力。特別適用於處理高濃度、難降解、毒性大的有機廢水。1964年，H.R.Eisen Houser才首次使用Fenton試劑處理苯酚及烷基苯廢水，開創了Fenton試劑應用於工業廢水處理領域的先例。後來人們發現這種混合體系所表現出的強震化性是因為Fe2+的存在有利於H2O2分解產生出HO˙的緣故，為進一步提高對有機物的去除效果，以標准Fenton試劑為基礎，能夠改變和偶合反應條件，可以得到一系列機理相似的類Fenton試劑。

2、Fenton試劑的催化機理及氧化性能
催化機理
對於Fenton試劑催化機理，目前公認的是Fenton試劑能通過催化分解產生羥基自由基(HO˙)進攻有機物分子，並使其氧化為CO2、H2O等無機物質。這是由Harber Weiss於1943年提出的。在此體系中HO˙實際上是氧化劑反應，反應式為：
Fe2+ +H2O2+H+—— Fe3+ +H2O+HO˙
由於Fenton試劑在許多體系中確有羥基化作用，所以Harber Weiss機理得到普遍承認，有時人們把上式稱為Fenton反應。
氧化性能
Fenton試劑之所以具有非常高的氧化能力，是因為H2O2 在Fe2+的催化作用下，產生羥基自由基HO˙，HO˙與其他氧化劑相比具有更強的氧化電極電位，具有很強的氧化性能。氧化還原電位以電極電位為測定值，HO˙與其他強氧化劑電極電位見下表。
由此表可以看出，HO˙的氧化還原電位遠高於其他氧化劑，具有很高的氧化能力，故能使許多難生物降解及一般化學氧化法難以氧化的有機物有效分解，HO˙具有較高的電負性或電子親和能。
對於多元醇(乙二醇、甘油)以及澱粉、蔗糖、葡萄糖之類的碳水化合物在HO˙作用下，分子結構中各處發生脫H(原子)反應，隨後發生C=C鍵的開裂最後被完全氧化為CO2。對於水溶性高分子物(聚乙烯醇、聚丙烯醇鈉、聚丙烯醯胺)和水溶性丙烯衍生物(丙烯腈、丙烯酸、丙烯醇、丙烯酸甲酯等)HO˙加成到C=C鍵，使雙鍵斷裂，然後將其氧化成CO2。對於飽和脂肪族一元醇(乙醇、異丙醇)飽和脂肪族羧基化合物(乙酸、乙酸乙基丙酮、乙醛)，主鏈為穩定的化合物，HO˙只能將其氧化為羧酸，由復雜大分子結構物質氧化分解成直碳鏈小分子化合物。
對於酚類有機物，低劑量的Fenton試劑可使其發生偶合反應生成酚的聚合物大劑量的Fenton試劑可使酚的聚合物進一步轉化成CO2。對於芳香族化合物，HO˙可以破壞芳香環，形成脂肪族化合物，從而消除芳香族化合物的生物毒性。對於染料，HO˙可以直接攻擊發色基團，打開染料發色官能團的不飽和鍵，使染料氧化分解。而色素的產生是因為其不飽和共軛體系的存在而對可見光有選擇性的吸收，HO˙能優先攻擊其發色基團而達到漂白的效果。
Fenton試劑的作用機理
標准Fenton試劑是由H2O2 在Fe2+ 組成的混合體系，標准體系中HO˙的引發，消耗及反應鏈終止的反應機理可歸納如下：
Fe2+ +H2O2 ——Fe3++ OH-+HO˙ ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙(1)
Fe2+ + HO˙ ——Fe3++ OH- ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙(2)
H2O ˙+Fe3+ —— Fe2+ +O2 +H+ ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙(3)
HO˙+H2O2 ——H2O +HO2˙ ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙(4)
Fe2+ +HO˙——Fe3+ +HO2- ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙(5)
Fe3+ +H2O2—— Fe2+HO2 +H+ ˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙˙(6)
3、Fenton試劑類型
Fenton試劑自出現以來就引起了人們的廣泛青睞和重視，並進行了廣泛的研究，為進一步提高對有機物的氧化性能，以標准為基礎，發展成了一系列機理相似的類Fenton試劑，如改性-Fenton試劑、光-Fenton試劑、電-Fenton試劑、配體-Fenton試劑等。
標准Fenton試劑
標准Fenton試劑是由Fenton試劑Fe2+和H2O2組成的混合體系，它通過催化分解H2O2 產生HO˙來攻擊有機物分子奪取氫，將大分子有機物降解成小分子有機物或CO2和H2O，或無機物。
反應過程中，溶液的pH值、反應溫度、H2O濃度和Fe3+的濃度是影響氧化效率的主要因素，一般情況下，pH值3～5為Fenton試劑氧化的最佳條件，pH值的改變將影響溶液中鐵的形態的分布，改變催化能力。降解速率隨反應溫度的升高而加快，但去除效率並不明顯。
在反應過程中，Fenton試劑存在一個最佳的H2O2和Fe2+投加量比，過量的H2O2 會與HO˙發生反應(4);過量的Fe2+會與HO˙發生反應(5)，生成的Fe3+又可能引發反應(6)。
改性-Fenton試劑
利用Fe(Ⅲ)鹽溶液、可溶性鐵以及鐵的氧化礦物(如赤鐵礦、針鐵礦等)同樣可使H2O2催化分解產生HO˙，達到降解有機物的目的，這類改性Fenton試劑，因其鐵的來源較為廣泛，且處理效果比標准下cnt門n試劑處理效果更為理想，所以得到廣泛應用。使用Fe(Ⅲ)替代Fe(Ⅱ)與H2O2組合產生的HO˙反應式基本為：
Fe3+ +H2O2 ——[Fe (HO2)]2+ +H+
[Fe ( HO2 )]2+ —— Fe2++HO2˙
Fe2++H2O2 ——Fe3+ +OH-+HO˙
為簡單起見，上述反應中鐵的絡合體中都省去了H2O 。當pH>2時，還可能存在如下反應：
Fe3++OH-——[Fe(OH)]2+
[Fe (OH)]2++H2O2——[Fe(HO)(HO)2)]2++H+
[Fe(HO)(HO2)]2+—— Fe2++HO2 ˙ +OH-
光-Fenton試劑
在Fenton試劑處理有機物的過程中光照(紫外光或可見光)可以提高有機物的降解效果，如當用紫外光照射Fenton試劑，處理部分有機廢水時，COD去除率可提高10%以上。這種紫外光或可見光照下的Fenton試劑體系，稱為光-Fenton試劑。在光照射條件下，除某些有機物能直接分解外，鐵的羥基絡合物(PH值為3～5左右，Fe3+主要以[Fe(OH)]2+形式存在)有較好的吸光性能，並吸光分解，產生更多HO˙，同時能加強Fe3+的還原，提高Fe2+的濃度有利於H2O2催化分解，從而提高污染物的處理效果，反應式如下：
4Fe(HO)2++hv——Fe2+ +HO˙+HO2˙+ H2O
Fe2++H2O2 ——Fe3+ +HO˙+HO-
Fe3+ + H2O2 ——[Fe (OH)]2+ +H+
[Fe (OH)]2+——Fe2++ HO2˙
配體-Fenton試劑
當在Fenton試劑中引人某些配體(如草酸、EDTA等)，或直接利用鐵的某些螯合體如[K3Fe(C2O4)3˙3H2O]，影響並控制溶液中鐵的形態分布，從而改善反應機制，增加對有機物的去除效果，則得到配體Fenton試劑。另外，在光照條件下，一些有機配體(如草酸)有較好的吸光性能，有的還會分解生成各種自由基，大大促進了反應的進行。
Mazellier在用Fenton試劑處理敵草隆農葯廢水時，引人草酸作為配體，可形成穩定的草酸鐵絡合物{[Fe(C2O4)]+[Fe(C2O4)2]2- 或[Fe(C2O4)3]3- }，草酸鐵絡合物的吸光度的波長范圍寬，是光化學性很高的物質，在光照條件下會發生下述反應(以[Fe(C2O4)3]3- 為例)
因此隨著草酸濃度的增加，敵草隆的降解速度加快，直到草酸濃度增加到與Fe3+濃度形成平衡時，敵草隆的降解速度最大。
電-Fenton試劑作用機理
電-Fenton系統就是在電解槽中，通過電解反應生成H2O2和Fe2+，從而形成Fenton試劑，並讓廢水進入電解槽，由於電化學作用，使反應機製得到改善，提高Fenton試劑的處理效果.
Panizza用石墨作為電極電解酸性Fe3+溶液，處理含萘、蒽醌-磺酸生產廢水，通過外界提供的O2在陰極表面發生電化學作用生成H2O2，再與Fe2+ 發生催化反應產生HO˙，其反應式如下：
O2十2H2O+e-——2H2O2
Fe2+ + H2O2 ——Fe3++HO ˙ +OH-
陳衛國則認為電催化劑反應在鹼性條件下，更利於陰極產生H2O2 ，其反應式為：
O2+H2O+ 2e-—— HO2- + OH-
HO2-+OH-+ 2e-—— HO2-+OH-
4、影響Fenton反應的因素
根據Fenton試劑反應機理可知，HO˙是氧化有機物的有效因子，而[Fe2+]、[H2O2 ]、[OH-]決定了HO˙的產生。影響Fenton試劑處理難降解難氧化有機廢水的因東包括pH值、H2O2投加公及投加方式、催化劑種類、催化劑投加量、反應時間和反應溫度等，每個因素之間的相互的作用是不同的。
pH值
pH值對Fenton系統會產生較大的影響，pH值過高或過低都不利於HO˙的產生、當pH值過高時會抑制式(1)的進行，使生成HO˙的數量減少;當pH值過低時、由式(6)可見，Fe3+很難被還原為Fe2+，而使式(1)中Fe2+的供給不足，也不利於HO˙的產生。大量試驗數據表明，Fenton反應系統的最佳pH值范圍為3～5，該范圍與機物種類關系不大。
H2O2投量與Fe2+投量之比
H2O2投量和Fe2+投量對HO˙的產生具有重要的影響。由式(1)可見，當H2O2 和Fe2+投量較低時，HO˙產生的數量相對較少，同時，H2O2 又是HO˙捕捉劑，H2O2投量過高會發生式(4)的反應使最初產生的HO˙減少。另外，若Fe2+的投量過高，則在高催化劑濃度下，反應開始時從H2O2中非常迅速地產生大量的活性HO˙。HO˙同基質的反應不那麼快，使未消耗的游離HO˙積聚，這些HO˙彼此相互反應生成水，致使一部分最初產生的HO˙被消耗掉，所以Fe2+投量過高也不利於HO˙的產生。而且Fe2+投量過高也會使水的色度增加。在實際應用當中應嚴格控制Fe2+投量與H2O2投量之比，經研究證明、該比值同處理的有機物種類有關，不同有機物最佳的Fe2+投量與H2O2 投量之比不同。
H2O2投加方式
保持H2O2總投加量不變，將H2O2均勻地分批投加，可提高廢水的處理效果，其原因是H2O2分批投加時，[H2O2]/[Fe2+]相對降低，即催化劑濃度相對提高從而使H2O2的HO˙產率增大，提高了H2O2利用率，進而提高了總的氧化效果。
催化劑種類
能催化H2O2分解生成羥基自由基(HO˙)催化劑很多，Fe2+(Fe3+、鐵粉、鐵屑)、TiO2，/Cu2+/Mn2+/Ag+、活性炭等均有一定的催化能力，不同催化劑存在下H2O2對難降解有機物的氧化效果不同，不同催化劑同時使用時能產生良好的協同催化作用。
催化劑投加量
FeSO4˙7H2O催化H2O2分解生成羥基自由基(HO˙)最常用的催化劑。與過氧化氫相同、一般情況下，隨著用量的增加，廢水COD的去除率先增大，而後呈廠降趨勢。其原因是在Fe2+濃度較低時，Fe2+的濃度增加，單位量H2O2產生的HO˙增加，所產生的HO˙全部參加了與有機物的反應當Fe2+的濃度過高時，部分H2O2發生無效分解，釋放出O2。
反應時間
Fenton試劑處理難解有機廢水，一個重要的特點就是反應速度快，一般來說，在反應的開始階段，COD的去除率隨時間的延長而增大，一定反應時間後，COD的去除率接近最大值，而後基本維持穩定，Fenton試劑處理有機物的實質就是HO˙與有機物發生反應，HO˙的產生速率以及HO˙與有機物的反應速率的大小直接決定了Fenton試劑處理難降解有機廢水所需時間的長短，所以Fenton試劑處理難降解有機廢水的反應時間有關。
反應溫度
溫度升高HO˙活性增大，有利於HO˙與廢水中有機物的反應，可提高廢水以COD的去除率;而溫度過高會促使H2O2 分解為O2和H2O2，不利於HO˙的生成，反而會降低廢水COD的去除率。陳傳好等研究發現Fe2+-H2O2 處理洗膠廢水的最佳溫度為85。C，冀小元等則通過試驗證明H2O2-Fe2+/TiO2催化氧化分解放射性有機溶劑(TPB/OK)的理想溫度為95～99℃。

⑨ 染料廢水處理設計方案

染料品種數以萬計，印染加工過程中約有10％~20％的染料隨廢水排出，每排放1t染料廢水，就會污染20t水體。廢水中的染料能吸收光線，降低水體透明度，造成視覺上的污染。染料廢水是難處理的工業廢水之一，具有色度深、鹼性大、有機污染物含量高和水質變化大的特點。大多數染料為有毒難降解有機物，化學穩定性強，具有致癌、致畸、致突變作用；直接危害人類健康，還嚴重破壞水體、土壤及生態環境，造成難以想像的後果。有效解決染料廢水治理問題是消除印染行業發展瓶頸的關鍵所在。
1 、染料廢水及其污染
染料工業污染中尤以染料廢水的污染問題最為突出。近些年來，我國每年污水排放量達390多億噸，其中工業污水佔51％，而染料廢水又占總工業廢水排放量的35％，而且還以1％的速度在逐年增加。每排放1t染料廢水，就能造成20t水體的污染。各行業中，印染紡織業的COD排放量排在第4位，而且排放比重還在逐年增加。「三河三湖」中，染料廢水對太湖、淮河流域造成的污染狀況尤其嚴重。
染料廢水主要來自於染料及染料中間體的生產企業，由染整過程中排放出的染料、漿料、助劑等組成。隨著印染工業的迅猛發展，染料廢水已成為水體中幾種最主要的污染源之一。目前世界染料年產量約為(8~9)x105t。我國是紡織品生產和加工大國，紡織品出口額已多年來列居世界首位，每年的染料生產量達1.5×105 t，其中大約10％~15％的染料會直接隨廢水排入水體中。
染料廢水色度高、水量大、鹼性大、組成成分復雜，屬於比較難處理的工業廢水之。染料是染料廢水中的主要污染物，帶有各類顯色基團(如-N=N-，-N=O等)和部分極性基團(-SO3Na，-OH，-NH2)，成分復雜，大多數是以芳烴和雜環為母體，屬較難降解的有機污染物，也是我國各大水域的重要污染源。
大多數有機染料化學穩定性強，具有三致(致癌、致畸、致突變)作用，是典型有毒難降解有機污染物。此外，廢水中的染料能吸收光線，降低水體的透明度，對水生生物、微生物的生長不利，並且降低了水體的自凈能力，同時導致視覺污染，嚴重破壞水體、土壤及生態環境，直接和間接地危害人類身體健康。
2、 染料廢水的處理方法
對染料行之有效的降解和處理技術是治理染料廢水的重要前提。針對大多數染料化學性質穩定、難以降解的特點，各國科學家都高度重視染料及染料廢水的降解和處理方法的研究。隨著科技進步以及污染治理技術的不斷發展，人類也找到了很多行之有效的處理染料廢水的方法，概括起來不外乎物化法、生物法、物化一生物聯合法。
2.1 物化法
2.1.1 混凝沉降法
混凝沉降法是目前處理染料廢水效果比較穩定、工藝較為成熟的方法。普遍接受的機理有橋聯作用、壓縮雙層、網捕和電中和作用。混凝劑自身特性決定了其沉降性能的好壞，很多環境因素包括溫度、pH和Eh等則可能對沉降功能起促進或抑製作用。近年來，IPF(無機高分子絮凝劑)成為研究混凝絮凝行為和機理的熱點。與普通的混凝劑相比，IPF能形成更多的有效絮凝的形態A13+。混凝法的主要研究方向是開發有效混凝劑，尤其是有機一無機復合混凝劑。
張凱松等人副研製的無機一有機復合混凝劑，對染料廢水的處理效果比聚合氯化鋁(PAC)更為明顯。吳敦虎等人¨列對利用硼泥復合混凝劑處理染料污水的研究結果表明：當劑量為0.3~0.6 g／L，pH值為4.0~11.5時，脫色率達到92％以上，優於PAC。
2.1.2膜分離法
膜分離技術具有工藝簡單、低能耗、不對環境產生污染的優勢。通過自行研製醋酸纖維素(CA)納米濾膜，郭明遠等人指出：CA納濾膜對活性染料廢水的處理和回收染料效果明顯。摻入活性炭填充共混的改性殼聚糖超濾膜，適當交聯後對酸性紅染料廢水的最大脫色截留率達98.8％。馮冰凌等人採用殼聚糖超濾膜處理染料廢水，脫色率超過95％，COD去除率達80％左右。吳開芬u引利用超濾法對靛藍染料的廢水進行處理，可實現染料的高濃度溶液的直接回用，透過液則可作為中性水被再循環利用。Soma等人mo利用氧化鋁微濾膜，對不溶性染料廢水進行過濾時的截留率高達98％。
由於膜污染、濃差極化和過快的更換頻率，加之膜的價格較貴，使得膜分離技術處理染料廢水的成本過高，大大限制了膜分離技術在染料廢水治理行業的應用和推廣。
2.1.3催化氧化法
催化氧化法是通過催化作用加快體系中氧化劑的分解，並使之與水中有機物迅速反應，在較短的時間內致使有機污染物氧化降解。針對採用高級化學氧化法和好氧生物處理法處理分散染料廢水時效果不太理想這一問題，周建等人採用催化氧化法對內電解處理後不能達標的染料廢水進行處理，不僅日處理蒽醌系列分散染料達2500t，還降低了內電解處理後未達標染料廢水的色度和COD值，大大減少了運行費用。ArslanLt引採用Fe2+催化臭氧氧化法對分散染料廢水進行處理，研究結論指出，單獨採用臭氧(應用劑量為2300 mg／L)氧化法時，只在pH=3的條件下有一定的降解效果，脫色率也只有77％，COD的去除率僅為ll％；但採用Fe2+絮凝、臭氧氧化和Fe2+催化臭氧氧化相結合的方法處理時，Fe「使用劑量為0．09~18 mmol／L、染料廢水pH值為3—13的范圍內，脫色率達到了97％，對COD的去除率也提高到54％。
2.1.4 Fenton試劑法
以Fe3+或Fe2+為催化劑，在H202存在時產生的強氧化性，能使許多有機分子氧化，而且反應體系不需要高溫高壓，反應條件不苛刻，反應設備也比較簡單，適用范圍較廣。陳文松等人利用低劑量Fenton氧化一混凝法處理模擬和實際染料廢水的研究結論指出，該方法對處理同時含有親水性和疏水性染料、成分復雜的染料廢水特別適合，而且操作方便、運行成本不高。近年來一些學者把紫外光(uV)、草酸鹽等也引入Fenton法中，使得Fenton法的氧化能力大大提高，處理效果也更加顯著。K．Swaminathan等人心川就光助Fenton體系對偶氮染料活性橙-4進行了脫色研究，其研究結論指出，光助Fenton體系降解能力遠強於一般Fenton體系。
Fenton法的不足之處在於：氧化能力相對較弱，出水因含大量鐵離子而顯色。近年來，鐵離子的固定化技術，成為Fenton氧化法的重要方向。
2.1.5 光氧化法
光氧化法是利用光化學反應降解污染物，包括無催化劑和有催化劑參與2種，前者也稱光化學氧化，後者又稱光催化氧化。光降解通常是指有機物在光的作用下，逐步氧化成低分子中間產物，最終生成CO2、H20和其他一些離子，如PO43-、NO3-、Cl-等。有機物的光降解過程可分為直接光降解和間接光降解。直接光降解是指有機物分子吸收光能後進一步發生化學反應。間接光降解則是周圍環境存在的某些物質吸收光能形成激發態後，再誘導有機污染物產生一系列的氧化降解反應，它在處理環境中難生物降解的有機污染物時更為有效。
2.1.6臭氧氧化法
臭氧的氧化能力極強，除分散染料外，它能夠破壞有機染料的發色或助色基團而具有一定的脫色作用。H．Y．Shu等人對8種偶氮染料在單獨O3，氧化和UV／O3氧化作用下的降解進行了比較，研究結果表明，可能是因為染料廢水色度過深，吸收了大部分紫外光，引入UV後有機染料的降解速度並沒有明顯加快。史惠祥等人口刮利用臭氧降解偶氮染料陽離子紅x-GRL的研究結論中指出，臭氧對染料的脫色以直接氧化為主。
由於臭氧在水中的溶解度較低，如何更有效地提高臭氧在水溶液中的溶解量，已成為研究臭氧氧化技術的熱點和關鍵。此外，臭氧的使用會產生一些副產品，尤其要重視的是羰基化合物中的甲醛、乙醛等醛類，因這類物質具有急性和慢性毒性和一定的致癌、致畸、致突變性，容易導致二次污染，另外，臭氧發生器的成本相對較高，因此單獨使用不夠經濟。

2.1.7 超聲氧化法
隨著超聲化學的研究深入，超聲氧化法被認為是一種清潔且具良好應用前景的方法，成為處理水污染的一項有效技術。超聲波作用下產生的聲空化效應形成的高溫高壓促使空化氣泡內部的水蒸汽與其他氣體發生離解產生自由基，引發超聲化學反應的進行。N．Ince等人對pH和染料分子結構對超聲降解效率的影響研究表明：pH對染料的降解有重要影響，降解程度隨pH的減小而增加；分子質量越小，結構越簡單，且具有偶氮基臨位羥基取代基的染料分子越易被降解。G．Tezcanli—Gtiyer等人剛發現羥基自由基首先進攻染料的發色基團，染料的脫色過程快於芳香環的破壞過程。J．Ge等人研究也指出，引入超聲能有效加快染料的降解，並提高礦化速率。
2.1.8 電化學法
電化學處理技術近年來進展很快，原基礎上增加了氧化、光催化氧化或催化氧化的協同作用，微電解技術的局限性問題得到了較好地解決。周光元等人處理含鹽染料廢水的研究表明，處理過程中余氯的產生對脫色和去除COD起關鍵作用，電解l h後，脫色率可達85％，COD的去除率也達到99.8％。章婷曦等人採用內電解-催化氧化-氧化塘法處理染料廢水時COD的去除率和脫色率都超過95％。祁夢蘭等人採用微電解一催化氧化一飛灰吸附的組合工藝處理活性染料廢水脫色率達99.9％，COD去除率在95％以上。
目前，電化學方法主要應用在去除具有生物毒性的有機污染化合物方面，這種方法最具吸引性的一大特點是能發揮電化學方法所特有的電催化性能，可以有選擇性地將有機污染物降解到某一特定程度。此外，電化學方法與其他處理方法有較好的協同性，可實現聯用，達到理想的處理效果。但是，利用電化學法徹底降解水中的有機污染物設備投入過高，而且需要消耗大量能源。
2.2 生物法
生物處理法是通過生物菌體的絮凝、吸附功能和生物降解作用，對染料進行分離和氧化降解。生物絮凝和生物吸附並不使染料發生化學變化。而生物降解過程則是利用微生物酶等的作用對染料分子進行氧化或還原，破壞染料的發色基團和不飽和鍵，並通過一系列氧化、還原、水解、化合等過程，將染料分子最終降解成為簡單的無機物，或轉化成各種微生物自身需要的營養物或原生質。生物處理法有好氧處理、厭氧處理和厭氧-好氧聯合處理3種。
針對傳統的生物處理法對紡織、染料廢水中的有機染料不能起到有效的處理作用這一實際情況，一些學者近些年來著力研究開發厭氧一好氧聯用技術，並取得了意想不到的效果。一些研究表明，同時應用好氧法和厭氧法，通過實現優勢互補，很多好氧生物法不能氧化降解或降解程度有限的有機染料，通過厭氧法都能實現不同程度的降解。
作為實用的水污染處理技術之一，微生物處理染料廢水的開發和研究已有多年的歷史。微生物脫色降解機理非常復雜多樣，很多降解過程和反應機制還很不清楚，有待不斷探討。
由於對各種有毒有害的、難以降解的、在環境中宿存的異生物質具有低耗、高效、廣譜、適用性強的生物降解作用，以黃孢原毛平革菌為代表的白腐真菌成為治理多種污染物的有效武器，近些年來發展起來的真菌技術被很多學者稱之為創新環境生物技術。可能是由於其在次生代謝階段產生的木質素過氧化酶和錳過氧化酶的作用，許多白腐真菌對染料有廣譜的脫色和降解能力。培養條件對白腐真菌脫色及降解活性有較大的影響。Conneely等人認為，白腐真菌對一些染料廢水，如Rem．azol綠藍G133、酞菁染料、Everzol綠藍和Heli．gon藍等生物吸附作用較強，並通過胞外酶的代謝作用使染料脫色降解。
利用微生物對染料廢水進行處理的發展方向之一是選育和培養高效降解工程菌。微生物對有機染料的脫色、降解，以前多集中在兼性厭氧菌，如芽孢桿菌、假單胞菌和一些光合細菌，近年來逐漸篩選到了不少新品種。一些學者採用假單胞菌屬對多種印染工業廢水進行處理，研究結果表明，食油假單胞菌對其中的甲基橙、B15染料的脫色率都能達到80％以上，並且在高濃度染料環境中，食油假單胞菌表現出很強的耐受性。
20世紀80年代初，固定化微生物技術成為國內外有機工業廢水處理的研究熱點。這種技術是將可降解染料的微生物固定在特定載體的表面，提高微生物降解效率。用於固定化的微生物有單一和混合等多種方式。相關研究指出，混合菌脫色降解作用更好。隨著固定化脫色菌載體技術的發展，脫色降解反應時問也在大大縮短。
生物強化技術是在生物處理體系中投加具有特定功能的微生物來改善原有處理體系的處理性能，用於對難降解有機物的去除。實施生物強化技術的途徑主要有：投加高效降解的微生物；投加遺傳工程菌(GEM)；對現有處理體系的營養供給進行優化，通過添加基質或底物類似物質，來刺激微生物的生長或提高其活力。
膜生物反應器也是近些年來發展起來的一種新型污水處理技術。最早應用於發酵工業，20世紀80年代，膜生物反應器技術引起了學術界高度重視。膜技術能截流生物體，減少出水中所含的生物。通過無泡鼓氣、膜生物反應器使氧的利用最大化。近年來，膜生物反應器已成功地應用於處理水道污水、糞便污水和垃圾滲濾液，並開始應用於處理染料廢水。很多學者認為，含酶膜生物反應器將是未來處理染料廢水的重要方向。由於膜製造費用高且易堵塞，膜生物反應器技術在水處理領域全面推廣還受到了一定限制。
盡管生物法得到了很大發展，但隨著染料廢水的可生化度降低，受到微生物對營養物質、pH值、溫度等條件有苛刻要求的限制，在實際應用處理染料廢水時，生物法很難適應染料廢水水質波動大、染料種類多、毒性高的實際狀況。如微生物的高效化及固定化等生物強化技術。許多專家和學者都致力於高效降解菌的篩選和基因工程菌的構建等研究工作，實現利用大自然現有的豐富資源來為人類服務，但是實踐表明，新開發的高效菌應用於染料廢水的處理時，並不一定能夠完全達到預期的強化作用。此外，微生物本身還存在著安全性問題，高效菌與基因工程菌流落到自然環境中，可能對自然環境和生態平衡造成威脅，因而，這些生物方法的應用必須事先經過嚴格的環境安全性檢查和評估。同時，微生物對染料的降解機理以及微生物的代謝機制還需要進一步研究和探討。