污水电解脱色

A. 污水处理使用微电解法的原理是什么

微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺， 又称内电解法。 它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当 系统通水后，设备内 会形成无数的微电池系统 , 在其作用空间构成一个电场。 在处理过程中产生的新生态 [H] 、 Fe2 + 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的 Fe2 + 进一步氧化成 Fe3 + ，它们的水合物具有较强的吸附 - 絮凝活性，特别是在加碱调 pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。

其工作原理基于电化学、氧化 - 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低 COD 和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。

2 、拓步环保TPFC铁碳填料技术上的亮点：

(1) 反应速率快，一般工业废水只需要半小时至数小时；

(2) 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果 ;

(3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解反应剂。微电解剂只需定期添加无需更换，添加也无需进行活化直接投入即可。

(4) 废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂， COD 去除率高，并且不会对水造成二次污染；

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

(6) 该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属；

(7) 对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预处理，在降解 COD 的同时提高废水的可生化性，可确保废水处理后稳定达标排放。也可对生化后废水进很行微电解或微电解联合生物滤床的工艺进行深度处理。

(8 该技术各单元可作为单独处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜。

B. 电解着色后的流痕也引起脱色现象，并留有流痕花样，是怎么回事

原因：抄
阳极氧化处理工序中袭，附着在夹具、电解料架、或材料上端夹子上的酸溶液，在其后的水洗中完全除去。

对策：
（1）加强夹具的水洗；
（2）改变夹具的构造；
（3）强化水洗和调整水洗液面高度；
（4）设置防止电解液附着在电解料架上的机构。

C. 脱色剂处理印染污水的方法有哪些

目前印染废水处理的方法有物理法、化学法和生物法。

物理法
在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将活性炭、黏土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理)。该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。Saito T等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%，活性炭吸附能力可达到500 mg COD/g炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。但若废水BOD5>200 mg/L，则采用这种方法是不经济的。
吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明，在pH=12的印染废水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附剂，阴离子染料去除率可达95%～100%。
高岭土电是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地吸附废水中的黄色直接染料。此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。

化学法
a 混凝法
主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来，国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。
b 氧化法
臭氧氧化法在国外应用较多，Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式研究表明:臭氧用量为0.886 g O3/g染料时，淡褐色染料废水脱色率达80%；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量16.7%。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔板。臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。
光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低；
c 电解法
电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%～70%，但对颜色深、CODcr高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明，各类染料在电解处理时其CODcr去除率的大小顺序为：硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。目前这种方法正在推广应用。

生物法
20世纪70年代以来，国内对印染废水以生物处理为主，占80%以上，尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看。我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用，生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高，一般在50%左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。
好氧生物处理对BOD去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其是PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD达到2 000～3 000 mg/L，而且BOD/COD也由原来的0.4～0.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；此外，好氧生物处理法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道，一般污泥处理或处置费用占整个污水处理厂费用的50%～70%(国外)，在国内也占40%左右。由于上述原因，印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视。

D. 用电解法处理染料废水时，是不是电解电压越大，染料脱色效果越好，为什么

影响电解的几个因素：极板材质、传质、电流密度。
染料废水种类较多，不是每种都适合用电解法。相较于电解法，铁碳微电解法处理染料废水脱色、去除COD效果更好，运行成本也低。

E. 脱色剂处理印染污水是什么方法

染色污水处理常用的化学工艺有以下几种：

中和法：在印染废水中，该法只能调节废水PH，不能去除废水中污染物，在用生物处理法时，应控制其进入生物处理设备前PH在6-9之间。

混凝法：用化学药剂使废水中大量染料、洗涤剂等微粒子结合成大粒子去除，印染废水处理中需用的混凝剂有碱式氯化铝，聚丙烯酰胺、硫酸铝、明矾、三氯化铁等。

气浮法：印染废水中含大量有机胶体微粒呈乳状的各种油脂等，这些杂质经混凝形成的絮体颗粒小、重量轻、沉淀性能差，可采用气浮法将其分离；目前在印染废水治理中，气浮法有取代沉淀法的趋势，是印染废水的一种主要处理方法。在印染废水中气浮处理主要采用加压溶气气浮法。

电解法：该法脱色效果好，对直接染料、媒体染料、硫化染料、分散染料等印染废水，脱色率在九层以上，对酸性染料废水，脱色率在70%以上。该法缺点：电耗及电极材料耗量大，需直流电源，适宜于小量废水处理。

吸附法：吸附法对印染废水的COD、BOB色去除十分有效，由于活性炭吸附投资较大，一般不优先考虑，近年来有泥煤、硅藻土、高岭土等活性多孔材料代替活性炭进行吸附的，对印染废水宜选用过滤孔发达的活性吸附材料。

氧化脱色效率低，仅五层，混凝脱色效率较高，达50－90%之间，但用这些方法处理后，出水仍有较深的色度，必须进一步脱色处理，目前用于印染废水脱水的方法主要有光氧化、臭氧氧化和氯氧化法，由于价格等原因，应用最多的是氯氧化法，其常用的氧化剂有液氯、漂白粉和次氯酸钠，此种方法由于处理成本高和操作运行条件较高，而较少适应。

其中混凝法是向废水中投加化学混凝剂、助凝剂，由于吸附、微粒间的电荷中和(染料废水通常带有负电荷，金属氢氧化物混凝带正电荷)和扩散离子层的压缩等产生的凝聚，形成较粗粒凝聚集，通过沉淀、浮选、过滤方法将它们除掉。混凝法同样可使印染废水达到脱色目的。
混凝法的缺点是投药量较大，沉渣较多，对于某些染料，例如活性染料等，混凝沉淀较困难，投药量有时高达1000mg／L以上。
无机混凝剂(明矾、石灰、硫酸亚铁、三氯化铁等)几乎不能或完全不能去除水溶性染料中相对分子质量小的和不容易形成胶体状的染料，如酸性染料、活性染料、金属络合染料及一部分直接染料。
当絮凝物质轻浮，不容易沉降时，可加少量助凝剂，使其生成良好的絮凝物，提高净化效果。

F. 在电解实验中，pH值对废水脱色率的影响机理是什么。

酸性的话阴极H离子变成H2,影响金属离子变成单质;而碱性的话氢氧根变成氧气和水,金属离子一样变成单质.

G. 含活性染料和分散染料的废水如何脱色和降低COD

• 一个抄字：难！不是一般的难。

• 染料废水的脱色是一个非常麻烦的事情，绝不是这里三两句话就能告诉你一个妙招解决的。如果有人这样说，那一定是忽悠人的。

• 活性染料和分散染料的脱色、特别是红色系的这两类染料，是每一个印染厂的老大难问题。基本上一般的活性污泥法是很难达标的。据我所知，电解法脱色效果比较好，但是费用也比较高。

• 总之，这里说的都是废话，你还是老老实实找一家污水治理公司，根据你们的废水水质，认真分析、试验、论证，然后对症下药去设计方案才是硬道理。

H. 比较活性炭吸附、电解氧化、电吸附这三种工艺的区别,以及这三种工艺对处理染料废水的效果

染料废水处理难度比较大，且具有种类繁多，成分复杂的特点。常见的处理方法不外乎物理吸附，化学沉降这两大类。

1. 活性炭吸附是属于物理方法。工业用活性炭主要有三大类：木质活性炭，煤质活性炭，果壳活性炭。活性炭吸附主要用于预处理，在水处理行业中聚丙烯酰胺，聚合氯化铝才是首选的物料。追求性价比的话，一般用煤质活性炭，一般混合黏土使用，这样可以去除污水中绝大部分有机物和杂质。

2. 电解氧化这种方法主要应用于酸性比较高的废水，高中化学告诉我们，电解酸性溶液可以将水中的酸性物质祛除，生成气泡。而且这种方法对污水脱色也有较大的作用，从而节省了添加活性炭的成本。但是，这种方法也有局限性。它要求水中的溶解氧不能太高，否则在电极的作用下，会生成二次污染物，达不到降解的作用。它的化学需氧量根据污水的染料的成分由大到小排序：硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。

3. 电吸附这种方法有很多缺点，不仅耗能高，且效果不好。其实用的最通用的方法还是前两种方法。污水处理原料中尤其以聚丙烯酰胺，聚合氯化铝，活性炭，高锰酸钾这四大金刚为主。活性炭进行过滤吸附，聚丙烯酰胺加速污水杂质沉降，聚合氯化铝负责絮凝，形成吸附团，高锰酸钾负责污泥的除臭和脱色，它们共同撑起水处理行业的一片天。

4. 还有一方法是生物处理法，这也是国际上流行的污水处理方法。现在都提倡环境友好型发展，这种方法不仅污染小，效果拔群，主要的推广障碍就是运营成本和生物污泥分离方法。

I. 印染废水，是染浆废水来的，脱色效果不好，怎么办

不知到你用的什么工艺,一般生物处理不易脱色的话,可以考虑加点絮凝剂,另外氧化法也比较常用,下面一个参考文摘不错的：
由于染料生产品种多,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展,从而使染料废水处理难度加大.染料废水处理难点：一是COD高,而BOD/COD值小,可生化性差；二是色度高,而成分复杂.三是水质水量不稳定,排放具有间歇性.印染废水的处理目标一般是COD的去除与脱色,但脱色问题难度更大.
3． 脱色处理方法
3.1 物理方法
3.1.1吸附法
吸附法是利用多孔性的固体物质,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法.吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的.吸附按其作用力可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种.目前用于吸附脱色的吸附剂主要是靠物理吸附, 但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附作用.
常用的吸附剂包括可再生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰) 及天然废料(木炭、锯屑) 等.传统的吸附剂是活性碳,活性炭具有较高的比表面积（500- 600 m2/g）,它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能.活性炭去除水中溶解性有机物（分子量不超过400）非常有效,但它不能去除水中的胶体疏水性染料.若废水BOD5> 500mg/L,则采用吸附法是不经济的.膨润土作为水处理中的吸附剂和絮凝剂,已被广泛用于印染废水脱色领域,近年来制成多种复合膨润土、VS型纤维和聚苯乙烯基阳离子交换纤维等,具有物理吸附和离子交换功能,且比表面大、离子交换速度快,易再生,对难处理的阳离子染料废水有很好的脱色效果,有些改性的膨润土的脱色效果甚至高于活性炭[4]；某些集吸附与絮凝性能为一体的吸附剂如硅藻土复合净水剂也已开发；用电厂粉煤灰制成具有絮凝性能的改性粉煤灰,对疏水性和亲水性染料废水均具有很高的脱色率；另外工业废料（如煤渣、粉煤灰等）、天然废料（如木炭、木屑等）、植物秸秆（如玉米棒等）均对印染废水具有一定的吸附作用.
吸附法尤其适合难生化降解的纺织印染废水脱色处理,印染废水的吸附脱色技术是一项非常有效而又比较经济的方法.活性炭吸附脱色技术不适合印染废水一级处理,只能用于深度脱色处理,活性炭处理成本高,再生困难,所以活性炭的再生技术是正在研究的课题,其中生物再生是研究的重点方向.煤、炉渣吸附剂,原料来源广,成本低,但在处理印染废水之后存在二次污染,所以只适合与生化法或砂过滤等方法联合使用.离子交换树脂对水溶性染料离子吸附特别有效,离子交换吸附剂的开发研制是今后的主要发展方向之一.廉价、高效、因地制宜新型吸附材料的开发是一项很有前途的技术.吸附法与其它处理方法的优化组合处理印染废水,脱色效果更佳.[5]
综上所述,吸附脱色的发展方向体现在两个方面: ①根据吸附机制开发、寻找新的吸附剂; ②对现有吸附剂的改性与活化, 以提高脱色效果和再生能力.
3.1.2超滤法脱色
超滤是利用一定的流体压力推动力和孔径在20～200üA 的半透膜实现高分子和低分子的分离.超滤过程的本质是一种筛滤过程,膜表面的孔隙大小是主要的控制因素.该法的优点是不会产生副作用,可以使水循环使用.早在70 年代初期, 膜分离技术就尝试用来处理印染废水.目前, 该方法可用于去除各种染料和添加剂.但由于分离染料混合物的困难, 并未达到完美的程度.
在这种技术中,半透膜的性质起着决定性的作用.就材料而言,膜有动态膜,纤维素类膜,聚砜超滤膜,荷电超滤膜或疏松反渗透膜.[6]
(1)动态膜从处理效果和经济上讲,ZrO-PAA 动态膜是可行的.但能耗较大,其渗透水及化学物质的再利用率可达88% 到96%.
(2) 纤维素类膜.CA 膜的选择性随膜表面与各种染料互变异构体相互作用而发生变化,但膜材料本身在耐pH、耐温等方面仍然有所不足.纤维素类膜在耐pH值、耐压、耐温度等方面优于CA ,用纤维素超滤膜反渗透处理染色废液, 染料去除率97% 以上可实现水的循环使用,但反渗透所需的高压操作仍是它的不足.
(3) 聚砜超滤膜由于其良好的物理化学稳定性,有较大的应用前景.使用聚砜超滤膜代替纤维素膜可实现高温操作, 回收染料减轻污染, 但仍未达到国家排放的标准.
(4) 荷电超滤膜或疏松反渗透膜是用来描述其分离性能介于反渗透和超滤之间的一种膜.荷电超滤膜是以其化学结构含有荷电基团而定义的, 疏松反渗透膜是以其物理结构而命名, 它们往往指的一种膜.对盐NaCl 截留只有2%～ 3% , 而对于500～2 000 分子量的物质,具有较高的分离率, 同时保持高的水通量.一般染料的分子量正好在这种膜的截留范围, 特别是离子型染料.该膜在低压下操作(10 kg/cm 2) 耐pH值、耐压密、耐污染、耐温等方面都比较突出,前景广阔[7].
3.1.3辐射降解法
电离辐射可有效地降解染料水溶液,辐射技术和其它技术有很好的协同作用.与常规污染物处理技术相比,辐射技术在常温常压下进行,具有工艺简单、无二次污染等特点,对难降解有机污染物的处理更有其独特长处.[8]
用60Co γ射线辐照甲基橙和活性艳蓝KNR水溶液,辐照后染料水溶液的可见光区和紫外区的特征吸收峰随吸收剂量的增加而渐渐下降至接近零,说明辐射降解反应既破坏了染料分子的发色基团,同时也破坏了染料的有机分子结构.脱色率和COD去除率均随吸收剂量的增加而增加.过氧化氢与辐射有协同作用,在相同的吸收剂量下,脱色率和COD去除率均随过氧化氢的浓度增加而增加.另外,该法pH值适用范围很广；溶液的初始浓度越大,COD去除和脱色效果越差；氧的存在可以促进染料分子的降解.在同样辐照条件下,染料的辐射降解效果因染料分子的结构不同而略有不同[9].
辐射法处理印染等难降解污水时虽然有机物的去除率高、设备占地小、操作简便,但用来产生高能粒子的装置价格昂贵,技术要求高,而且该方法能耗较大,能量利用率不高,若要真正投入实际运行,还需进行大量的研究工作.
3.2 物理化学法
3.2.1絮凝法
印染废水的絮凝脱色技术, 投资费用低, 设备占地少, 处理量大, 是一种被普遍采用的脱色技术.某印染厂采用混凝脱色- 悬浮曝气生物滤池工艺处理主要含活性染料的废水,原水CODCr, SS的平均质量浓度分别为296,285 mg/L 和平均色度为550倍, 处理后出水水质相应各项指标分别为40, 20 mg/L 和10 倍, 其去除率分别为87%, 92%和98%.[10]
在印染废水中使用的絮凝剂很多,大致可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂三类,其中,有机絮凝剂还分为天然有机高分子絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂.由于印染废水水质比较复杂,无机单盐絮凝剂在水解絮凝过程中,未能完成具有优势絮凝效果的形态,投药量大,絮凝效果差；无机高分子絮凝剂可以较好地除去废水中大部分悬浮态染料,但对于水溶性染料中分子量小、不容易形成胶体的废水则难以处理;有机高分子絮凝剂对于水溶性染料等废水具有很好的脱色性能,但单独使用效果差,而且易于产生有毒物质；因此,开发研制价廉、无毒、高效的新型有机絮凝剂,已成为目前絮凝法的主要研究方向之一.
复合絮凝剂则能同时发挥几种絮凝剂的优点,使絮凝法用于印染废水处理既经济,又适用.如将有机絮凝剂与无机絮凝剂复配使用,充分发挥有机高分子絮凝剂的吸咐架桥性能和无机絮凝剂的电性中和能力,可以使处理出水达到较好的效果.此外,淀粉衍生物、木质素衍生物、羧甲基壳聚糖[11]等天然高分子具有无毒、原料广、价廉和可生物降解等优点,也得到科研工作者的高度重视.另外,微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效,且能自然降解的新型水处理剂.与普通的絮凝剂相比,有固液易于分离,沉淀少,适用性广等优点,因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题[12].总之,高效、无毒、无害的环境友好性絮凝即将在印染废水处理中有广阔的应用前景.
絮凝法虽然是含染料废水处理的常用方法,但对于许多可溶性好的染料, 处理效果往往不佳.因此, 复合絮凝法将成为工业废水处理工艺研究的主要内容和发展方向.根据实际出水要求,采用适当的预处理和后处理手段,发挥絮凝工艺与其它工艺的协同工作的优势,以达综合治理的目的,这对于提高印染废水的处理效果,降低处理成本具有极其重要的意义.
然而,用絮凝法进行废水脱色依然存在以下几个方面的问题：产生大量的淤泥；由于废水水质变化大,每批废水脱色前均需要进行预试验,以确定最佳条件,提高了成本,又费时.过量的阳离子絮凝剂会在废水中产生大量氮的化合物,它们对鱼类有毒且难以生物降解和硝酸化抑制,絮凝剂过量也可能导致沉淀重新溶解.脱色效率低,不符合排放标准.因此,实际生产中,应根据实际出水要求,采用适当的预处理和后处理手段,发挥混凝工艺与其它工艺的协同工作的优势,以达综合治理的目的,这对于提高印染废水的处理效果,降低处理成本具有极其重要的意义.
3.3 化学方法
3.3.1电化学法
电化学法是处理印染废水的另一种有效的处理方法.电化学法通过可溶性电极在阳极和阴极上发生电絮凝、电气浮和H的间接还原作用从而达到处理废水的目的.电化学法处理印染废水具有设备小、占地少、运行管理简单、COD去除率高和脱色好等优点,但同时电化学法存在着能耗大、成本高和析氧析氢副反应等缺点.近年来,随着电化学和电力工业的发展以及许多新型高析氧析氢过电位电极的发明,电化学法又重新引起人们的重视.根据电极反应方式划分, 传统电化学方法可细分为内电解法、电絮凝和电气浮法、电氧化学.
内电解法是利用废水中有些组分易被氧化,有些组分易被还原,在有导电介质存在时,电化学反应便会自发进行,同时兼有絮凝、吸附、共沉淀等综合作用的一种废水处理方法[13].最著名的内电解法是铁屑法, 即将铸铁作为滤料, 使印染废水浸没或通过, 利用Fe 和FeC 与溶液的电位差, 发生电极反应, 产生较高化学活性新生态H, 能与印染废水多种组分发生氧化还原反应, 破坏染料发色结构, 而阳极产生的新生态Fe2+, 其水解产物有较强的吸附和絮凝作用.该法不需要外加电源,操作简单,成本低廉,是种很有前途的处理方法.
电气浮法是以Fe、AL作阳极产生的H2将絮体浮起;而电絮法则是利用电极反应产生的Fe2+ 、Al3+实现絮凝脱色.采用石墨、钛板等作极板, 对染料废水通电电解, 阳极产生O2或Cl2, 阴极产生H2.通过O的氧化作用及H的还原作用破坏染料分子而使印染废水脱色, 脱色率可达98% 以上,COD去除率达80%以上.
国内重点研究的是电化学与其它方法相结合,其中较为有成就的是用絮凝复合床新技术处理高色度印染废水,对色度>10000倍的印染废水处理后,脱色率可达99%以上,CODCr去除率达75%.国外在新型电极方面研究较多,如：Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RnO2、Ti/Pt等电极.
电催化高级氧化技术(Advanced Electro catalysis Oxidation Processes , AEOP) 是最近发展起来的新型AOPs ,因其处理效率高、操作简便、与环境兼容等优点引起了研究者的注意.它能在常温常压下,通过有催化活性的电极反应直接或间接产生轻基自由基, 从而有效降解难生化污染物.陈武等进行了三维电极电化学方法处理印染废水实验, COD去除率达74.7% ,色度去除率达93.3%[14].
3.3.2氧化法
氧化法是使染料分子中发色基团的不饱和双键被氧化断开,形成分子量较小的有机物或无机物,从而使染料失去发色能力的一种印染废水处理方法.氧化法主要有：高温深度氧化法、化学氧化法和光催化氧化降解法等.
高温深度氧化法主要是焚烧法.
化学氧化法是印染废水脱色处理的主要方法,其机理是利用氧化剂将染料不饱和的发色基团打破而脱色.Fenton试剂（Fe2+-H2O2）、臭氧、氯气、次氯酸钠等是一般采用的氧化剂.常见的有组合法和催化氧化法等.如采用混凝- 二氧化氯组合法的优点在于ClO2氧化能力强,是HClO的9倍多,且无氯气氧化法处理废水时可能与水中有机物结合生成氯代有机物(AOX)[15].
化学氧化法能有效地去除印染废水中的色度,但不能很好地去除废水中的COD,对此有人提出了不完全氧化的方法,即只部分氧化,使有机物通过自由基耦合降低水溶性而絮凝去除.陈玉峰[16]等通过实验发现,电生成Fenton试剂处理实际工业印染废水,CODCr去除率在80 %以上, 脱色率达到95% ,处理费用1117元/m3,具有很好的实际应用价值和市场前景.盛翼春[17]通过研究发现,采用新型电催化氧化对染料浓度高达0.3g/l的水溶性染料废水在2分钟内脱色率高达95%以上.
同时,随着太阳能技术的发展进步,光催化氧化也越来越受到人们的重视.夏金虹[18]用纳米TiO2粉体光催化降解印染废水,脱色率为96% , CODCr去除率为86%,TiO2催化性能比较稳定,可重复使用.光催化氧化技术具有工艺设备简单、操作条件易控制、处理成本较低、氧化能力强、无二次污染等突出优点,在有机废水处理中有着广阔的应用前景.但悬浮体系的纳米TiO2颗粒由于粒径极为细小,存在着难以回收、容易中毒、不易分散等缺点,需通过先进的负载技术或光化学反应器,甚才会获得更高催化效率.因此,纳米TiO2光催化剂的负载技术对其实现大规模实用化、商品化和工业化具有重大的实际意义,是今后TiO2研究的主要方向[19].
总之, 氧化法是一种优良的印染废水脱色方法,但也有其自身的缺憾.如果氧化程度不足, 染料分子的发色基团可能被破坏而脱色, 但其中的COD仍未除尽; 若将染料分子充分氧化, 能量、药剂量消耗可能会过大, 成本太高, 所以氧化法一般用于氧化- 絮凝或絮凝- 氧化工艺.采用氧化- 絮凝工艺, 目的是通过氧化法将水溶性染料分子变为疏水性或使阳离子染料分子转变为中性, 阴性分子, 以利絮凝除去.反之, 采用絮凝- 氧化工艺则是将氧化作为后处理步骤, 对印染废水做深度处理经进一步去除残余色度及COD[20].
3.3.3还原法
还原法式使用还原型脱色剂对直接染料废水进行脱色处理的方法,使用的原料主要是铁屑.铁屑是机械加工过程中的废料, 用于处理印染废水,不仅成本低廉、操作简单, 而且能够获得以废治废的效果.该方法主要基于电化学反应.铁屑是铁-碳合金, 浸入废液后形成无数微小原电池.电极反应产物为Fe2+, H2,OH-, 均具有较高的化学活性, 可有效地脱除废水中的染料分子.其它还原剂有保险粉(+ 活性炭)、亚硫酸及其盐.洪俊明等[21]通过铁屑内电解的强化A/ O MBR 工艺处理印染废水, 出水的水质中色度的去除率超过90.0 %和COD的去除率达到94.9 %.董永春[22]等采用以含硫还原剂和氢化物引发剂为基础的稳定双组分还原反应系统,处理直接染料染色废水,使之与其中的直接染料发生还原脱色反应,其优点是脱色剂用量少,反应快速,脱色率高.还原法的主要缺点是还原降解产物具有毒性, 必须经过二次处理.如活性炭吸附等, 处理费用增大.
3.3.4高级氧化法
高级氧化法(Advanced Oxidation Processes ,AOPs)脱色被认为是一种很有前途的方法.所谓高级氧化法如UV + H2O2、UV + O3, 因为在氧化过程中产生羟基自由基（·OH）, 其强氧化性使染料废水脱色.经研究发现它对偶氮染料的脱色很有效, 高级氧化反应随O3和H2O2加入量的增加,其反应速率也随之增加[23]. 在实际生产中与某些化学辅助剂会提高脱色效果, 而且UV + H2O2方法处理偶氮型活性染料产生的降解产物对环境完全无害.最近的研究发现二氯三嗪基型偶氮类活性染料使用UV + H2O2方法脱色也有很好的效果[24].
氧化剂O3对绝大多数染料的脱色效果较好, 无二次污染, 引入紫外光(UV) 等可加快氧化和提高脱色率.有学者指出O3/UV 对偶氮染料脱色效果好,UV 的引入促使O3在溶液中产生氧化性强的羟自由基.胡文容[25]等指出, 虽超声波几乎不能降解偶氮肿I , 但对O3氧化有明显的强化作用, 当O3浓度为7107mg/ L , 加80w 超声波是超声波协同O3处理偶氮肿的最佳组合, 既可满足90 %脱色率, 又可节省48%的O3.但是目前用O3处理染废水费用较高, 开发新型臭氧发生器并和UV 或超声波连用以提高效率、降低费用是O3在染料废水处理中推广的前提, O3对COD的去除不理想.
高级氧化法的对环境污染极小,效果较好,但有一个严重不足之处是处理费用较高, 从而限制了它的广泛使用.
3.3.5超声波氧化
超声波处理印染废水是基于超声波能在液体中产生局部高温、高压、高剪切力,诱使水分子及染料分子裂解产生活性非常强的氢氧自由基, 对大部分有机污染物有氧化作用并可并促进絮凝；同时,在超声波作用下传质加强,超声空化产生局部高温高压,可大大强化氢氧自由基对有机物的氧化速度,提高降解效率.
用超声波可以强化臭氧氧化处理偶氮类染料废水,这是因为超声波空化效应产生高能条件促使臭氧快速分解,产生大量的自由基,从而使氮类染料脱色.张家港市九州精细化工厂用根据超声波气振技术设计的FBZ 废水处理设备处理染料废水[26],色度平均去除率为97.0 % ,CODCr去除率为90.6% ,总污染负荷削减率为85.9 %.符德学[27]等使用该法处理含碱性湖蓝-5B的印染废水,COD去除率达90.2%,脱色率达到98.3%.刘静[28]等的实验结果表明,超声波与微电场的协同作用大大提高了脱色率,在最佳条件下处理60min,色度去除率可达96.6%.
3.3.6萃取法
萃取是采用与水互不相溶,但能很好溶解污染物的萃取剂,使其与废水充分混合接触后,利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物,从而净化废水.废水中的酸性染料可用混合胺进行萃取回收,阴离子染料可用离子对萃取法用长碳链去除,萃取剂可用氢氧化钠再生.由邻苯二甲酸与间苯二酚为原料制备荧光黄的生产废水可用N235/煤油系统萃取,其COD去除率可达91-98%,色度去除率为99.8%[29].
离子对萃取法是一种新的废水脱色方法.该法是将染色残液与一非水溶性有机溶剂一同振荡,当两相分离时,水相中便呈现无色,染料聚积于上层有机相中.只要燃料含有至少一个磺酸基团或者是染料必须是酸性的,那么任何深浓的染色废液均可用此法脱色.该有机相可反复使用数次[30].离子对萃取法的优点有：液/液相分离工艺简单,能耗低.对于活性染料来说,仅钠盐和钙盐形成的水解产物需处理.萃取剂无需再生就可重复使用[31].
3.4 生物处理方法
生物法是利用微生物酶来氧化或还原染料分子,破坏其不饱和键及发色基团,从而达到处理目的的一种印染废水处理方法.生物法目前仍是国内外主要的印染废水处理方法.
生物法的缺点在于微生物对营养物质、PH、温度等条件有一定的要求,难以适应印染废水水质波动大、染料种类多、毒性高的特点；同时还存在占地面积大、管理复杂、对色度和COD去除率低等缺点.生物法处理印染废水的脱色率和COD去除率不高,一般不适宜单独应用,可作为预处理或深度处理.
3.4.1传统生物处理技术
生物法处理印染废水中,以活性污泥法最为普遍,这是因为活性污泥法具有可分解大量有机物、能去除部分色素、可调节pH值、运转效率高且费用低等优点,但对色度的去除往往不够理想,因此组合式生物处理技术是目前印染废水的常用方法.我国生物法中以表面活性污泥法和接触氧化法占多数,此外,鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘法等也有应用,生物流化床尚处于试验性应用阶段.
在印染废水处理中,厌氧- 好氧工艺具有的这种独特降解机理引起国内的广泛关注,并得到了深入的研究和应用,取得了明显的效果[32].娄金生等在印染废水的处理过程中采用了厌氧- 好氧工艺,取得了良好效果,COD总去除率大于90 % ,脱色率大于95%.
3.4.2微生物强化处理技术
随着纺织工业新产品和新技术的开发,印染废水中水溶性染料、活性染料和化学浆料的数量和种类的不断增加,从而导致印染废水可生物降解性下降,如大量的聚乙烯醇（PVA）等,因此选育及应用优化脱色菌和PVA降解菌开始引起人们的关注.选育和培养出各种优良脱色菌株或菌群是生物法一个重要的发展方向.白腐真菌不但对活性艳红X3B染料有较好的脱色作用,而且对难处理的成分复杂的实际染料废水也有较好的降解作用,能有效去除印染废水的COD和BOD5.虽然不能彻底生化降解染料废水,但给后续的深度处理带来极大方便[33].
黄建岷[34]在实验中采用富集法分离菌株,所得脱色菌处理印染废水有明显的脱色效果,脱色率可达70 %以上.与活性炭吸附脱色相比差异不大,证明利用微生物处理印染废水的色度问题是可行的, 但在菌种筛选方面仍有大量工作可做.
3.4.3膜生物反应器处理技术
膜生物反应器处理技术作为一种新型的污水处理工艺,是传统活性污泥法和膜分离技术的有机结合,可通过膜片提高某些专性菌的浓度和活性,还可以截留许多分解速度较慢的大分子难降解物质,通过延长其停留时间而提高对它的降解效率.但由于膜易堵塞且制造费用较高,对膜技术在水处理领域全面推广产生一定阻力.不过,随着材料科学的发展、膜制造技术的进步、膜质量的提高、膜制造成本的降低以及工艺的改进,膜生物反应器的应用范围将越来越广.
3.4.4生物酶脱色技术
一些使用合适的厌氧和嗜氧的联合生物处理可提高染料的降解性, 但是在厌氧条件下, 偶氮还原酶通常将偶氮染料分解为相应的胺类, 其中许多会致低能或致癌,而且偶氮还原酶具有强专一性, 只分解被选择染料的偶氮键.与此相反,苯氧化酶——过氧化木质素酶(木质素酶, LiP) , 过氧化锰酶(MnP) , 和漆酶——对芳香环没有强的专一性, 因此, 有可能降解各种不同的芳香化合物.这些酶制剂可有效地使许多结构不同的染料脱色.初始反应速率与制剂中每一个酶(漆酶、LiP 和MnP) 都有关系.一些染料添加剂可显著降低脱色速率.因此, 在评价新的酶及其处理工艺时, 必须考虑染色助剂对酶活性的影响.今后研究工作主要集中于已选择出的酶的固定化以便为酶脱色的工业应用打下基础[35].
4. 发展前景
各种脱色方法比较分析,可以看出每种处理方法从经济性,技术性,对环境影响和实用性都有一定的缺陷, 气吹、混凝、吸附、过滤等一般具有设备简单、操作简便和工艺成熟等优点,但是这类处理方法通常是将有机物从液相转移到固相或气相,不仅没有完全消除有机污染物和消耗化学药剂,而且造成废物堆积和二次污染.吸附脱色具有只吸附染料, 但不破坏其结构的特点, 但目前使用的吸附剂往往存在吸附量不够, 或再生不容易的缺点.高级氧化法脱色如光氧化、超临界氧化、湿式氧化、低温等离子体化学法被认为是一种很有前途的方法, 但其昂贵的价格成为制约其广泛应用的重要原因.一些传统的氧化方法如NaClO、H2O2、臭氧和紫外氧化等证明对废水脱色并不有效, 采用强化物理化学与酶催化降解的方法可能将有非常广阔的应用前景.因此在实际工程中应该按照具体条件和要求,合理选择工艺组合,以便取得最佳的效果.

J. 高频电解曝气脱色原理

高频电解曝气脱色原理
在生产过程中排放的废水通常含有机氮、有机磷、硫化物回、苯环、酚盐等多种答无机物和有机物, 其特征是污染物成分复杂、浓度高、毒性大、可生化性差, 属难处理工业废水, 单纯用传统的物化、生化法处理手段难以使废水处理后达标排放