近年來(lái)我國(guó)染料工業(yè)發(fā)展迅速，目前我國(guó)各種染料產(chǎn)量已達(dá)90 萬(wàn)t，產(chǎn)生的大量染料廢水已成為當(dāng)前重要的水體污染源之一，并且該類(lèi)廢水具有水量大、成分復(fù)雜、有機(jī)污染物濃度高，可生化性差、色度深且多變、難降解等特點(diǎn)，若不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重危害。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外染料廢水的處理研究十分活躍，根據(jù)處理方法不同可大致分為3 類(lèi)，即生化法、物化法和化學(xué)法，具體分類(lèi)見(jiàn)表1。

表1 染料廢水的各類(lèi)處理方法

上述分類(lèi)是大致的，實(shí)際上廢水的處理過(guò)程中常用的是多種方法組合，以取得最佳效果。在化學(xué)處理中通常采用的是化學(xué)氧化法，本文對(duì)化學(xué)氧化法在染料廢水處理中應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)做一介紹。

1 化學(xué)氧化法的機(jī)理

化學(xué)氧化法的機(jī)理是利用臭氧、氯及含氧化物將染料的發(fā)色基團(tuán)的不飽和雙鍵被氧化斷開(kāi)，形成分子量較小的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，從而使染料失去發(fā)色能力的一種染料廢水處理方法。

2 化學(xué)氧化方法的分類(lèi)

目前常用的化學(xué)氧化法根據(jù)氧化劑的種類(lèi)分為有臭氧氧化、Fenton 氧化、氯氧化、光催化氧化、濕氣氧化法等；根據(jù)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)展可以分為傳統(tǒng)氧化法和高新技術(shù)氧化法。

2. 1 傳統(tǒng)氧化法

2. 1. 1臭氧氧化法

臭氧是良好的強(qiáng)氧化脫色劑，對(duì)于大多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對(duì)于其他以細(xì)分散SS 狀態(tài)存在于廢水中的還原、硫化和涂料等不溶水染料脫色效果差。實(shí)際中常和其他方法聯(lián)合使用，與紫外光輻射或活性炭吸附聯(lián)合處理，可提高脫色效果；臭氧－電解處理比直接使用臭氧氧化可使酸性染料的脫色率提高25%－40%，對(duì)堿性及活性染料提高10%。

臭氧氧化法在國(guó)外應(yīng)用較多。Zima S.V.等總結(jié)出了染料廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模型。從國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和結(jié)果來(lái)看，由于臭氧氧化不產(chǎn)生污泥和二次污染，有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。但處理成本高，不適合大流量廢水的處理。

2. 1. 2氯氧化法

常用的氯氧化劑有液氯、漂白粉、次氯酸鈉和二氧化氯等，氯氧化劑對(duì)于易氧化的水溶性染料，如陽(yáng)離子染料和硫化染料有較好的脫色效果；對(duì)于不易氧化的水不溶性染料，如還原、分散染料等脫色效果較差。當(dāng)廢水中含有較多SS 和漿料時(shí)，氯氧化法去除效果不理想。實(shí)驗(yàn)表明，采用混凝－二氧化氯組合工藝處理，色度去除率達(dá)95%，COD 去除率82.5%，BOD83.7%。

2. 1. 3 Fenton 法

Fenton 試劑作為一種強(qiáng)氧化劑，對(duì)含染料廢水進(jìn)行混凝前的預(yù)處理，脫色率可達(dá)96.77%。近年來(lái)人們把UV、草酸鹽引入Fenton 工藝中，使其氧化能力大大增強(qiáng)，缺點(diǎn)是處理毒性大。一般處理氧化物或生物難降解的有機(jī)廢水時(shí)，與混凝沉降、活性炭、生物法等連用，可降低處理成本。陳玉峰等通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電生成Fenton 試劑處理實(shí)際工業(yè)染料廢水，CODCr 去除率在80%以上, 脫色率達(dá)到95%，處理費(fèi)用1 117元/m3,具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。

2. 2 高新技術(shù)氧化法

2. 2. 1光催化氧化法

常用的催化劑有TiO2、H2O2、草酸鐵等無(wú)機(jī)試劑,TiO2 由于具有無(wú)毒、較高的催化能力和較好的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn),成為應(yīng)用最廣泛的光催化劑。夏金虹用納米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(wěn)定, 可重復(fù)使用。利用太陽(yáng)能進(jìn)行光催化氧化有機(jī)染料技術(shù)，在節(jié)約能源、維持生態(tài)平衡、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)。程滄滄等采用TiO2-Fe3+體系，太陽(yáng)光照射0.5 h，濃度0.25 mg/L，直接耐酸大紅4 BS 染料分子降解率達(dá)85%。

在探索光催化氧化技術(shù)過(guò)程中，還出現(xiàn)了一個(gè)新的發(fā)展方向——電化學(xué)催化氧化降解技術(shù)即光電催化，利用光透電極和結(jié)構(gòu)TiO2 作為工作電極和光催化劑，對(duì)水中染料進(jìn)行電解，發(fā)現(xiàn)光電催化劑對(duì)３種染料——品紅、鉻藍(lán)K、鉻黑T溶液的降解效果最佳。盛翼春通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，采用新型電催化氧化對(duì)染料濃度高達(dá)0.3 g/L 的水溶性染料廢水在2 min 內(nèi)脫色率高達(dá)95%以上。

2. 2. 2超臨界氧化法( SCWO)

超臨界氧化法（SCWO）指當(dāng)溫度、壓力高于水的臨界溫度374 ℃和臨界壓力22.05 MPa 條件下的水中有機(jī)物的氧化。Model 等對(duì)有機(jī)碳含量27.33 g/L的有機(jī)廢水，在550 ℃、60 s 內(nèi)，有機(jī)碳和有機(jī)氯的去除率分別為99.99%和99.97%。SCWO 具有效率高、反應(yīng)速度快、適用范圍廣特點(diǎn)，除有機(jī)污染物的同時(shí)，可提高生化降解性。

2. 2. 3高級(jí)氧化法

所謂高級(jí)氧化法如UV+H2O2、UV+O3,在氧化過(guò)程中產(chǎn)生羥基自由基（·OH）, 其強(qiáng)氧化性使染料廢水脫色。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它對(duì)偶氮染料的脫色很有效, 高級(jí)氧化反應(yīng)隨O3 和H2O2 加入量的增加, 其反應(yīng)速率也隨之增加。在實(shí)際生產(chǎn)中加入某些化學(xué)輔助劑會(huì)提高脫色效果,最近的研究發(fā)現(xiàn)二氯三嗪基型偶氮類(lèi)活性染料使用UV+H2O2 方法脫色也有很好的效果。

O3 對(duì)絕大多數(shù)染料的脫色效果較好, 無(wú)二次污染, 引入紫外光(UV) 等可加快氧化和提高脫色率。胡文容等指出，雖超聲波幾乎不能降解偶氮腫I ,但對(duì)O3 氧化有明顯的強(qiáng)化作用，當(dāng)O3濃度為7107 mg/L，加80 W 超聲波是超聲波協(xié)同O3 處理偶氮腫的最佳組合, 既可滿(mǎn)足90%脫色率, 又可節(jié)省48%的O3。但用O3 處理染料廢水費(fèi)用較高, 對(duì)COD 的去除不理想，開(kāi)發(fā)新型臭氧發(fā)生器并和UV 或超聲波連用以提高效率。

3 化學(xué)氧化法處理染料廢水的發(fā)展前景化學(xué)氧化法是一種優(yōu)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(fā)色基團(tuán)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、藥劑量消耗可能會(huì)過(guò)大, 成本太高, 所以化學(xué)氧化法一般用于氧化－絮凝或絮凝－氧化工藝。采用氧化－絮凝工藝,目的是通過(guò)氧化法將水溶性染料分子變?yōu)槭杷曰蚴龟?yáng)離子染料分子轉(zhuǎn)變?yōu)橹行浴㈥幮苑肿? 以利絮凝除去。反之, 采用絮凝－氧化工藝則是將氧化作為后處理步驟, 對(duì)染料廢水做深度處理，進(jìn)一步去除殘余色度及COD。

實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的氧化方法如單純用NaClO、臭氧和紫外氧化等對(duì)廢水脫色并不有效，高級(jí)氧化法脫色如光氧化、超臨界氧化等被認(rèn)為是一種很有前途的方法, 但其昂貴的價(jià)格成為制約其廣泛應(yīng)用的重要原因。但隨著對(duì)各種氧化劑氧化反應(yīng)機(jī)理研究的深入，化學(xué)氧化法在染料廢水處理領(lǐng)域必將得到更廣泛的應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

染料廢水的處理是亟待解決的問(wèn)題，對(duì)于大多數(shù)常規(guī)方法不能奏效的難降解污染物，化學(xué)氧化法常起到重要作用，因此研究化學(xué)氧化法對(duì)染料廢水處理具有現(xiàn)實(shí)意義。在新技術(shù)研究方面，需開(kāi)發(fā)研究光、聲、電磁、無(wú)毒藥劑氧化等各種方法綜合運(yùn)用的新型綠色水處理技術(shù),以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求。

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[作者簡(jiǎn)介] 張麗宏（1978-）女，助理工程師，主要從事污水的治理工作。

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