制革行業(yè)生產(chǎn)過程中廢水產(chǎn)生量大,廢水中難降解物質(zhì)含量高、色度深、成分復(fù)雜,是我國工業(yè)廢水治理的重點之一。近年來,制革廢水脫色研究十分活躍,采取的脫色方法種類較多,生產(chǎn)工藝中運用的脫色方法不同取得的脫色效果也不同。
一、脫色方法
(一)吸附脫色
吸附脫色是采用活性炭、有機膨潤土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合,廢水通過由其顆粒狀物質(zhì)組成的濾床,使廢水中色度等污染物質(zhì)吸附于多孔物質(zhì)表面而去除。
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活性炭作為一種優(yōu)良吸附材料,目前是制革廢水的最好吸附材料�；钚蕴繉χ聘飶U水所含色度吸附率高,可以有效去除廢水中所含的活性染料體、堿性染料體、偶氮染料體,甚至可以吸附某些重金屬離子。由于活性炭微孔多、大中孔不足、親水性強,限制了大分子及疏水性染料體的內(nèi)擴散,只適用于廢水中分子量不超過400的水溶性染料體脫色,對大分子或疏水性染料體的脫色效果較差,更不能吸附懸浮固體(SS)及不溶性染料體�；钚蕴侩m然去除色度和COD的效果優(yōu)良,但價格較貴,加之再生困難,因此一般只應(yīng)用于濃度較低的制革廢水處理或深度處理。
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除活性炭外,膨潤土、麥飯石、粉煤灰等對制革廢水也有較好的吸附作用。
�、排驖櫷廖脚驖櫷潦且悦擅撌癁橹饕煞值酿ね�,其顆粒表面存在正、負(fù)電荷,在制革廢水處理中強化了吸附作用。試驗中膨潤土的脫色率可達(dá)90%以上,COD去除率高達(dá)86%,并具有操作簡單,周期適中,易再生和投資少等特點。
�、汽滐埵禁滐埵瘜λ苄匀玖象w具有良好的脫色效果和COD去除效果,特別是對耐酸染料體吸附作用較強。我國麥飯石資源豐富,開辟麥飯石吸附脫色技術(shù),前景廣闊。
�、欠勖夯椅椒勖夯易髅撋奈讲牧�,對活性染料脫色率在60%左右。但投資和運行費用明顯低于活性炭,因此,在經(jīng)濟上較為合理。
(二)氧化還原脫色
氧化還原脫色是借助氧化劑來破壞制革廢水中染料體的共軛體系或發(fā)色基團,主要有臭氧氧化、電化學(xué)氧化等,是制革廢水脫色處理的有效方法。
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臭氧是良好的脫色氧化劑,對于含水溶性染料體的制革廢水脫色率很高,對含分散染料體的制革廢水也有較好的脫色效果,但對其它以懸浮狀態(tài)存在于廢水中的染料體脫色效果較差。在酸性條件下(pH<3),臭氧氧化平均脫色率可達(dá)97%,COD去除率亦可達(dá)90%。臭氧氧化也可以與其它處理技術(shù)結(jié)合應(yīng)用,如:臭氧?電解法可使酸性染料體的脫色率比單純臭氧處理提高25%~40%,可使堿性及活性染料體的脫色率比單純臭氧處理提高10%。臭氧?紫外輻射或電離輻射法也可提高染料體的脫色效率。由于臭氧氧化對染料體適應(yīng)性廣、脫色效率高,同時臭氧在廢水中的還原產(chǎn)物以及過剩臭氧能迅速在溶液和空氣中分解為O2,不會對環(huán)境造成二次污染。近年來臭氧氧化在制革廢水的脫色處理中得到廣泛的應(yīng)用,但臭氧氧化運行費用相對偏高。
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電化學(xué)氧化脫色目前仍處于實驗階段,分為直接電化學(xué)氧化脫色和間接電化學(xué)氧化脫色。直接電化學(xué)氧化脫色受染料體結(jié)構(gòu)的限制不大,對制革廢水中各種染料體的脫色率都很高。間接電化學(xué)氧化脫色對高色度偶氮制革廢水脫色率較高,而對含酞菁和蒽醌結(jié)構(gòu)的高濃度制革廢水的脫色效果較差。
(三)混凝脫色
混凝脫色是通過混凝劑完成的。在混凝過程中,混凝劑在水中先發(fā)生水解、聚合等化學(xué)反應(yīng),生成的水解、聚合產(chǎn)物再與水中的顆粒發(fā)生靜電中和、粒間加橋、粘附卷掃等作用,生成粗大的混凝體再經(jīng)沉淀除去。制革廢水中染料體發(fā)色基團就是通過上述過程而完成脫色處理的。制革廢水脫色中使用的混凝劑很多,大致可分為無機混凝劑和有機混凝劑兩類。
① 無機混凝劑
無機混凝劑以鐵鹽、鋁鹽為主,生產(chǎn)中可以較好地去除制革廢水中大部分懸浮態(tài)染料體、分散染料體、還原染料體、硫化染料體及廢水中分子量較大的染料體,但對于活性染料體、金屬絡(luò)合染料體的去除效果則較低。由于普通的無機混凝劑在廢水處理中藥劑投加量大,處理費用高,且隨水質(zhì)的變化需改變加藥條件,因此運行管理比較復(fù)雜。
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有機混凝劑分為天然混凝劑和合成混凝劑兩大類。
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天然混凝劑的主要品種有碳水化合物類(多聚糖類),殼聚糖、甲殼素類,微生物混凝劑類三大類,通常由農(nóng)副產(chǎn)品中的有機高分子物質(zhì)提取制得,價廉、易降解,色度去除率在90%左右。但電荷密度較小、分子量較低、易失去混凝活性,故應(yīng)用范圍不廣。
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合成混凝劑分子量大,分子鏈中所帶的官能團多,在水中的伸展度大、混凝性能好、用量小、pH值范圍廣。對制革廢水所含的中性染料體、活性染料體、酸性染料體脫色效果良好,脫色率達(dá)90%以上。
二、制革廢水脫色存在的問題
到目前為止,制革廢水的各種脫色方法從經(jīng)濟性、技術(shù)性、實用性和對環(huán)境影響程度考慮都有一定的缺陷。如:吸附脫色具有吸附效果好的特點,但存在成本很高、不容易再生的缺點。氧化還原脫色雖然應(yīng)用前途比較廣闊,但其成本相對較高�；炷撋男跄齽┻x取存在特定要求。
三、制革廢水脫色新的研究方向
(一)國內(nèi)研究方向
目前除吸附脫色、氧化還原脫色和混凝脫色外,國內(nèi)對制革廢水還進行了離子交換脫色、超濾或反滲透脫色、強化生物脫色及混凝組合脫色等方法的研究。
�、烹x子交換脫色離子交換方法主要處理常規(guī)方法難以脫色的含水溶性染料體的制革廢水,研究重點為離子交換樹脂和離子交換脫色纖維的開發(fā)兩個方面。
⑵超濾或反滲透脫色超濾或反滲透脫色主要處理含微溶性染料體和分子量較大的染料體的制革廢水。由于費用較高,目前超濾或反滲透脫色技術(shù)只用于含高濃度染料體及不溶性染料體的制革廢水處理。
⑶強化生物脫色強化生物脫色主要是篩選優(yōu)良脫色菌種和強化生物處理過程,解決制革廢水中染料體組分的可生化性差問題。新近開發(fā)應(yīng)用的厭氧-好氧系統(tǒng)、生物炭法、生物鐵法、強制充氧等方法,在一定程度上提高了其脫色效率,但是降解速度慢,達(dá)不到處理要求�？傮w而言,強化生物脫色尚無突破性進展,還必須與其它處理方法結(jié)合使用。
�、然炷M合脫色混凝組合法脫色是以混凝為主,輔以其它方法,在脫色同時去除其它污染物。如:混凝脫色-CASS處理工藝,是以混凝為主,輔以物化生物結(jié)合的處理流程,不僅脫色而且對于不可生化的中高濃度COD等有機物質(zhì)有較好的去除效果�；炷�-氧化處理法工藝,利用氧化劑、混凝劑的共同反應(yīng)作用以及空氣鼓泡攪拌,對含有陽離子染料體和陰離子染料體的制革廢水脫色效果良好,COD去除率也較高。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔術(shù)文檔。
(二)國外研究方向
國外對臭氧-紫外法、臭氧-紅外法、臭氧-生化法、濕式空氣氧化法、萃取法、ν射線輻射法用于制革廢水脫色的研究均有相當(dāng)進展。在脫色混凝劑方面,近年來開發(fā)了鋅螯聚集劑ZB-2、ZB-3等高效混凝劑。在提高生物方法脫色率方面,培養(yǎng)了假單胞細(xì)菌、浮游球衣菌、節(jié)桿菌、枯草菌、氧化酵母菌等微生物,對含偶氮染料體的制革廢水脫色效果較好。
隨著我國廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格,制革行業(yè)將面臨更加嚴(yán)峻的環(huán)保問題。只有在源頭上采用清潔化生產(chǎn)工藝降低廢水處理量,在后處理階段采用綠色環(huán)保的脫色方法才是制革行業(yè)今后的發(fā)展方向。(何豫川)
