文献综述-印染废水处理技术进展.doc

1、文献综述题目：印染废水处理技术进展印染废水处理技术进展摘 要: 本文概述了印染废水处理的研究现状及最新研究进展。对主流的三大类处理方法（物理法，化学法与生物法）中的各类新型材料、新型工艺进行了总结，并提出目前印染废水处理领域存在的问题，针对问题对该行业的发展方向进行了展望。关键词：印染废水，废水处理，技术进展 Review on treatment methods of printing and dyeing wastewaterAbstract: The current research status and progress of treatment methods for dye was

2、tewater were reviewed. The treatment methods for dye wastewater mainly included：physical method, chemical method and biological method. The kinds of new materials and new technology were summarized. The problems existing in the field of printing and dyeing wastewater treatment were analyzedAiming at

3、 the problems，the development trends were prospectedKeywords: Printing and Dyeing Wastewater, Wastewater Treatment, Progress1.引言印染产业是我国经济传统的支柱产业，改革开放以来，我国印染产业无论从产量，还是从规模，都得到了大步发展，截至2013年上半年，全国印染企业印染布产量275.82亿米。但是，也因为如此，我国印染产业的排水量也大幅度增长。目前,我国印染废水年排放量，排到全国工业废水排放量的第5位。我国将在“十二五”期间，对印染产业进行大刀阔斧的改革，着重推进技术创

4、新，降低能耗和污染，提高产品质量，改进经济增长模式，加快推进产业结构优化调整。印染废水主要来源于印染加工的4个工序：预处理，染色，印花，整理。预处理阶段排出退浆废水、煮练废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出印染废水、印花废水和皂液废水，整理工序排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水1。印染废水因其水量大、水质波动大、污染物成分复杂且含量高、色度深、COD和BOD均较高的特点，成为国内外最难处理的工业废水之一，其处理技术受到国内外水处理工作者的充分重视和广泛研究2。2.国内外印染废水处理技术2.1物理法由于染料废水的BOD5与CODCr比值小于0.4，生物降

5、解性差，而废水中的盐分进一步降低了其可生物降解性3，因此物理法经常被用作印染废水的预处理方法。物理法可从废水中回收染料分子，降低盐度及金属离子含量，并提高可生物降解性。国内外采用印染废水处理的物理技术有：砂滤、吸附法和膜分离法等，其中吸附法与膜分离法在实际中运用较多。2.1.1吸附法吸附法使用吸附剂将污染物成分成分积聚或凝缩在其表面，将污染物从废水中分离出来。目前，废水处理中使用较多的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等，其中，活性炭吸附在印染废水处理方面有较多的研究和应用。活性炭一般由木炭等含炭物质为原料，在高温下炭化和活化并制成，为疏水性吸附剂。因此活性炭表面及内部含有细孔，组成相互连通的网状结

6、构，有较高的比表面积。活性炭对阳离子染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料的废水具有较好的吸附性能，但对硫化染料、还原染料等非可溶性染料吸附性能较差。臭氧与活性炭吸附的组合技术是印染废水处理常见的方法。张健俐等4采用臭氧和活性炭的组合对印染废水进行回用处理实验，系统设计处理能力为3000 m3/d ，当进水CODCr为80100 mg/l时，出水CODCr降到610 mg/l，可用作循环冷却水与简易的漂洗水。近年来，各种吸附剂不断被引入印染废水处理的研究中5。21.2 膜分离法膜分离技术处理是指使用天然或人工合成的薄膜，利用其选择透过性，对废水中成分选择性的透过，从而达到净化分离的目的。在废水处

7、理技术中，膜分离法处理效果好、工艺简单易操作、二次污染较低，且按滤膜孔径大小，可分为4种类型：微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）。在实际操作中，将超滤作为纳滤或反渗透工艺的预处理的方法有着广泛的使用。阮慧敏等6将超滤作为反渗透的预处理步骤，对浙江某印染厂废水生化处理后的出水进行处理，膜系统进水COD为100350 mL，色度为180倍，电导率为8001350 S/cm。经过膜系统处理后，出水COD 10 mg/L，色度为12倍，电导率 30 S/cm。Cheima等7将超滤作为纳滤的预处理步骤，用于处理印染废水。结果表明，废水的二次处理可以增加膜通量，对印染废水色度的截留

8、率达到95，电导率和总溶解盐截留率约为80%，二价离子截留率超过95%。而直接纳滤的实验结果表明，体积减缩系数（VRF）未达到1.35时，膜通量保持不变。超滤与纳滤耦合的过程使膜通量保持稳态，不发生膜污染。实验结果表明，采用超滤预处理组纳滤对印染废水进行处理的工艺，能够通过增加膜的运行时间的方式，提高对印染废水的处理效率。Lu Xujie等8采用生物滤池与膜分离的组合方法，当进水COD为150450 mg/L时，出水COD降到50 mg/L以下，去除率达到91，而且对色度、浊度、铁锰浓度都有非常好的去除效果。2.2化学法印染废水的化学处理法是利用化学反应的原理和方法，分离并回收废水中的污染物，

9、或者改变其性质而使其无害化的一种处理方法，常见的有絮凝沉淀法、电化学法和光化学氧化法等。2.2.1 电化学法近年来，随着新型电极材料的不断出现，电化学法一改其成本高和不稳定的缺点，并提高了其处理效果，也为废水处理增加了一个不错的选择。从其原理上，电化学方法可以分为电化学还原或氧化、电凝聚电气浮等类别。2.2.1.1 电化学氧化法电化学氧化法通过利用阳极或阳极产生的强氧化物质：超氧自由基（O2），H2O2，羟基自由基（OH）等，从而对污染物进行去除，可分为直接电化学氧化法和间接电化学氧化法。对于整个电化学系统而言，电极材料是电化学废水处理技术的核心10，也是近年来印染废水处理工艺研究的热点。王苏

10、等11采用了德国Condias公司引进的金属铌覆盖掺硼金刚石膜电极，进行含阳离子的印染废水处理研究试验。结果表明，此方法下，CODCr和色度去除率分别达到了76.7%和99.0%。Ali等12采用了碳海绵（Carbon Sponge，CS）作为阴极材料，对碱性蓝3废水进行处理。研究表明，与传统的碳毡（Carbon Felt，CF）阴极相比，CS阴极产生的H2O2量是CF阴极的三倍。外加电流、电解液类型、氧气流速、pH值和温度对过H2O2产生量的影响也同时被研究。结果表明，当外加电流为100mA(56 mAcm-2)时，H2O2产生量最大，其中，外加电流、氧气流速、pH值和温度对H2O2产生量影

11、响显著。经过8h的处理，碱性蓝3废水的TOC去除率为91.6%（CS阴极）和50.8%（CF阴极）， CS阴极的矿化电流效率是CF电极的四倍。2.2.1.2 电凝聚电气浮法电凝聚电气浮法在外电压作用下，利用可溶性阳极（铁或铝）产生的大量阳离子，对废水胶体进行凝聚，同时在阴极上析出大量氢气气泡，并与絮粒黏附在一起上浮 7，从而达到废水分离与净化的目的。在其处理过程中，气泡与悬浮颗粒接触并获得了良好的黏附性能，从而可提高对印染废水的处理效率。另外，在电流的作用下，废水中的部分染料可直接被氧化为CO2和H2O。而未被彻底氧化的部分有机物还可与悬浮固体颗粒一起，被Fe(OH)3或Al(0H)3所吸附凝

12、聚，并在氢气和氧气带动下上浮分离。电凝聚气浮处理技术是多种过程的协同作用13。Balla等14使用电凝聚电气浮技术（铝/铁电极），对合成染料及实际纺织废水进行处理。试验选取了3种分散染料、3种活性染料和它们的混合物作为目标污染物。试验结果表明，对于分散染料，铝电极的处理效果优于铁电极，而铁电极则更适合处理还原性染料和混合合成染料。最佳电解时间为20 min，最佳电流密度为40 mAcm-1。对于活性染料和混合染料废水，处理的最佳pH= 7.5，分散染料则为6.2。电凝聚电气浮法对于三种污染物色度的去除率均达到了90%以上。此外，Balla等还对此工艺进行能耗分析。结果表明，电凝聚电气浮技术处理

13、还原性染料、分散性染料及混合合成染料能耗分别为170、120、50 kWh(kg dye)-12.2.3 Fenton及类Fenton氧化法Fenton法以铁盐（Fe2-或Fe3-）为催化剂，在H2O2的存在下，产生强氧化性的 HO，氧化印染废水中的分子，此反应在常温常压下即可进行。姜兴华等15利用Fenton试剂对印染废水进行处理，结果表明：pH 23，当H2O2用量为3.2 mL/L，铁炭体积比为1: l，反应时间为90 min时，出水COD去除率达到90%以上，色度降低99%，盐度降低64%，出水的水质指标均达到了回用要求。但是，Fenton法处理废水存在着反应时间长，试剂用量多，过量F

14、e2+ 会增大废水COD并产生二次污染等缺点。因此，研究者将紫外线、可见光等引入Fenton体系，并采用其他过渡金属替代Fe2+ ，这些方法增强了对有机物的氧化降解能力，也减少了试剂的用量，降低了处理成本，被统称为类Fenton反应。Kasiri等16利用FeZSM5沸石为催化剂，在紫外线和H2O2体系中对靛系染料酸性蓝74废水进行降解。结果表明，该光一Fenton体系在120min，H2O2浓度21.4 mmolL-1 ，催化剂投加量0.5 gL-1 ，pH= 5的条件下，酸性蓝74废水的TOC去除率达到了57%。2.2.4 光催化氧化法相较光化学法，光催化氧化法有着更强的氧化能力，并使有机

15、污染物更为有效地降解。近年来，以TiO2为催化剂的光催化氧化技术成为了研究的热点。常用的光催化氧化催化剂有TiO2、ZnO、W03、ZnS 、CdS、Fe304和Sn02等冯丽娜等17采用了TiO2/活性炭负载体系对某印染厂的二级处理出水进行处理。进水COD为300m/L左右，在最佳反应条件下，出水COD降到50 mg/L，色度降为2倍。结果表明：活性炭的吸附性能，有助于解决TiO2的流失、分离和回收问题，并提高了光催化剂的处理效果，但废水本身的透光性和光利用率仍然制约着光催化技术在废水处理中的应用。Joshi等18使用溶胶一凝胶法合成纳米晶体WO3，并以可见光为诱导，对甲基橙废水进行脱色处理实验。甲基橙废水在4h后完全脱色。Aber等19采用紫外诱导一硫化锌纳米晶体（UVZnS）的催化氧化法对酸性蓝9废水进行降解，研究紫外线强度、S2O82-及和I04浓度对光催化氧化过程的影响。结果表明，UVZnS系统对酸性蓝9废水的处理效果，随着紫外线强度、S2O82-和 I04浓度的增加而提高。2.3 生物法生物技术主要利用微生物的生理活动，去除废水中污染物质，常用于印染废水达标处理。实际使用中，主流的技术方法可分为好氧法、厌氧法和厌氧一好氧联合法。2.3.1 好氧法好氧法是指利用好氧微生物的生理