[關鍵詞]印染廢水﹔處理技術﹔UV/H2O2/O3處理法
隨著我國經濟高速發展，人民生活水平日益提高，環境污染問題越來越嚴重。据報道，我國每年的污水的排放量約為3﹒9×1010t，并以1%的速率遞增。我國是紡織印染的第一大國，紡織印染行業是廢水排放大戶，約占整個工業廢水排放量的35%。据不完全統計，我國印染廢水排放量約為每天3×106-4×106m3，印染厂每加工100米織物，會產生3-5t廢水，故由此而造成的環境破坏及經濟損失是不可估量的，因而要實現印染行業的可持續發展，必須首先解決印染行業的污染問題。印染企業生產的產品多种多樣，以及生產工藝、使用助劑的多樣性，使排放的廢水水質也經常處于變化之中。
1印染廢水的特點
1﹒1色度大、有机物含量高
印染廢水所含的顏色及污染物主要由天然有机物及人工合成有机物質所构成。由于在印染加工中大量使用了各种染化料，這些染化料不可能全部轉移到織物上，在水中有部分殘留，使得廢水的顏色深。不同纖維織物在印花和染色過程中使用的染料不同，染料的上染率不同，染料的殘留形態也不同，致使排放廢水的顏色也不相同。近年來，隨著大量新型助劑、漿料的使用，有机污染物的可生化性降低，處理難度加大。
1﹒2水質變化大
印染廢水是印染企業生產過程中排放的各种廢水混合后的總稱。印染廢水排放与企業生產織物品种，數量及所選用的染料等多种因素有關，水質變化大，在所排放的廢水中，COD高時可達2000-3000mg/L，且BOD与COD之比小于0﹒2，可生化性差。
1﹒3pH值變化大
由于不同纖維織物在印染加工中所使用的工藝不同，在染色或印花中為使染色溶液和印花色漿更好地上染到不同織物上，需要在不同pH值條件下進行染色，因此，不同纖維織物在印染加工中所排放廢水的pH值是不同的。一般來說，由于棉及其混紡織物印染加工中很多工藝都需要加入鹼，造成廢水中pH值較高。
1﹒4水溫水量變化大
由于印染加工大多在高溫條件下進行，致使排放廢水的水溫比較高，廢水溫度高對生化處理不利。另外，由于加工織物品种不同，所需要的染色溫度和水量也不同，使排放的廢水的溫度和排放量不同。
2處理方法
廢水的處理方法大体上可分為兩類﹕一類是通過各种外力作用，把有害物從廢水中分离出來，稱為分离法，包括吸附法、絮凝沉淀法、气浮法、萃取法、离子交換法、電解法、電滲析法、超濾法、磁分离法等﹔另一類是通過化學或生化的作用，使其轉化為無害的物質或可分离的物質，后者再經過分离給予除去，稱為轉化法。轉化法包括化學轉化法和生物轉化法。化學轉化法有中和法、氧化還原法、化學沉淀法和電化學法。生化轉化法有活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法等。
2﹒1絮凝沉淀法
絮凝沉淀法是廢水處理中常用的物化處理法。在廢水中加入一些電解質作絮凝劑，改變膠体粒子表面電勢，或改變分散介質中電解質的濃度与价態。以影響膠体之間的排斥位能。溶液中電解質濃度增大時，雙電厚度減少，顆粒之間吸引能逐漸增大，顆粒發生聚集而沉淀。常用的絮凝劑有無机絮凝劑、有机高分子絮凝劑、微生物絮凝劑等。
在染料廢水中投加鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑，使其水解形成帶高電荷的羥基化合物，它們對水中憎水性染料分子如硫化染料、還原染料、分散染料的混凝效果較好。而對酸性染料、活性染料、特別是對小分子量、單偶氮鍵、含有數個磺酸基的水溶性染料的混凝脫色效率較差。硫酸亞鐵對帶-SO32-、-OH、-NH2、-X等基團的染料分子也具有較好的混凝脫色效果。這主要是
由于亞鐵离子可以与上述基團的未共用電子對發生配位反應而形成大分子鰲物，降低了水溶性，在染料廢水中呈膠体狀態，進而通過硫酸亞鐵水解產物的混凝作用被去除。在含水溶性陰离子染料的廢水中投加鎂鹽，在鹼性條件下可形成化學絮凝。pH對鎂鹽的混凝作用影響很大，一般要求pH>11。含磺酸基團的染料脫色效果优于含羧酸基團的染料，這些陰离子基團容易成為氫氧化鎂的吸附作用點。
2﹒2吸附法
在染料、染色廢水處理中，吸附法主要應用于預處理(減少水處理主体裝置負荷，回收有机物質)和深度處理(提高處理水質量，滿足回用水水質要求)。主要吸附劑有白土、硅藻土、磺化煤、粉煤灰、木炭、活性炭、珍珠岩、甲殼、纖維素、樹脂等，其中常用是活性炭和樹脂吸附劑。吸附作用發生在固液兩相界面上，固体吸附劑對溶質的作用不同，產生物理吸附、化學吸附和
离子交換吸附。
2﹒3廢水焚燒處理技術
近10年來，精細化工迅速發展，環境污染成為社會關注的問題，用焚燒法處理高濃度含鹽染料廢水，引起人們注意和興趣。發達國家把高新技術應用在焚燒技術的研究上，使焚燒技術迅速發展，為化學工業高濃度有机廢水焚燒處理提供廣闊的應用前景。
2﹒4活性污泥法
活性污泥法處理染料、染色廢水是很复雜的過程，主要依靠兩個階段﹕在吸附階段，廢水水中的膠態物質及一些溶解性的有机物能被其所吸附，而且吸附階段同時還進行吸收和氧化作用。在氧化階段，微生物通過氧化、還原、合成等過程將被吸收的有机物氧化成簡單的無机物，同時繼續吸附和吸收溶解物
質。吸附達到飽和后，污泥失去活性，經過氧化除去吸附的有机物后，污泥重現活性，恢复吸附和氧化能力。
2﹒5生物處理技術
好氧生物處理是染料、染色廢水處理的主要方法。在有氧情況下，廢水中的有机物通過活性污泥吸附、氧化、還原、合成過程，把有机物氧化成簡單無机物。好氧法處理效率高、速度快、比較經濟。
厭氧法是在厭氧條件下，通過厭氧微生物對有机物進行酸性發酵和鹼性發酵兩個階段的厭氧分解完成代謝過程，即在產酸微生物作用下有机物轉化為低級脂肪酸、醇、氨、二氧化碳等中間產品，而后在甲烷細菌作用下再轉化為甲烷、二氧化碳。厭氧法代謝速度慢、停留時間長、容器体積大、消化過程复雜、影響因素多、對過程參數控制嚴格、有安全問題、工程造价高，而且厭氧代謝受氧体是有机物及硫酸鹽、硝酸鹽等含氧化合物，容易還原，有机物氧化不完全，處理水質不夠穩定，一般用于有机污泥或高濃度廢水處理。
2﹒6化學氧化法
化學氧化法是染料廢水脫色的主要方法。廢水中的無机物和有机物，通過化學反應被氧化為無毒的物質，或者轉化成容易与水分离的形態，從而達到處理的目的。化學氧化法分為空气氧化法和藥劑氧化法。
(1)空气氧化法。空气氧化法是以空气為氧化劑。常用的實例是空气氧化除鐵。地下水中往往含有少量的溶解性亞鐵离子，可以通過曝气，由空气中的氧气將亞鐵离子氧化成鐵离子，再与水中的OH-作用形成氫氧化鐵沉淀而得到去除。空气中的氧气作為氧化劑當然是最經濟的方法，但是由于通常情況下氧气的水中的溶解度非低。因此，通常需要借助高溫、高壓和催化劑的作用。這种方法稱為濕式氧化法，這种方法被認為是最完全的氧化技術。一般溫度控制在200～3000℃，壓力10～20MPa，在這种條件下，几乎所有的污染物都被氧化到二氧化碳和水。
(2)藥劑氧化劑法。水處理中常用的氧化劑有雙氧水、高錳酸鉀和氯化試劑包括氯气，液氯，漂白粉，次氯酸鈉和二氧化氯等。氯氧化法在廢水處理中主要是用于氰化物、硫化物、酚類的氧化去除及脫色、脫臭、殺菌、防
腐等。低毒性含氰廢水的處理可以采用鹼性氯化法，這种方法在國內外己有較成熟的經驗。氯氧化法主要用于醫院污水處理、無机物与有机物氧化、廢水脫色除臭等。
2﹒7高溫深度氧化處理
染料、顏料廢水中許多污染物濃度很高，毒性大，難以生物降解，普通生物物化法處理不但成本高，且難以奏效﹔而高溫深度氧化處理則可以最終去除高濃度有机廢水的污染物。但是，高溫深度氧化法需要消耗大量的能源，應盡可能回收處理系統余熱，變廢為利。同時應在高溫深度氧化方式和裝置結构等方面發展新技術，以達到最好的經濟和環境效益。目前廢水深度氧化主要有濕式空气氧化，超臨界水氧化和焚燒技術。
3染料廢水的UV/H2O2/O3氧化處理技術
3﹒1O3的氧化机理
臭氧氧化法水處理屬气液反應過程，該過程可分為以下几個步驟﹕臭氧通過气相向气液相間界面的擴散，通過界面向液相邊界傳遞，以及隨后向液相主体的傳遞，而气液反應則在液膜或液相主体中進行。一般認為臭氧氧化過程屬傳質控制或反應控制。
對于傳質控制過程，根据雙膜理論，臭氧在气液兩相的傳遞速率取決于气膜和液膜內的分子擴散速率。由于臭氧略溶于水，因此臭氧的傳遞速率僅取決于液相分子擴散的速率。當水中的溶解物与臭氧反應緩慢時，由气相進入液相主体的臭氧傳遞速率遠大于液相主体中臭氧的消耗速率，此時該過程為反應控制。
近年來，已發現許多臭氧氧化過程實際是介于傳質控制与反應控制之間。對于臭氧与水中溶解物的反應動力學，Hoigne等人做了比較廣泛的研究。他們認為，臭氧化反應存在兩條途徑，即臭氧与溶解物的直接反應或臭氧分解產生羥基自由基而引發的鏈反應。直接臭氧化反應和自由基型反應的產物一般不同，當溶液pH值高于7時，臭氧自分解加劇，自由基型反應占主導地位。一般情況下，直接臭氧化反應速度慢，選擇性高，自由基型反應速度快，選擇性低。通過活潑的羥基自由基OH与有机物反應，使染料的發色基團中的不飽和鍵斷裂，生成分子量小、無色的有机酸、醛等，達到脫色和降解有机物的目的。
3﹒2UV加速O3分解的机理
在紫外光的照射下臭氧分解產生活潑的次生氧化劑，用這种方法，反應條件溫和，氧化能力非常強，因而這項技術發展迅速。
紫外光的照射會加快臭氧的分解。在水中，臭氧吸收紫外光并迅速分解，紫外光吸收效率在253﹒7nm處達到最大。但是采用UV/O3氧化法處理水中有机物的過程，不僅僅是臭氧對有机物的氧化降解，更重要的是臭氧在UV作用下分解的產物對有机物有著強烈的氧化降解效果。對于UV/O3氧化過程中產生‧；OH的机理目前存在兩种解釋﹕
3﹒3H2O2的氧化作用
過氧化氫的氧化電位為1﹒77Ev，其酸离解常數(pKa)為11﹒6，在水溶液中容易分解，是一种很強的氧化劑，可將水中有机或無机毒性污染物氧化成無毒或較易被微生物分解的化合物。一般來講，無机物對過氧化氫的反應較有机物快，因為傳質因素的限制，水中极微量的有机物難以被過氧化氫處理，對高濃度難降解的污染物(如高氯代芳香烴)，僅使用過氧化氫氧化效果也不十分理想。有研究表明﹕UV/H2O2氧化處理過程對有机污染物濃度的适用范圍很寬，從几十mg/L到上千mg/L，但從處理
效率与成本來看，不适合直接處理高濃度的工業有机廢水，但作為生物處理的前置處理方法則非常有效。
4展望
為了保護我們賴以生存的環境，在生產過程中，首先要考慮盡量采用節能、減少污染排放的清洁生產工藝，盡量不采用末端治理的方法﹔此外，應該積极探索節能、高效、不產生二次污染的處理技術。
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