废水的处理Fenton方法

电电 Fenton 法降解法降解废废水中有机物的研究水中有机物的研究现现状及状及进进展展 1 电电 Fent on 法的法的类类型与机理型与机理 1 1 EF Fenton 法法 该该法又称阴极法又称阴极电电解解 Fenton 法法 其基本原理是氧气在阴极其基本原理是氧气在阴极还还原原为过为过 氧化氧化氢氢 并与并与亚铁亚铁离子离子发发生生 Fenton 反反应应生成生成 OH OH 继继而将有而将有 机物氧化机物氧化为为二氧化碳和水二氧化碳和水 或者小分子有机物 或者小分子有机物 O2 2e 2H H2O2 1 H2O2 Fe2 Fe3 OH OH 2 OH 有机物有机物 CO2 H2O 小分子有机物小分子有机物 3 反反应应 1 中的中的 O2 可以通可以通过过外界曝气的方式引入至外界曝气的方式引入至电电解反解反应应器的阴器的阴 极极 也可利用阳极依据反也可利用阳极依据反应应式式 4 或或 5 析出的析出的 O2 2H2O O2 4H 4e 酸性介酸性介质质 4 4OH O2 2H2O 4e 碱性介碱性介质质 5 该该法中法中亚铁亚铁离子一般通离子一般通过过外部添加外部添加 反反应应开始后开始后亚铁亚铁离子会被迅速氧离子会被迅速氧 化化为铁为铁离子离子 但但铁铁离子在离子在直流直流电场电场的作用下迁移至阴极表面的作用下迁移至阴极表面 并被重并被重 新新还还原原为亚铁为亚铁离子离子 而而过过氧化氧化氢氢可在阴极可在阴极连续产连续产生生 这样这样就保就保证证了了 Fenton 反反应应持持续发续发生 生 EF Fenton 法中阳极通常法中阳极通常为为不溶性阳极不溶性阳极 材料材料 如石墨 如石墨 钛钛基氧化物基氧化物电电极或其他极或其他贵贵金属材料金属材料 阴极通常阴极通常为为石墨 石墨 活性炭活性炭纤维纤维等 当等 当电电化学反化学反应应器的阳极采用不溶性阳极材料器的阳极采用不溶性阳极材料时时 阳极阳极 表面就可以表面就可以产产生生 OH 反反应应式如下式如下 2H2O 2e 2OH 2H 酸性介酸性介质质 6 OH e 2OH 碱性介碱性介质质 7 因此在因此在 EF Fenton 法中不但可通法中不但可通过过 Fenton 反反应产应产生生 OH 阳极阳极 亦可亦可产产生生 OH 这这即是即是 EF Fenton 法可高效降解有机物的原因法可高效降解有机物的原因 1 2 EF Feox 法法 又称又称牺牺牲阳极法牲阳极法 以以铁铁作作为为阳极材料阳极材料 电电解解时铁时铁被氧化溶解生成被氧化溶解生成亚铁亚铁 离子离子 与外部添加的与外部添加的过过氧化氧化氢氢或氧气在阴极或氧气在阴极还还原原产产生的生的过过氧化氧化氢发氢发生生 Fenton 反反应应生成生成 OH 在 在 EF Fenton 法和法和 EF Feox 法中法中 反反 应过应过程程结结束后束后 水中的水中的铁铁离子必离子必须须被去除 一般通被去除 一般通过调节过调节 pH 值值使使铁铁 离子形成沉淀 离子形成沉淀 铁铁离子沉淀离子沉淀过过程可起到絮凝去除以胶体形式存在的有程可起到絮凝去除以胶体形式存在的有 机物及部分大分子有机物的作用 机物及部分大分子有机物的作用 该该法中由于阳极材料的溶解法中由于阳极材料的溶解 因此因此 需要需要经经常更常更换换阳极材料阳极材料 过过氧化氧化氢氢由外部添加由外部添加 故故试剂费试剂费用用较较高高 1 3 FSR 法法 FSR 法即法即 Fenton 污污泥循泥循环环系系统统 又称又称铁铁离子循离子循环环法 法 该该系系统统包括包括 一个一个传统传统的的 Fenton 反反应应器和一个将器和一个将铁铁离子离子转转化化为为 Fe2 的的电电化学化学 反反应应器 在器 在 Fenton 反反应应器内器内亚铁亚铁离子离子转转化化为铁为铁离子离子 在在电电化学反化学反应应 器内器内铁铁离子被离子被还还原原为亚铁为亚铁离子离子 然后重新然后重新进进入入 Fenton 反反应应器再次器再次 利用 利用 该该工工艺艺可以可以实现铁盐实现铁盐的循的循环环使用使用 避免了大量含避免了大量含铁污铁污泥的泥的处处置置 问题问题 另外 另外 EF Fenton 法和法和 EF Feox 法同法同样样也可通也可通过过增加一个增加一个 电电化学反化学反应应器的方式器的方式实现铁实现铁离子的循离子的循环环 利用上述各种利用上述各种电电 Fenton 法法处处理含有理含有颗颗粒物或胶体物粒物或胶体物废废水水时时 由于由于铁盐铁盐的存在的存在 水中胶体脱水中胶体脱稳稳 且少量且少量铁盐铁盐形成沉淀起到絮凝作用形成沉淀起到絮凝作用 造成部分胶体造成部分胶体态态有机物和有机物和颗颗粒粒态态 有机物被吸附或网捕 有机物被吸附或网捕 电电解解产产生的气体生的气体 氢氢气 气 氯氯气 氧气等气 氧气等 与吸附与吸附 有机物的沉淀有机物的沉淀结结合合 在浮力作用下在浮力作用下 上升到液面上升到液面 从而将部分胶体从而将部分胶体态态有有 机物和机物和颗颗粒粒态态有机物从水中清除 有机物从水中清除 2 与其他高 与其他高级级氧化技氧化技术术的特点比的特点比较较 湿式氧化湿式氧化 WAO 方法是在高温方法是在高温 150 350 高 高压压 0 5 20 M Pa 下利用氧气或空气作下利用氧气或空气作为为氧化氧化剂剂 氧化水中呈溶解氧化水中呈溶解态态或或悬悬浮浮态态 的有机物或的有机物或还还原原态态的无机物的无机物 达到去除达到去除污污染物的目的 超染物的目的 超临临界水氧化界水氧化 技技术术具有反具有反应应速度快 氧化效率高的特点速度快 氧化效率高的特点 但是超但是超临临界技界技术术的的发发展展还还 不不够够完善完善 对对反反应应条件和条件和设备设备的要求也的要求也过过高 与湿式氧化和超高 与湿式氧化和超临临界氧界氧 化相比化相比 电电 Fenton 法可以在常温常法可以在常温常压压下下进进行行 且有机物且有机物矿矿化度更高化度更高 光化学光化学 催化催化 氧化就是氧化氧化就是氧化剂剂在光的在光的辐辐射下射下产产生氧化能力生氧化能力较强较强的自的自 由基由基 通通过这过这些些强强氧化性的自由基来氧化氧化性的自由基来氧化污污染物的染物的过过程程 根据氧化根据氧化剂剂 的不同光氧化可分的不同光氧化可分为为 UV 过过氧化氧化氢氢 UV 臭氧 臭氧 UV 过过氧化氧化氢氢 臭臭 氧等系氧等系统统 光化学 光化学 催化催化 氧化技氧化技术术具有操作具有操作简单简单 反 反应应条件温和的特条件温和的特 点点 但是也存在光能的利用率低以及催化但是也存在光能的利用率低以及催化剂剂价格昂价格昂贵贵的缺点的缺点 与普通与普通 Femon 法比法比较较 电电 Femon 法法虽虽然增加了能耗然增加了能耗 但有机物氧化效率但有机物氧化效率 得到提高得到提高 且可且可节约试剂费节约试剂费用用 与普通的与普通的电电化学氧化相比化学氧化相比 电电 Femon 法由于法由于铁盐铁盐的引入的引入 使使电导电导率提高率提高 因此不但有机物降解效率大幅度因此不但有机物降解效率大幅度 提高提高 且更且更节节省省电电耗 随着高性能耗 随着高性能电电催化材料和催化材料和电电化学反化学反应应器的不断器的不断 发发展展 工工艺艺研究的日臻完善研究的日臻完善 电电 Femon 法用于有机物降解有着良好法用于有机物降解有着良好 的前景 的前景 二 随着我国工二 随着我国工业业的的发发展 印染展 印染废废水已成水已成为为我国目前主要有害 我国目前主要有害 难处难处 理的工理的工业废业废水之一 随着染料工水之一 随着染料工业业的的飞飞速速发发展和后整理技展和后整理技术术的的进进步步 新型助新型助剂剂 染料 整理 染料 整理剂剂等在印染行等在印染行业业中被大量使用中被大量使用 进进一步加重了一步加重了 印染印染废废水脱色水脱色处处理的理的难难度 印染度 印染废废水属于含有一定量有毒物水属于含有一定量有毒物质质的有机的有机 废废水水 含有残余染料 染色助含有残余染料 染色助剂剂 酸碱以及一些重金属 酸碱以及一些重金属 其中残余染其中残余染 料及助料及助剂剂构成了构成了废废水中有机水中有机污污染物的主要成分染物的主要成分 并使并使废废水水带带有特殊有特殊 的的颜颜色色 因此因此 如何使印染如何使印染废废水脱色是水脱色是处处理的重要理的重要问题问题 脱色方法的 脱色方法的 研究也成研究也成为为印染印染废废水水处处理的重要理的重要课题课题 混凝法混凝法是向是向废废水中添加一定物水中添加一定物质质 通通过过物理或化学的作用物理或化学的作用 使原先使原先 溶于溶于废废水中或呈水中或呈细细微状微状态态 不易沉降 不易沉降 过滤过滤的的污污染物集染物集结结成成较较大大颗颗粒粒 以以 便于分离的方法 印染便于分离的方法 印染废废水水处处理的方法很多理的方法很多 物理方法包括吸附法 物理方法包括吸附法 膜分离技膜分离技术术 超声波气振法 高能物理法 超声波气振法 高能物理法 化学方法包括化学混凝法 化学方法包括化学混凝法 臭氧氧化法臭氧氧化法 芬芬顿试剂顿试剂氧化法 湿式空气氧化法 超氧化法 湿式空气氧化法 超临临界水氧化法 焚界水氧化法 焚 烧烧法法 电电化学法包括化学法包括电电混凝法 混凝法 电电气浮法 气浮法 电电氧化法 微氧化法 微电电解法解法 光化光化 学氧化法包括光分解 光激学氧化法包括光分解 光激发发氧化 光催化氧化等氧化 光催化氧化等 其中混凝法具有 其中混凝法具有 成本成本较较低低 操作操作简单简单而有效等而有效等优优点点 成成为为工工业业用水和用水和废废水水处处理的重要理的重要 手段 手段 1 染料染料废废水水的来源及特点的来源及特点 染料染料废废水是主要有害的工水是主要有害的工业废业废水之一 主要来源于染料及染料中水之一 主要来源于染料及染料中 间间体生体生产产行行业业 由各种由各种产产品和中品和中间间体体结结晶的母液 生晶的母液 生产过产过程中流失的程中流失的 物料及冲刷地面的物料及冲刷地面的污污水等水等组组成 成 我国染料工我国染料工业业具有小批量 多品种的特点具有小批量 多品种的特点 大部分是大部分是间间歇操作歇操作 废废水水间间断性排放断性排放 水水质质水量水量变变化范化范围围大 染料生大 染料生产产流程流程长长 产产品收率品收率 低低 废废水水组组分复分复杂杂 浓浓度高度高 COD 为为 1000 10 万万 mg L 色 色 度深度深 500 50 万倍万倍 废废水中的有机水中的有机组组分大多分大多以芳以芳烃烃及及杂环杂环化合化合 物物为为母体母体 并并带带有有显显色基色基团团及极性基及极性基团团 废废水中水中还还含有含有较较多的原料和多的原料和 副副产产品品 如如卤卤化物 硝基物 苯胺 酚化物 硝基物 苯胺 酚类类等等 以及无机以及无机盐盐如如 NaCl Na2SO4 N a2S 等 由于染料生等 由于染料生产产品种多品种多 并朝着抗光并朝着抗光 解 抗氧化 抗生物氧化方向解 抗氧化 抗生物氧化方向发发展展 从而使染料从而使染料废废水水处处理理难难度加大 染度加大 染 料料废废水的水的处处理理难难点点 一是一是 COD 高高 而而 BOD COD 值较值较小小 可生可生 化性差 二是色度高化性差 二是色度高 且且组组分复分复杂杂 COD 的去除与脱色有相关性的去除与脱色有相关性 但脱色但脱色问题问题困困难难更大 更大 2 染料分染料分类类及及发发色机理色机理 2 1 染料分染料分类类 2 1 1 直接染料直接染料 直接染料一般属双偶氮 三偶氮或二苯乙直接染料一般属双偶氮 三偶氮或二苯乙烯烯型型结结构构 分子中分子中亲亲水基水基 团团含量含量较较高高 水溶性好水溶性好 溶解度大溶解度大 在水溶液中直接染料分子一般呈直在水溶液中直接染料分子一般呈直 线线形展开形展开 几个芳几个芳环环位于同一个平面内 染料分子可通位于同一个平面内 染料分子可通过过基基团团之之间间的的 氢键氢键相互相互缔缔合合 有有较较大的聚集大的聚集倾倾向向 在水溶液中以胶体形在水溶液中以胶体形态态存在存在 较较易易 被化学混凝法去除 被化学混凝法去除 2 1 2 活性染料活性染料 活性染料有活性染料有单单偶氮型 蒽偶氮型 蒽醌醌型 型 酞酞菁型等 活性染料在水中的分散菁型等 活性染料在水中的分散 状状态态随其随其结结构而构而变变 分子量大或芳 分子量大或芳环环呈平面者易呈平面者易发发生生缔缔合合 形成大分形成大分 子基子基团团而易被除去而易被除去 分子量小且芳分子量小且芳环环不在一个平面内不在一个平面内 多以接近真溶多以接近真溶 液的状液的状态态存在存在 混凝去除率下降混凝去除率下降 2 1 3 还还原染料原染料 还还原染料分子原染料分子结结构的基本骨架是分子量构的基本骨架是分子量较较大的多大的多环环芳香族化合物芳香族化合物 疏疏 水芳香水芳香环环多多 而而亲亲水基水基团团少少 它与分散染料均属于非离子型的疏水性染料它与分散染料均属于非离子型的疏水性染料 在水在水 中溶解度极微中溶解度极微 主要以疏水性的主要以疏水性的悬悬浮微粒存在浮微粒存在 稳稳定性定性较较差差 混凝混凝剂剂加加 入后易入后易发发生凝聚而被除去 生凝聚而被除去 2 1 4 弱酸性染料弱酸性染料 弱酸性染料一般弱酸性染料一般为单为单偶氮和双偶氮偶氮和双偶氮类类 溶解度中等溶解度中等 常温下在水溶常温下在水溶 液中以接近胶体的状液中以接近胶体的状态态存在存在 易被混凝除去 易被混凝除去 2 1 5 中性染料中性染料 中性染料常中性染料常见见的的为单为单偶氮偶氮 2 1 型金属型金属络络合染料合染料 中心中心络络合离子合离子为为 Co2 Cr2 等 由于中心存在金属等 由于中心存在金属络络离子离子 导导致几个苯致几个苯环环不在不在 同一个平面内同一个平面内 分子分子间较难缔间较难缔合合 染料在水中以接近真溶液的状染料在水中以接近真溶液的状态态存存 在在 即使混凝即使混凝剂剂投加量投加量较较大大 脱色率也很低脱色率也很低 1 李李硕硕文文 2 的研究表明 直接染料和的研究表明 直接染料和还还原 分散 硫化染料易通原 分散 硫化染料易通过过 化学混凝去除 脱色率高 活性染料混凝去除效果随分子量而异 分子化学混凝去除 脱色率高 活性染料混凝去除效果随分子量而异 分子 量大的易去除 量大的易去除 强强酸性染料脱色率低 弱酸性和中性染料脱色率高 阳酸性染料脱色率低 弱酸性和中性染料脱色率高 阳 离子染料用混凝离子染料用混凝剂难剂难以去除 脱色率低 以去除 脱色率低 2 2 发发色机理色机理 染料的染料的颜颜色取决于其分子色取决于其分子结结构 按构 按 Wiff 发发色基色基团团学学说说 染料分染料分 子的子的发发色体中不色体中不饱饱和共和共轭链轭链 如如 C C N N N O 的一端与含有供 的一端与含有供电电子基子基 如如 OH NH2 或吸收或吸收电电子基子基 如如 NO2 C O 的基的基团团相相连连 另一端与另一端与电电性相反的基性相反的基团团相相连连 化 化 合物分子吸收了一定波合物分子吸收了一定波长长的光量子的能量后的光量子的能量后 发发生极化并生极化并产产生偶极生偶极 矩矩 使价使价电电子在不同能子在不同能级间跃级间跃迁而形成不同的迁而形成不同的颜颜色 一般来色 一般来说说 染料染料 分子分子结结构中共构中共轭链轭链越越长长 颜颜色越深色越深 苯苯环环增加增加 颜颜色加深色加深 分子量增分子量增 加加 特特别别是共是共轭轭双双键键数增加数增加 颜颜色加深 色加深 2 3 混凝沉淀混凝沉淀 气浮气浮 法法 目前目前 在常用的印染在常用的印染废废水脱色方法中水脱色方法中 混凝沉淀 气浮 法由于技混凝沉淀 气浮 法由于技术术 投投资资省 省 设备简单设备简单 占地少等 占地少等优优点而被广泛点而被广泛应应用 用 在混凝在混凝过过程中程中 混凝混凝剂剂在水中先在水中先发发生水解 聚合等化学反生水解 聚合等化学反应应 生成生成 的水解 聚合的水解 聚合产产物再与水中的物再与水中的颗颗粒粒发发生静生静电电中和 粒中和 粒间间加加桥桥 粘附卷 粘附卷 扫扫等作用等作用 生成粗大的混凝体再生成粗大的混凝体再经经沉淀除去 沉淀除去 以上几种作用可能同以上几种作用可能同时时 产产生生 在不同的条件下某种作用可能是主在不同的条件下某种作用可能是主导导因素 因素 印染印染废废水中染料水中染料发发 色基色基团团就是通就是通过过上述的复上述的复杂过杂过程而完成脱色程而完成脱色处处理的 理的 混凝法的关混凝法的关键键 在于混凝在于混凝剂剂的的选择选择 投加量少投加量少 管理方便管理方便 并能取得最佳并能取得最佳经济经济效果的混效果的混 凝凝剂剂是最有生命力的 是最有生命力的 在印染在印染废废水中使用的混凝水中使用的混凝剂剂很多很多 大致可分大致可分为为无机混凝无机混凝剂剂和有机和有机 混凝混凝剂剂两两类类 3 1 无机混凝无机混凝剂剂 在在实际应实际应用中的无机混凝用中的无机混凝剂剂以以铁盐铁盐 铝盐为铝盐为主主 镁盐镁盐由于其特殊的由于其特殊的 吸附作用也和其它混凝吸附作用也和其它混凝剂剂复配而被广泛使用 复配而被广泛使用 李玉江李玉江 3 的研究的研究发现发现 PAFM 是一种含有是一种含有铁铁 铝铝 镁镁等多种金等多种金 属离子的新型复合混凝属离子的新型复合混凝剂剂 pH 值值在在 5 10 范范围围内内 PAFM 具有良具有良 好的混凝除好的混凝除浊浊性能 性能 PAFM 自身的自身的协协同混凝作用同混凝作用 使其具有使其具有优优良的良的 脱色效果脱色效果 且且 pH 值值适适应应范范围宽围宽 PAFM 对对成份复成份复杂杂的工的工业业印染印染废废 水具有良好的脱色效果和水具有良好的脱色效果和 COD 去除能力 去除能力 高玉宝高玉宝 4 通通过过研究 化学氧化法和化学混凝法 研究 化学氧化法和化学混凝法 发现发现 光激光激发产发产 生的复合氧化气体生的复合氧化气体较纯较纯 ClO2 具有更好的脱色效果具有更好的脱色效果 且二者且二者对对活性活性 染料染料废废水的脱色效果水的脱色效果优优于于对对分散染料分散染料废废水的脱色效果水的脱色效果 都是在都是在 pH 6 以后以后 脱色率可达脱色率可达 92 以上 以上 黄新文黄新文 6 7 研究研究发现发现 PSDC PSDC 均均为为同同时时具有混凝具有混凝 和脱色效果的新型无机高分子混凝和脱色效果的新型无机高分子混凝剂剂 具有良好的去除效果和具有良好的去除效果和储储存存稳稳 定性 且具有两个最佳脱色区定性 且具有两个最佳脱色区 一个是一个是 pH 值值在在 6 8 左右左右 另一个另一个 是是 pH 值值在在 13 左右 左右 余余莹莹 8 在在实验实验中中发现发现 将聚硅 将聚硅铝铁铝铁硼硼应应用于用于处处理印染理印染废废水水 其其 脱色效果佳脱色效果佳 透光率可达透光率可达 98 用于用于处处理生活理生活污污水水 其其 COD 的的 去除率高达去除率高达 85 且具有制 且具有制备备工工艺简单艺简单 高效 高效 矾矾花大 沉降速度快 花大 沉降速度快 污污泥体泥体积积小 脱色及去除小 脱色及去除 COD 效果良好等效果良好等优优点 点 通通过过多方面的研究及多方面的研究及实实践践证证明明 利用无机混凝利用无机混凝剂剂可以可以较较好地去除好地去除 印染印染废废水中大部分水中大部分悬悬浮浮态态染料 分散染料 染料 分散染料 还还原染料 硫化染料及水原染料 硫化染料及水 溶性染料中分子量溶性染料中分子量较较大的部分直接染料大的部分直接染料 但但对对于活性染料 金属于活性染料 金属络络合合 染料的去除效果染料的去除效果则较则较低 低 3 2 有机混凝有机混凝剂剂 由于普通的无机混凝由于普通的无机混凝剂剂在在废废水水处处理中理中药剂药剂投加量大投加量大 处处理理费费用高用高 且随水且随水质质的的变变化需改化需改变变加加药药条件条件 因此运行管理比因此运行管理比较较复复杂杂 最近几年 最近几年 的研究的研究结结果表明果表明 有机高分子混凝有机高分子混凝剂剂与无机混凝与无机混凝剂剂相比相比 具有用量少 具有用量少 pH 适用范适用范围围广 受广 受盐类盐类及及环环境条件影响小 境条件影响小 污污泥量少 泥量少 处处理效果好理效果好 等等优优良性能 目前用于印染良性能 目前用于印染废废水中的有机混凝水中的有机混凝剂剂主要分主要分为为天然和合成天然和合成 两大两大类类 3 2 1 天然有机高分子混凝天然有机高分子混凝剂剂 天然高分子混凝天然高分子混凝剂剂的主要品种有碳水化合物的主要品种有碳水化合物类类 多聚糖多聚糖类类 壳聚 壳聚 糖 甲壳素糖 甲壳素类类 微生物混凝 微生物混凝剂类剂类三大三大类类 通常使用 通常使用农农副副产产品中的有机品中的有机 高分子物高分子物质质提取制得提取制得 价廉价廉 易降解易降解 但但电电荷密度荷密度较较小小 分子量分子量较较低低 且且 易易发发生生物降解而失去混凝活性生生物降解而失去混凝活性 故使用范故使用范围围不广 不广 以价廉物丰 无毒 生物可降解的淀粉以价廉物丰 无毒 生物可降解的淀粉为为原料制得的阳离子淀粉原料制得的阳离子淀粉 在工在工业废业废水水处处理中是理中是优优良的高分子混凝良的高分子混凝剂剂和阴离子交和阴离子交换剂换剂 取代度 取代度 0 3 以下的阳离子淀粉以下的阳离子淀粉对对印染印染废废水有脱色效率高 用量少 成本低 无二水有脱色效率高 用量少 成本低 无二 次次污污染等特点 具本植等染等特点 具本植等 10 选选用用 N 环环氧丙基三甲基氧丙基三甲基氯氯化化铵铵 GTA 为为 阳离子化阳离子化试剂试剂 以以 6 LiOH 水溶液水溶液为为催化催化剂剂 控制温度控制温度 70 反 反 应时间应时间 2 h 反 反应应体系含水量体系含水量 24 6 以干法制 以干法制备备了取代度了取代度为为 0 5 的交的交联联阳离子淀粉阳离子淀粉 CCS 脱色效果可达脱色效果可达 90 左右 李旭祥左右 李旭祥 11 用用 NH4 2SO4 做引做引发剂发剂 将淀粉与丙将淀粉与丙烯腈进烯腈进行接枝共聚反行接枝共聚反应应制得制得 的改性淀粉混凝的改性淀粉混凝剂剂 用于用于处处理印染理印染废废水水 色度去除率色度去除率为为 91 以上 以上 木木质质素是天然芳香蔟化合物素是天然芳香蔟化合物 吴冰吴冰艳艳 12 利用木利用木质质素做原料素做原料 用用 季胺季胺盐单盐单体与之体与之进进行接枝聚合制得的木行接枝聚合制得的木质质季胺季胺盐盐混凝混凝剂剂 在在处处理丁酸理丁酸 染料染料废废水水时时 混凝混凝剂剂中的季胺离子与中的季胺离子与废废水中的磺酸基水中的磺酸基团发团发生化学反生化学反应应 生生 成不溶于水的物成不溶于水的物质质 从而使染料得以混凝沉降去除 从而使染料得以混凝沉降去除 当投加量当投加量为为 20 mg L 时时 色度去除率可达色度去除率可达 90 以上 以上 壳聚糖的混凝机理主要是壳聚糖的混凝机理主要是电电荷中和以及分子架荷中和以及分子架桥桥作用作用 13 甲 甲 壳素是自然界中存在的一种多糖物壳素是自然界中存在的一种多糖物质质 广泛存在于广泛存在于虾虾 蟹的外壳中 蟹的外壳中 壳壳 聚糖作聚糖作为为混凝混凝剂处剂处理理废废水水 在适当的条件下可以回用在适当的条件下可以回用 甲基壳聚糖是甲基壳聚糖是 甲壳素一种衍生物甲壳素一种衍生物 处处理印染理印染废废水的脱色率与壳聚糖相当水的脱色率与壳聚糖相当 但混凝速但混凝速 度快于壳聚糖度快于壳聚糖 且混凝物不易破碎且混凝物不易破碎 便于固体液分离 方忻便于固体液分离 方忻兰兰 14 利利 用海用海虾虾 蟹壳 蟹壳为为原料原料 制得的壳聚糖制得的壳聚糖为为阴离子型天然有机高分子混凝阴离子型天然有机高分子混凝 剂剂 用来用来处处理印染理印染废废水水 CODCr 去除率可达去除率可达 85 以上以上 形成的形成的矾矾花花 颗颗粒大粒大 沉降快 沉降快 无无论论是无机混凝是无机混凝剂剂和有机混凝和有机混凝剂剂都存在最佳都存在最佳剂剂量量 小于或大于最小于或大于最 佳投加量佳投加量 混凝效果都不好 混凝效果都不好 邹鹏邹鹏 15 通通过实验过实验得出 阳离子聚丙得出 阳离子聚丙烯烯 酰酰胺胺 CPAM 壳聚糖 三 壳聚糖 三氯氯化化铝铝的最佳投加的最佳投加质质量量浓浓度分度分别为别为 0 2g L 10g L 35g L 三者中 阳离子聚丙 三者中 阳离子聚丙烯酰烯酰胺的胺的药剂药剂最低 最低 AlCl3 使用使用药剂药剂最多 将壳聚糖与最多 将壳聚糖与氯氯化化铝铝复合复合 能大大提高能大大提高污污泥的脱泥的脱 水性能 壳聚糖能很好地水性能 壳聚糖能很好地对污对污泥泥进进行行预调预调理 使其易机械脱水 理 使其易机械脱水 其其调调 理效果好于无机的理效果好于无机的 AlCl3 但却差于 但却差于 CPAM 在采用 在采用 AlCl3 和壳聚和壳聚 糖两种混凝糖两种混凝剂剂复合复合对污对污泥泥进进行行调调理理时时 发现污发现污泥比阻泥比阻值值达到更低水平 达到更低水平 两者投加两者投加顺顺序不同序不同对污对污泥泥调调理效果也不同 理效果也不同 3 2 2 合成有机高分子混凝合成有机高分子混凝剂剂 人工合成的有机高分子混凝人工合成的有机高分子混凝剂剂 分子量大分子量大 分子分子链链中所中所带带的官能的官能团团 多多 在水中的伸展度大在水中的伸展度大 混凝性能好混凝性能好 用量小用量小 pH 值值范范围围广 广 同同时时在混在混 凝凝过滤过滤 脱水等分离操作方面都具有 脱水等分离操作方面都具有优优越的性能 越的性能 目前目前应应用最好的高分子混凝用最好的高分子混凝剂剂 PAN DCD 通通过过静静电电作用和分作用和分 子子间氢键间氢键将水中的日染料混凝 聚沉和沉降将水中的日染料混凝 聚沉和沉降 其其对对中性染料 活性染中性染料 活性染 料 酸性染料脱色效果良好料 酸性染料脱色效果良好 脱色率达脱色率达 90 以上以上 基于染料染色机理的混凝脱色机制基于染料染色机理的混凝脱色机制 邵青等合成了外邵青等合成了外观为观为无色或无色或 浅色粘稠液体浅色粘稠液体 它是一种分子它是一种分子结结构和空构和空间间形形态态与植物与植物纤维纤维以及蛋白以及蛋白质质 纤维纤维的的结结构和空构和空间结间结构相似的构相似的线线性分子 性分子 该该脱色脱色剂对剂对能染上能染上这这种种纤维纤维 的染料均具有的染料均具有强亲强亲和力和力 其印染其印染废废水的水的 COD 去除率去除率为为 50 90 色色 度去除率度去除率为为 80 99 9 孙孙云霞云霞 16 以魔芋精粉以魔芋精粉为为主要原料 用磷酸二主要原料 用磷酸二氢钠为酯氢钠为酯化化剂剂在在 尿素的催化下 合成魔芋葡甘聚糖磷酸尿素的催化下 合成魔芋葡甘聚糖磷酸酯酯新型有机高分子絮凝新型有机高分子絮凝剂剂 它 它 可可应应用于煮用于煮茧废茧废液蛋白液蛋白质质沉淀水的沉淀水的处处理 效果理 效果较较好 用量少 成本低 好 用量少 成本低 是中新型的水的是中新型的水的净净化化剂剂 合成有机高分子混凝合成有机高分子混凝剂虽剂虽然具有良好的混凝性能然具有良好的混凝性能 但由于残留但由于残留单单 体毒性体毒性 限制了它的食品加工 限制了它的食品加工 给给水水处处理及理及发发酵工酵工业业等方面的等方面的发发展 展 今后今后应优应优化开化开发发无毒有机高分子混凝无毒有机高分子混凝剂剂的合成工的合成工艺艺 从而使开从而使开发发的新的新 产产品效果更好品效果更好 成本更低成本更低 应应用面更广 天然高分子改性阳离子型混凝用面更广 天然高分子改性阳离子型混凝 剂剂 具有具有优优良的混凝性 不致病性及安全性 可生物降解性良的混凝性 不致病性及安全性 可生物降解性 正引起世正引起世 人的普遍关注人的普遍关注 根据我国国情根据我国国情 开开发发天然高分子混凝天然高分子混凝剂剂是大有前途的 是大有前途的 4 混凝混凝处处理在不同染料理在不同染料废废水的水的应应用用 焦化焦化废废水水量大 水水水量大 水质质复复杂杂 含有焦油 苯 酚 氟化物 氨氮 硫 含有焦油 苯 酚 氟化物 氨氮 硫 化物等化物等污污染物 是一种典型的含有大量有毒有害物染物 是一种典型的含有大量有毒有害物质质的工的工业废业废水 水 李李 义义久久 17 的研究的研究发现发现 以聚三 以聚三氯氯化化铁为铁为混凝混凝剂剂 PAM 为为助凝助凝剂剂 新 新 型复合型复合氯氯氧化氧化剂剂量量 SD101 为为催化氧化催化氧化剂剂 在 在 pH 为为 6 5 7 0 水 水 温温为为 30C 条件下条件下处处理理 3 小小时时 能有效降低 能有效降低废废水色度 水色度 吴敦虎吴敦虎 18 通通过过混凝法脱色混凝法脱色试验发现试验发现 对对 pH 4 5 6 5 COD 6000 17000 mg L 1 色度 色度 100 350 倍 倍 SS 200 6500 mg L 1 外 外观观呈呈蓝蓝紫色的油墨紫色的油墨废废水 在混凝水 在混凝剂为剂为 聚合聚合氯氯化化铁铁 投投药药量量为为 100 mg L 1 pH 适用范适用范围为围为 4 8 5 5 助凝 助凝剂为剂为阳离子聚丙阳离子聚丙烯酰烯酰胺胺 分子量分子量为为 1500 万万 离子度离子度 40 投投 药药量量 0 4 mg L 1 时时 处处理后的理后的废废水脱色率达到水脱色率达到 97 0 以上 以上 由于制由于制浆浆中段中段废废水中含有大量水中含有大量难难于被微生物降解的木素衍生物 于被微生物降解的木素衍生物 使制使制浆浆中段中段废废水色度深和水色度深和难难于被微生物脱色 莫立于被微生物脱色 莫立焕焕 19 研究研究发现发现 混凝法是降低木混凝法是降低木浆浆中段中段废废水色度的有效方法 但是需要水色度的有效方法 但是需要进进一步研究开一步研究开 发发高效价廉的混凝高效价廉的混凝剂剂 尤其是无机和有机复配的高效混凝 尤其是无机和有机复配的高效混凝剂剂更更值值得关得关 注 注 周周书书天天 20 采用湿式采用湿式过过氧化氧化氢氢氧化氧化 铁铁屑屑过滤过滤 混凝技混凝技术处术处理理 高高浓浓度偶氮染料度偶氮染料废废水水 COD 和色度的去除率分和色度的去除率分别别高达高达 85 和和 99 湿式湿式过过氧化氧化氢氢氧化氧化处处理理过过程受温度 硫酸投量 程受温度 硫酸投量 Fe2 投量 投量 H2O2 投量的影响投量的影响 反反应应温度温度对对 COD 和色度的去除率影响和色度的去除率影响较较大大 COD 去去 除率的增加与除率的增加与 H2O2 投量成正比投量成正比 色度的去除率随色度的去除率随 COD 的增高的增高 而增大 而增大 各种染料各种染料废废水都具有不同的特点 水都具有不同的特点 处处理理废废水水时应时应先弄清其水先弄清其水质质其其 特性 特性 选择选择最合适的混凝最合适的混凝剂剂及混凝工及混凝工艺艺 才能达到最佳 才能达到最佳处处理效果 理效果 4 1 废废水脱色的混凝水脱色的混凝组组合合处处理理 染料染料废废水的脱色水的脱色处处理理 由于由于经济经济等方面的原因采用等方面的原因采用单单一方法往往不一方法往往不 能达到能达到处处理要求 此外理要求 此外 染料染料废废水水处处理除色度外理除色度外还还包括包括 SS COD BOD 等多等多项项指指标标要求 因此要求 因此 采用采用组组合方法是完全必要合方法是完全必要 的 的 混凝脱色混凝脱色 CASS 处处理工理工艺艺 是以生化是以生化为为主主 辅辅以物化生物以物化生物结结合合 的的处处理流程理流程 不不仅仅去除了大部分色度去除了大部分色度 而且而且对对于部分不可生化的中高于部分不可生化的中高 浓浓度度 COD 有机物有机物质质有有较较好的去除效果 柳景昌好的去除效果 柳景昌 21 通通过过研究研究发现发现 该该技技术术用于用于绒线绒线印染印染废废水水处处理理对废对废水中的色度 水中的色度 COD 有很好的去除有很好的去除 效果 去除率分效果 去除率分别别可达可达 91 85 97 49 和和 81 89 87 58 pH 和和 SS 的去除率分的去除率分别别达到达到 5 81 7 79 和和 7 18 24 49 之之间间 处处理后的理后的废废水可以达到国家排放水可以达到国家排放标标准 准 制革制革废废水中含有的染料 油脂 有机溶水中含有的染料 油脂 有机溶剂剂 酚 酚类类化合物和表面活性化合物和表面活性 剂剂等等污污染物染物 如果只依如果只依赖单赖单一的一的处处理工理工艺艺往往往往难难以达到排放以达到排放标标准准 在在 实际废实际废水水处处理工程常是采用多种方法理工程常是采用多种方法结结合合 以充分以充分发挥发挥各种各种处处理工理工艺艺 的的优势优势 取得最佳的效果 取得最佳的效果 郑郑新萍新萍 22 采用混凝沉降采用混凝沉降 生物膜法生物膜法处处理理 蓝蓝湿牛皮制革湿牛皮制革废废水 通水 通过过工程工程实实践践证证明 明 该该法法对废对废水水 COD 和和 BOD 的去除率可达的去除率可达 94 以上以上 且且对废对废水的脱色效果良好 水的脱色效果良好 裘祖楠裘祖楠 23 开开发发的同步吸附的同步吸附 混凝混凝 氧化氧化处处理法工理法工艺艺 利用吸 利用吸 附附剂剂 氧化 氧化剂剂 混凝 混凝剂剂的共同反的共同反应应作用以及空气鼓泡作用以及空气鼓泡搅搅拌 拌 对对主要含主要含 有阳离子染料和阴离子染料的染色有阳离子染料和阴离子染料的染色废废水治理 效果良好 水治理 效果良好 CODcr 去去 除率及排放水色度均有除率及排放水色度均有较较大的改善 大的改善 氧化法氧化法对亲对亲水性染料脱色速度快 效果好水性染料脱色速度快 效果好 对对疏水性染料疏水性染料则则速度速度 较较慢慢 效果也效果也较较差差 混凝混凝处处理效果理效果则则恰恰相反 两者恰恰相反 两者结结合合使用使用 可取可取 得良好的脱色效果 得良好的脱色效果 张张楠楠 24 的的实验实验表明表明 应应用混凝用混凝 氧化氧化处处理染料理染料 废废水脱色率高达水脱色率高达 95 以上以上 处处理后的水理后的水样样接近无色透明 采用新接近无色透明 采用新 型混凝型混凝剂剂 PSA 与普通混凝与普通混凝剂剂相比相比 所需用量要低得多所需用量要低得多 且且对废对废水水 中的色度和中的色度和浊浊度去除快度去除快 脱色效率高达脱色效率高达 96 3 各种脱色方法比各种脱色方法比较较分析分析 可以看出每种可以看出每种处处理方法从技理方法从技术术性性 经济经济性性 实实用性以及可操作性上都存在一定的缺陷用性以及可操作性上都存在一定的缺陷 因此在因此在实际实际工程中工程中应该应该按按 照具体条件和要求照具体条件和要求 合理合理选择选择工工艺组艺组合 合 5 染料染料废废水脱色新技水脱色新技术术 国外国外对对臭氧 紫外法 臭氧 臭氧 紫外法 臭氧 红红外法 臭氧 生化法 湿式空气氧外法 臭氧 生化法 湿式空气氧 化法 萃取法 化法 萃取法 C 射射线辐线辐射法的研究均有相当射法的研究均有相当进进展展 其中其中 C 射射线辐线辐射射 可加可加强强后后续续混凝混凝处处理效果理效果 大大提高大大提高对对阳离子染料的去除率 阳离子染料的去除率 对对高高浓浓 度 高度 高盐盐含量的染料含量的染料废废液 母液液 母液 蒸蒸发浓缩发浓缩后焚后焚烧烧 必要必要时时加入加入辅辅助助 燃料燃料 也是国外也是国外处处理染料理染料废废水的重要方法 膜分离技水的重要方法 膜分离技术术与其他与其他处处理理 技技术结术结合 有可能形成合 有可能形成废废水深度水深度处处理及回收利用极有前途的物理化学理及回收利用极有前途的物理化学 处处理新技理新技术术 肖瑞德肖瑞德 25 通通过过在硫酸在硫酸铁铁分子簇的网分子簇的网络结络结构中引入某些脱色基构中引入某些脱色基 团团 形成一系列新型无机形成一系列新型无机 有机高分子脱色混凝有机高分子脱色混凝