本文论述了颜料废水的特点及目前颜料废水采用的处理方法。颜料废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法,并对各处理方法进行了介绍。其中物理法主要有混凝法、吸附法;化学法主要有臭氧氧化法、芬顿试剂法;生物法主要包括好氧生物法和厌氧生物法。对各种处理方法的优缺点进行了比较,同时提出了颜料废水处理的研究方向。
物理法:
混凝法是处理颜料废水常用的方法,它是利用混凝剂破坏废水中细分散或胶体的稳定性,使颗粒相互聚集,形成易去除的大絮凝体,利用重力使其分离[2]。奚伟国[3]等采用絮凝剂-吸附组合工艺处理淮安某公司的高浓度染料废水, 采用聚合氯化铁和聚合氯化铝两种絮凝剂。试验结果表明聚合氯化铝的脱色效果较聚合氯化铁好, 脱色率达到90.2%,聚合氯化铝最佳投放量为0.0375kg/L。通过絮凝沉淀-活性炭吸附组合工艺使得原废水的浊度从460NTU 下降到21.5NTU,浊度的去除率为96%,脱色率达到99%以上,处理效果明显。
混凝法的主要优点是工艺简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积小、对疏水性染料脱色效率高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差,还会产生二次污染。
吸附法:
吸附法是将活性炭、黏土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床,使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。祝均林[4]等采用煤渣作为吸附剂对酸性橙Ⅱ 模拟废水进行吸附脱色处理,效果良好,在最佳的反应条件下,脱色率可达97%以上,其最佳条件为过120 目筛的煤渣,吸附时间为120min,煤渣用量为20g/L,其缺点是泥渣产生量大,且进一步处理难度大。
化学法:
臭氧氧化法处理印染废水,主要用于脱色。费庆志[5]等对臭氧氧化降解染料废水进行了研究,结果表明臭氧氧化能去除高浓度难生化染料废水的有机物质, 对初始浓度为200mg/L 的直接绿染料, 进行60min 的臭氧氧化,CODcr 去除率达到78%, 并且臭氧氧化技术可以提高高浓度难生化降解染料废水的可生化性,对分散蓝染料臭氧氧化30min 后,B/C 值由开始的0.03 提高到0.18, 说明可生化性得到了很大提高。
臭氧氧化法的主要优点是氧化能力强,对脱色、杀菌、去除有机物和无机物都有显著的效果;不会产生二次污染;操作管理比较方便。缺点主要是造价高,处理成本高。
芬顿试剂法:
Fenton 试剂是利用亚铁离子和过氧化氢的组合, 是一种强氧化剂。能够氧化处理难以生物降解的有机物。王喜全[6]等采用Fenton 法深度处理颜料废水, 在废水的初始pH 为7、H2O2/Fe2+wei 4:1、H2O2的投加量为0.05mol/L, 反应时间为3.5 小时时染料废水生化出水的CODcr 的去除率和H2O2的利用率较高, 其CODcr 的去除率可达81.3%。
Fenton 法是一种常用的化学处理法,具有有机物去除率高、处理效果好、反应速度快、操作简单等优点;但H2O2在运输中易分解二导致氧化效率较低,导致处理费用高的问题。
生物法:
好氧生物处理法是在有氧的情况下,通过活性污泥的吸附、氧化还原过程把有机物氧化成H2O、CO2。孔峰[7]等研究SBR 处理法处理颜料中间体高浓度有机废水,结果表明,当MLSS 为2~4g/L,SBR 的周期为8h, 进水CODcr 为1.2g/L,pH 为7.0~8.5 时,CODcr 的去除率可达70%。好氧法对颜料废水的COD 去除效果明显,但对色度的去除率不太理想,并且耗能较多,污泥产量也大,给后续处理带来困难。
厌氧生物处理法:
厌氧生物处理法既能去除部分有机物,又能降解结构复杂的有机物,提高其可生化性。竺建荣[8]等对厌氧法处理染料废水进行试验研究,试验结果表明,对所研究的染料废水,厌氧法具有很好的处理效果。进水CODcr 为1150~1300 mg/L、色度500 倍的染料废水,厌氧段停留6~10h,可以去除60%以上的CODcr,色度降到50~100 倍。厌氧法能耗较低,污泥生成量小。但是,厌氧法代谢慢,停留时间长,容器体积大。
厌氧-好氧生物联合处理法:
好氧生物处理和厌氧生物处理由于各有一定的缺陷,用好氧法和厌氧法单独处理染料废水效果不太理想, 现在已经逐渐转向厌氧-好氧联合处理,以期达到最佳处理效果。阚宵[9]采用内电解-厌氧-好氧组合工艺处理染料化工废水。在全工艺的流程下,CODcr 的去除率达到99.3%以上,色度的去除率达到99%以上。
生物处理法具有应用范围广、处理量大、成本低等优点,但对处理颜料废水也有明显的缺点:微生物对营养物质、pH 值、温度等条件有一定的要求,难以适应颜料废水水质波动大、染料数量繁多、毒性高等特点。但存在占地面积较大,不易净化彻底,色度和COD 不易达标等缺点,通常要和其他物化方法配合使用