制革行业生产过程中废水产生量大,废水中难降解物质含量高、色度深、成分复杂,是我国工业废水治理的重点之一。近年来,制革废水脱色研究十分活跃,采取的脱色方法种类较多,生产工艺中运用的脱色方法不同取得的脱色效果也不同。
一、脱色方法
(一)吸附脱色
吸附脱色是采用活性炭、有机膨润土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,废水通过由其颗粒状物质组成的滤床,使废水中色度等污染物质吸附于多孔物质表面而去除。
①活性炭吸附
活性炭作为一种优良吸附材料,目前是制革废水的吸附材料。活性炭对制革废水所含色度吸附率高,可以有效去除废水中所含的活性染料体、碱性染料体、偶氮染料体,甚至可以吸附某些重金属离子。由于活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强,限制了大分子及疏水性染料体的内扩散,只适用于废水中分子量不超过400的水溶性染料体脱色,对大分子或疏水性染料体的脱色效果较差,更不能吸附悬浮固体(SS)及不溶性染料体。活性炭虽然去除色度和COD的效果优良,但价格较贵,加之再生困难,因此一般只应用于浓度较低的制革废水处理或深度处理。
②其它物质吸附
除活性炭外,膨润土、麦饭石、粉煤灰等对制革废水也有较好的吸附作用。
⑴膨润土吸附膨润土是以蒙脱石为主要成分的黏土,其颗粒表面存在正、负电荷,在制革废水处理中强化了吸附作用。试验中膨润土的脱色率可达90%以上,COD去除率高达86%,并具有操作简单,周期适中,易再生和投资少等特点。
⑵麦饭石吸附麦饭石对水溶性染料体具有良好的脱色效果和COD去除效果,特别是对耐酸染料体吸附作用较强。我国麦饭石资源丰富,开辟麦饭石吸附脱色技术,前景广阔。
⑶粉煤灰吸附粉煤灰作脱色的吸附材料,对活性染料脱色率在60%左右。但投资和运行费用明显低于活性炭,因此,在经济上较为合理。
(二)氧化还原脱色
氧化还原脱色是借助氧化剂来破坏制革废水中染料体的共轭体系或发色基团,主要有臭氧氧化、电化学氧化等,是制革废水脱色处理的有效方法。
①臭氧氧化
臭氧是良好的脱色氧化剂,对于含水溶性染料体的制革废水脱色率很高,对含分散染料体的制革废水也有较好的脱色效果,但对其它以悬浮状态存在于废水中的染料体脱色效果较差。在酸性条件下(pH<3),臭氧氧化平均脱色率可达97%,COD去除率亦可达90%。臭氧氧化也可以与其它处理技术结合应用,如:臭氧?电解法可使酸性染料体的脱色率比单纯臭氧处理提高25%~40%,可使碱性及活性染料体的脱色率比单纯臭氧处理提高10%。臭氧?紫外辐射或电离辐射法也可提高染料体的脱色效率。由于臭氧氧化对染料体适应性广、脱色效率高,同时臭氧在废水中的还原产物以及过剩臭氧能迅速在溶液和空气中分解为O2,不会对环境造成二次污染。近年来臭氧氧化在制革废水的脱色处理中得到广泛的应用,但臭氧氧化运行费用相对偏高。
②电化学氧化
电化学氧化脱色目前仍处于实验阶段,分为直接电化学氧化脱色和间接电化学氧化脱色。直接电化学氧化脱色受染料体结构的限制不大,对制革废水中各种染料体的脱色率都很高。间接电化学氧化脱色对高色度偶氮制革废水脱色率较高,而对含酞菁和蒽醌结构的高浓度制革废水的脱色效果较差。
(三)混凝脱色
混凝脱色是通过混凝剂完成的。在混凝过程中,混凝剂在水中先发生水解、聚合等化学反应,生成的水解、聚合产物再与水中的颗粒发生静电中和、粒间加桥、粘附卷扫等作用,生成粗大的混凝体再经沉淀除去。制革废水中染料体发色基团就是通过上述过程而完成脱色处理的。制革废水脱色中使用的混凝剂很多,大致可分为无机混凝剂和有机混凝剂两类。
①无机混凝剂
无机混凝剂以铁盐、铝盐为主,生产中可以较好地去除制革废水中大部分悬浮态染料体、分散染料体、还原染料体、硫化染料体及废水中分子量较大的染料体,但对于活性染料体、金属络合染料体的去除效果则较低。由于普通的无机混凝剂在废水处理中药剂投加量大,处理费用高,且随水质的变化需改变加药条件,因此运行管理比较复杂。
② 有机混凝剂
有机混凝剂分为天然混凝剂和合成混凝剂两大类。
⑴天然混凝剂
天然混凝剂的主要品种有碳水化合物类(多聚糖类),壳聚糖、甲壳素类,微生物混凝剂类三大类,通常由农副产品中的有机高分子物质提取制得,价廉、易降解,色度去除率在90%左右。但电荷密度较小、分子量较低、易失去混凝活性,故应用范围不广。
⑵合成混凝剂
合成混凝剂分子量大,分子链中所带的官能团多,在水中的伸展度大、混凝性能好、用量小、pH值范围广。对制革废水所含的中性染料体、活性染料体、酸性染料体脱色效果良好,脱色率达90%以上。
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