光催化氧化法在印刷废水处理中的应用

李乐利 孔巧凤 谢颂专

摘要：印刷行业是我国传统加工型工业，在印刷制品的生产过程中会产生大量水质复杂、色度大、难降解、有机污染物含量高、COD值高以及难生物降解的印刷废水，对生态环境和人类健康构成极大威胁。光催化氧化技术是一种绿色环保的高级氧化技术，可实现印刷废水中污染物的有效降解，符合绿色印刷理念，有助于推动印刷行业的绿色、健康发展。

关键词：光催化氧化法; 印刷废水; 高级氧化; 油墨; 降解

引言

近年来，随着人们对印刷制品种类和质量需求的提高，印刷行业得到了飞速发展。在印刷制品的生产过程中也产生了大量威胁生态环境和人类健康的印刷废水。印刷废水是一类难处理的工业废水，亟需采取相应的处理措施对其进行处理，使其达标排放。光催化氧化法是印刷废水的处理方法之一，是一种绿色环保的水处理技术，探究光催化氧化法对印刷废水的处理效果可为印刷行业废水的处理提供参考依据。

1 印刷废水概述

印刷包装企业的主要产品涉及报纸、书刊、杂志、包装袋、包装盒等印刷制品，在这些印刷制品生产过程中会产生含油墨、有机溶剂、有机颜料、废机油、浆胶以及设备清洗液等印刷废水。具体来说，印刷废水的污染物主要来源于三个方面：a. 制版过程中洗版液、显影液;b. 废弃油墨的溶剂、重金属和有机颜料;c. 作为承印物的纸张在制备过程中产生的废水。印刷废水表现为水质复杂、色度大、难降解、有机污染物含量高、COD值高以及难生物降解等特点。印刷废水如果未经处理直接排放到自然环境，将会对生态环境和人类健康构成极大的威胁。

2 光催化氧化法在印刷废水处理中的应用

印刷废水的处理技术包括电化学法、混凝法、超滤法、活性污泥法、厌氧-好氧组合生化法以及高级氧化法等。高级氧化法的主要特征是通过产生具有强氧化能力、非选择性的羟基自由基来降解各种污染物的化学氧化技术。高级氧化的技术种类较多，其中，光催化氧化法是最常用的高级氧化技术。光催化氧化法是以半导体为催化剂，以光为能量，将有机污染物降解为二氧化碳和水的高级氧化技术。目前，光催化氧化法已被证实可用于印刷废水的处理。纳米二氧化钛（TiO2）因具有催化活性高、化学性质稳定、氧化能力强、价格低廉、无毒等优点，被广泛应用于污染物的光催化降解反应。如龚苏宁等[1]系统考察了GO（氧化石墨烯）-TiO2复合光催化剂对FeSO4（混凝剂）和PAM（助凝剂）预处理后印刷废水的处理效果，结果显示当混凝剂投加量为0.6 g/L，助凝剂投加量为5 mg/L，GO配比为3%，光催化剂用量为0.8 g/L时，印刷废水COD和色度的去除率分别可达88.4%和90.1%，实现了印刷废水的有效处理。冷彩凤等[2]探究了TiO2对混凝预处理后胶印油墨废水的光催化效能，实验结果表明，在pH值为5的条件下，当TiO2质量浓度为0.4 g/L，紫外光照时间为40 min时，光催化剂对胶印油墨废水的处理效果较好，且COD和色度的去除率分高达90%以上，可实现废水的达标排放。光催化氧化法可以实现印刷废水中污染物的有效降解，符合绿色印刷理念，有助于推动印刷行业的绿色、健康发展。但是光催化氧化法降解印刷废水还存在光利用率低、反应速率慢、催化剂回收困难等等缺陷，导致该技术无法工程化推广应用，未来仍有很大的学术研究空间。

3 结语

作为我国传统加工型工业，印刷行业在我国经济发展中占据着十分重要的地位，然而印刷行业产生的废水却是威胁生态环境和人类健康的一类废水。近年来，随着国家对环保力度的加强以及对印刷废水排放标准的提高，亟需研发高效、绿色、环保的水處理技术实现印刷废水的有效处理，推动印刷行业的绿色发展，同时，印刷界也需要提高战略高度，增强环保意识，倡导绿色印刷理念，力争在印刷制品的生产过程中减少印刷废水的排放。

参考文献

[1] 龚苏宁， 王业明， 刘荣桂. GO-TiO2复合光催化剂深度处理印刷废水研究[J]， 数字印刷 2020， 5： 90-97.

[2] 冷彩凤， 王崟， 任龙飞. 光催化氧化法处理胶印油墨废水的研究[J]. 包装工程， 2016， 37（23）： 181-185.

作者简介

李乐利（1987-），男，工程师，山东青岛，青岛日报报业集团，研究方向：印刷过程污染物控制。

通讯作者

李乐利（1987-），男，工程师，山东青岛，青岛日报报业集团，研究方向：印刷过程污染物控制。