物理化学法处理印染废水模式的分析

雷枋喜

（上饶幼儿师范高等专科学校，江西 上饶 334000）

随着我国经济不断发展并进入新常态，纺织工业也开始有了质的飞跃，印染废水也成倍增加。有数据显示，我国的主要废水是由印染废水组成，排放量约为3.0×109t/年，占纺织废水95%。由于印染废水的成分十分复杂，含有的污染物质会对人类、土壤、空气产生严重的影响，如有机化合物、环境无法分解的有毒物质等。因此，如何较好地处理印染废水已经成为当下的首要任务。但目前，我国印染废水的回收率约为10.00%，远低于印染规划行业规定的35.00%的废水回收率，在如今缺水的情况下，加剧了我国缺水与加快经济发展的矛盾。想要解决这一废水难题，就要寻找相应的方法，这对于规范处理印染废水、印染废水工程化处理都非常重要。因此，本研究重点对当前印染废水的理化工艺、改进和优化处理工艺、印染工艺进行分析和综述。

1 物理法处理印染废水模式

1.1 活性炭吸附方式

吸附作为物理处理废水的一大捷径，已经被广泛应用到其他污染物处理回收过程中。吸附方式的原理是利用合适的吸附剂所具有的特殊的表面积将杂质进行吸附，例如某学者使用废旧布袋活性炭对印染废水进行深度处理，发现其对废水杂质的去除率高达87.00%。有学者通过实验对比发现，市面上常见的物理吸附剂只能简单地去除杂质，无法达到显著的吸附效果，同时还发现，将市面上常见的吸附物质进行改性，能够在很大程度上提高物质的吸附能力。某学者发现，与未改性壳聚糖相比，聚氯化铝改性后的聚糖分布得更加合理，粒径更均匀，表面能够带入更多的氧离子形成吸附，并促进沉淀。这种经过实际改良后的废水，去除杂质的效果远高于实际未改动的吸附剂。不同的吸附方法有不同的处理优势，这也是能够将废水漂白的重要方法。例如在实验过程中，某学者发现了一种新的吸附方法，可以将废水杂质去除得更加彻底，而吸附法起到了重要的处理作用，印染废水杂质的去除率超过62%，且废水达到了《物质排放标准》[1]。

1.2 混凝法

混凝法也是物理净化方法之一，是通过混凝剂本身所产生的一系列物理效应将污染物去除，如吸附交联效应、泥沙净化效应。目前，在处理印染废水过程中，主要使用的是有机、无机和复合型混凝剂，包覆效果好，去除率分别达到92.49%和84.47%。然而，对于废水处理来说，复合型混凝剂是处理印染废水效果最好的一种混凝剂。如有学者发现，聚合铝铁（Ⅱ）镁化学混凝剂在废水处理时有明显的除杂作用，对杂质的去除率和色度有显著影响。某学者通过芬顿混凝法综合发挥Cu2+的氧化、混凝、沉淀作用，反应速度快，且这种混凝剂可以去除水中95%杂质[2]。因此，将混凝法和其他方法进行结合，是混凝法实际应用和废水细化处理研究的主要方向。然而，使用混凝剂后的处理和再利用是混凝剂应用研究的其他方面。

2 化学法

2.1 电化学法

电化学法主要是在施加电场时，在电场和电压的作用下，电极开始产生局域强还原力的氧化基团，之后进行氧化还原反应，开始水净化过程。铁碳的微电解和氧化是印染废水电化学处理的两种处理类型。氧化还原反应不仅可以直接分解掉小分子物质和可生物代谢的物质，还能将高分子量有机污染物分解成微小的物质，目的是提高废水的可利用性，具有较高的废水处理效果。有学者采用了化学氧化法对高度复杂化的印染废水进行综合处理，结果显示，印染废水的纯度和杂质去除率可达70.00%和80.00%[3]。还有学者研究显示，电化学法与活性炭的联合工艺，将高浓度碳化废水的杂质和色度纯化程度，从电化学法的65.00%和85.00%分别提高到90.00%和95.00%。所以，以电化学法为基础的研究过程是提高净化工程应用效率最重要的研究方向。一般来说，对阳极材料的氧化性能研究是电化学氧化工程应用的重点之一，因为阳极是发生氧化还原的氧化反应区域。研究显示，Cu的改性颗粒电极和DSA电极组成了相互不一致的3个维度，该电极系统显著提高了化学氧化催化的实际效率，电化学废水杂质和色度去除程度达到了52.00%和64.00%。同时，如何对电极进行优化改装也是需要重点考虑的问题。有学者揭示了双极三维电极在印染中的漂白率，废水杂质的去除率和色度纯化过程可达78.50%和76.60%[4]，其在运行前的30 min内耗电量很高。因此，优化电极设计对于提高反应电流效率和降低电极极化非常重要。

2.2 光化学氧化法

光化学氧化法，顾名思义，就是通过光的照射作用对水体杂质进行消杀，使电子（e-）从原来的状态受到能量后层级跃迁到其他的能量带中，进而催化水中的水分子产生OH-。OH-具有强大的氧化作用，可以捕捉到跃迁的电子并且产生强烈的活性，这种强大的能量可以帮助分解污染的有机物。这种方法是目前应用效果最佳的方法之一，因为本身消耗能量少、成本低且效率很高。目前，废水氧化剂有多种，如SnO、ZnS等，具有反应效率高、稳定性高、与光直接反应等特点。某学者研究发现，UV-TiO2联用的光催化氧化印废水对COD和ADMI 7.6的去除率分别达到75.00%和53.00%。因此，在未来的研究中也应该大力运用光化学氧化方法，将这种方法进行普及。

一般来说，光化学氧化法就是处理水体的基础方法，可以作为基础手段进行深入研究。但是如果将前面提到的物理方法与其进行结合，也可以作为光化学氧化法的改进方向之一。某学者发现，利用微波合成的一种新型光化学氧化法对印染废水的处理效率能达到82.00%，即使回收5次，其活性仍与第一次相同，而且稳定性非常好。此外，许多研究表明，不仅简单的紫外线可以满足对水体物质的消杀，将其他多元素催化剂与之相结合也能提高光化学的反应效率。某学者研究表明，在紫外线的基础上对光化学氧化法进行处理可以得到更好的处理效果[5]。

3 研究展望

因此，要寻找环保、廉价、高效的废水处理材料，不断提升处理工艺的反应条件，减少技术使用的成本，重视材料使用后回收和处置的研究。废水处理材料是物理方法中的吸附混凝剂和过滤膜，也是化学方法中氧化剂和催化剂等技术应用的基础。如今，废水处理材料的成本及其操作的复杂性使得技术难以实现工程应用，所以，探索高效、环保、廉价的废水处理材料，对提高生产效率十分重要，同时，还要不断精简工艺步骤。当前，对于印染废水技术处理机制的研究还停留在宏观预测阶段，对微观反应机制的研究还比较薄弱，技术研究还有待加强，要不断优化处理手段，加强优化流程和工程实施，改进布局和提高应用效率。