高级氧化技术处理染料废水的研究进展

高级氧化技术处理染料废水的研究进展刘琰,孙德智(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090)[摘要]由于染料废水中含有高浓度难降解有机污染物,对其有效处理一直是个难题。综述了近几年国内外采用湿式氧化法、Fenton法、光化学与光催化氧化法、电化学法、臭氧氧化法、微波辅助氧化法和超声氧化法等高级氧化技术处理染料废水的进展情况,并指出了高级氧化技术在染料废水处理中的发展趋势。[关键词]染料废水;废水处理;高级氧化[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2006)06-0001-05Abstract:Agreatdealofinteresthasbeenfocusedonthetreatmentofdyewastewaterbecauseithascharacteristicsofthehighconcentrationandexcessivenon-biodegradationorganicpollutants.Theresearchprocessfordyewastewatertreatmentbyadvancedoxidationprocesses,suchaswetoxidation,Fenton,photo-catalyticoxidation,electro-chemicaloxidation,ozoneoxidation,microwaveinducedoxidation,ultrasonicoxidationandsoon,issummarized,andsuggestionsandprospectsareproposed.Keywords:dyewastewater;wastewatertreatment;advancedoxidationprocessStudyprogressofdyewastewatertreatmentbyadvancedoxidationprocessesLiuYan,SunDezhi(SchoolofMunicipal&EnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China)[基金项目]国家重点基础研究发展计划973项目(2004CB418505)第26卷第6期2006年6月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.26No.6Jun.,2006专论与综述近年来,染料制备工业和染料的使用得到了飞速发展。据美国染料索引(ColorIndex),商品染料已达数万种之多。全世界每年随废水排放到环境中的染料约6万t〔1〕。由于染料废水具有有机物浓度高、可生化性差甚至有生物毒性等特点,使得传统的生物法对其处理难以达到理想的效果。而由于高级氧化技术可产生具有强氧化性的羟基自由基(HO·),能使许多结构稳定,甚至很难被微生物分解的有机分子转化为无毒无害的可生物降解的低分子物质,反应终点产物大部分为二氧化碳、水和无机离子等,并且无剩余污泥和浓缩物产生,因此,近年来该技术成为处理染料废水的研究热点。笔者将近几年国内外使用高级氧化技术处理染料废水的研究进展进行归纳概括,以期对同行的研究起到抛砖引玉的作用。1湿式氧化法湿空气氧化技术(WAO)是由F.J.Zimmerann在1944年研究提出,并在1958年首次将WAO用于处理造纸黑液废水,COD去除率达90%以上〔2,3〕。但由于该技术需要较高的反应温度(125~320℃)、压力(0.5~20MPa),和较长的停留时间,尤其是对于某些难氧化的有机物,反应要求更为苛刻,因此自20世纪70年代以来,在WAO基础上发展起来了一系列新技术〔4〕,如使用高效、稳定催化剂的催化湿式氧化技术(CWAO),以及使用过氧化氢作氧化剂的催化湿式过氧化物氧化技术(CWPO)等。目前催化湿式氧化法的研究热点主要集中在高效、稳定的催化剂的制备上。邱祖民等〔5〕以γ-Al2O3为载体,制备了负载过渡金属氧化物的催化剂,以H2O2为氧化剂,对酸性大红模拟染料废水进行处理,结果表明,经过2h的处理,染料废水的COD去除率超过70%,色度去除率达99%。研究中发现,过渡金属氧化物中CuO有较高的催化活性,Mn、Ni等金属的氧化物几乎无催化活性。陈颖等〔6〕在活性炭上负载Ni-Cu-K,制得1活性炭催化剂,用空气氧化模拟染料废水活性红X-3B,结果表明,负载在活性炭上的金属离子起到了催化氧化的作用,较未负载活性炭的COD去除率和脱色率提高30%。M.Neamtu等〔7〕采用离子交换技术制备了Fe/Y-沸石催化剂,研究了其在CWPO工艺中催化降解偶氮染料活性黄84的催化活性。研究表明,在反应温度为50℃,反应压力为常压下,投加1g/L催化