高级氧化技术治理偶氮染料废水

··7第04期高志谨1秦兵杰1赵丽1任思蒙2朱子涵1(1中北大学化工与环境学院2材料与工程学院)摘要：高级氧化技术治理印染废水具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点，已引起各国重视并相继开展了研发。本文综述了近几年国内外采用湿式氧化法、Fenton法、光催化氧化法、电化学法、臭氧氧化法、微波辅助氧化法、生物法等高级氧化技术及各种方法的研究进展。文章提出了将光催化氧化技术与生物技术相耦合，电化学技术与生物技术相耦合的方法,。这种耦合技术治理偶氮染料废水将具有广阔的而应用前景。关键词：高级氧化技术偶氮染料废水处理中图分类号：X791文献标识码：A文章编号：T1672-8114(2013)04-007-04前言偶氮染料是印染工艺中应用最广泛的一类合成染料，在特殊的情况下可分解产生20多种致癌芳香胺，经活化可改变人体DNA结构，引起病变甚至诱发癌症，但偶氮染料成分复杂、化学性质稳定、不易处理。科研工作者对于偶氮染料废水的治理进行了大量的研究。本文简述了高级氧化技术治理偶氮染料废水的基本方法，并介绍了各种方法的研究进展。1湿式氧化法湿式氧化法指在高温高压和催化剂作用下，用氧化剂对难降解有机物进行深度氧化，但高温、高压的条件限制了这种方法法的大范围应用。因此，选择更温和的条件和催化剂成了改进的目标，从而促进了常温常压湿式氧化技术的发展。AnuragGarg[1]、赵彬侠[2]、J.Mikulova[3]、史玲等[4]都在此方面进行了研究。如史玲等以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂，以H2O2为氧化剂处理甲基橙废水，由实验得出，当Fe2O3/γ-Al2O3和H2O2的投加量分别为30g/L和0.825g/L时，处理4h后，废水的脱色率达到80%以上，COD去除率为78.57%，总有机碳TOC去除率达83.20%，常温常压下也得到了较好的处理结果。2Fenton法Fenton试剂处理染料废水可有效产生OH，是一种有效降解废水中有机污染物的方法，但此法的缺点是处理后Fe2+较多且再生困难。为此，各种改进技术相继产生，如阴极电Fenton法、非均相Fenton技术等。阴极电Fenton法指将O2喷射到电解池阴极上产生H2O2，并与Fe2+发生Fenton反应，O2可由曝气的方式加入，或由H2O在阳极氧化生成。相比之下，此法减少了H2O2的用量，反应迅速，无二次污染。毛志红等[5]采用阴极电Fenton法处理模拟甲基橙偶氮染料废水，结果显示，在体系pH为3，Na2SO4、FeSO4浓度分别为14.08、0.27mmol/L，槽压为5V条件下，电解90min，脱色率达98%以上，显示出了良好的处理效果。窦晓文等[6]采用针铁矿非均相Fenton法对橙黄G模拟染料废水进行了降解处理。在初始废水浓度50mg/L，pH为3、针铁矿1.0g/L时处理180min，脱色率可达99.6%。3光催化氧化法光催化处理废水主要是由半导体材料的能带结构作者简介：高志谨，中北大学化工与环境学院研究生高级氧化技术治理偶氮染料废水综述专论高级氧化技术治理偶氮染料废水化工中间体ChenmicalIntermediate··82013年第04期决定的，在受到能量高于带隙能的光子照射时，电子由价带跃迁到导带，产生电子-空穴对，空穴具有很强的氧化性，将吸附在其表面的OH和OH2等氧化为OH，OH则能将大部分有机与无机污染物矿化。赵洪等[7]采用二氧化钛光催化剂，对偶氮染料4BS模拟废水进行了处理研究，所得处理效果良好，能有效将染料退色与降解，在最佳操作条件下，色度去除率可达95%，COD去除率可达80%以上。王召东等[8]直接热合Fe2O3制备了纳米TiO2/高岭石复合光催化剂，在偶氮染料废水初始浓度为40mg/L，pH=4时，处理6h，COD去除率为98.4%，脱色率为62.5%。孙剑辉等[9]用Sn掺杂负载型纳米TiO2/AC处理橙黄G偶氮染料废水，进一步优化了光催化的工艺条件，在最优的操作条件下处理1h，橙黄G的去除率可达99.1%。对于色度较深的印染废水而言，废水中的一些悬浮物不利于光线的透过，进而影响光催化的效果，因此光催化氧化法还需要解决透光度的问题。目前，刘小玲[10]等已经在对该问题进行研究，新的技术会使光催化氧化法处理印染废水的工业化处理成为可能。4电解法电解法主要进行废水的预处理，因废水具有一定的导电性，使其充当电解质，含低电位Fe和高电位C的填料在废水中形成电位差，形成无数的原电池，从而达到治理偶氮废水的目的。文献报道的电解法的具体作用机理可能有电场作用、铁的还原作用、氢的氧化还原作用、铁离子的络保合作用及电子传递作用[11]。内电解法处理偶氮染料废水，工艺简单，投资少，且可以废治废，因此是当前废水治理的一个热点。帅佳慧等[12]采用内电解法处理偶