偶氮染料废水具有高、组成成分复杂、难降解物质多、色度大等特点,是染料废水脱色或降解中的难题。偶氮染料废水的物理处理法主要包括吸附法、膜分离法、萃取法,以及在废水处理中常用的过滤、沉淀、气浮等方法。
吸附法是物理处理法中应用最多的一种,是利用吸附剂活性炭、离子交换纤维和硅藻土等对废水中的染料进行吸附达到除去或脱色的目的。脱色机理主要包括吸附作用和离子交换作用等,吸附性能受染料种类、水溶性、分子结构、吸附剂比表面积、吸附剂表面极性、吸附剂微孔结构、反应温度、和接触时间等因素的影响。该法处理染料废水有效、操作简便,是目前处理染料废水最成熟的方法之一。由于不同吸附剂对染料的吸附有选择性的差异,因此在吸附脱色研究中有关吸附剂特性的研究是重要内容之一。
活性炭是以含碳为主的原料如煤、木材、骨头、硬果壳等,经高温碳化而成的多孔材料,是大部分染料的良好吸附剂,有关活性炭与染料相互作用的研究一直引人关注，有学者研究了阳离子染料与阴离子染料在几种原材料不同的活性炭上的吸附行为,发现活性炭表面净电荷对染料的吸附容量有着很大的贡献,活性炭与染料之间的静电作用是影响吸附的重要因素之一，研究发现羊毛铬黑在活性炭上的吸附为自发放热过程,以化学吸附为主，活性炭吸附有时不仅与吸附剂表面积成正比关系,而且还与活性炭的表面化学结构、活性炭的酸碱性等有着密切的关系。但活性炭再生困难,成本高,对某些大分子染料吸附力不够,对疏水性染料脱色效果差,使其应用受到限制,一般用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。因此,研发适用范围宽、吸附效率高、再生容易、性能稳定、处理成本低的吸附剂是目前这一技术方法发展的一个重要方向。
为了尽量降低活性炭的成本,近几年在原材料方面进行了大量的研究,尽量选择价格便宜的农副产品或工业产品中的废弃物等吸附染料,如垃圾污泥、木屑、木炭、塑料瓶、褐煤、玉米穗轴、桔子皮、花生壳、稻壳、苹果渣、电镀污泥、炼钢矿渣等'〕。等用电镀污泥对活性偶氮染料进行了脱色研究,此类污泥有很强的吸附性,随染料溶液浓度的增加吸附率提高,能达到以上,吸附过程以离子交换为主。等〕用甘蔗渣制成活性炭,吸附容量达一。以工农业残渣为原料的活性炭的研究推广,既可利用废物又可以降低活性炭的成本,还可以解决这些废弃物的堆放和处理等问题,具有很好的应用前景。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
膜分离法是一种新的分离技术,其卓有成效的处理效果受到人们的广泛关注。该法可使染料回收,废水回用,不产生污泥。废液浓度、盐的浓度、反应温度、值和染料类型等是影响处理效果的主要因素。目前用于染料废水处理主要是压力推动膜分离技术包括反渗透、超滤、纳滤等。在染料废水处理中,纳滤可使其脱色率达以上,实现染料废水的深度处理。有学者采用纳米膜过滤技术进行了和混合染料脱色,所用膜的截取分子量为,其脱色率分别达到和,去除率均可达。等比较了纳米膜过滤和反渗透脱色法,其结果表明纳米膜过滤法的脱色效率更高。
膜分离法具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作方便和可回收有用物质等优点,但由于需要专用设备,投资高,膜易结垢堵塞,只适用于较低浓度的染料及染料中间体废水,还未实现大规模的工业应用。