电催化氧化—生化法处理染料废水分析

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1、第l章引言1．1染料及染料废水污染1．1．1染料使用现状第1章引言染料是一种有色物质，多为有机化合物，在可见光谱(波长400．500nm)范围内对某一波长有强烈的选择性吸收，经适当的方法处理后可以对纤维进行染着，染着后的纤维物具有一定的使用坚牢度。染料的使用，可以追溯到公元前数千年以前人类以植物天然染料进行染色的历史。自1865年发现苯胺紫以来，合成染料料已广泛用于纺织、印染、造纸等众多行业。染料按化学结构分为偶氮染料、蒽醌染料、二苯乙烯染料、靛属染料、三苯甲烷染料、苯乙烯基染料等fl】。随着国际上对环境质量恶化与生态平衡失调的重视程度的与日俱增，作为染料中间体的芳胺

2、，已被一些国家的政府机构列为可以致癌物。德国政府于1994年7月15号发布禁止使用20种芳胺及相应的118种染料，在这些被禁用的染料中绝大部分都是偶氮染料【2】。欧盟在2002第61号指令中规定从2003年9月11日起禁止使用四氨基联苯等22种偶氮染料，规定在欧盟市场上销售的欧盟自行生产或从第三国进口的有关产品中所含有的上述22种偶氮染料不得超过30ppm的限量。限制了偶氮染料的生产和使用，各相关生产和使用厂家纷纷寻找替代产品。1。1．2染料废水来源与特征我国是生产染料的大国，染料产量位居世界第一。2003年，我国染料产量达到54．2万吨，同比增长28．7％，占世界染

3、料产量的55％左右，随着染料生产的发展，也带来严重的污染问题，染料三废造成的毒害远远超过应用染料的印染工业。因此，染料T业的三废治理和染料本身的重要性，应该相提并论。在废气、废水、废渣三方面污染中，尤以废水污武汉工程大学硕士论文染问题最为突出。除了色度深和c0D浓度高外，有些染料属于难降解的物质，有的染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，严重污染环境。1．1．2．1染料废水来源在染料的生产过程中，无论进行反应，还是分离，提纯，大多数情况是用水作溶剂。染料生产从原料、中间体到产品往往经过多个单元操作，生产工艺复杂，工艺流程长，副反应多

4、，转化率和产品收率低，一般成品收率仅30％左右；同时染料工业具有品种多、产量小，产品更新快等特点。因此染料工业的废水排放量很大，平均生产1吨染料排放的废水量约为30一100吨【3、4】，目前染料工业废水排放量己达1．57亿吨／年【5】o在生产过程中，约有10．30％有机原料转移到废水中，造成废水中存在大量的芳香族或稠环芳香族或杂环化合物。而染料生产过程中耗用的大量无机酸、碱和无机盐约有90％转移到废水中，使得废水酸碱度变化很大。因而染料工业废水成分非常复杂，不仅含有染料、染料中间体及各种辅料，还含有汞、镉、铬等重金属和无机盐类，废水有机物含量极高，而且大多为含有硝基、

5、氨基、氰基或等有毒有色化合物。染料生产中排放的废水来源主要有以下三方面：(1)染料生产化学反应(如氰乙基化、氯化、偶合、硝化、缩合、还原、氧化、重氮化等)过程中产生的废母液。(2)染料产品分离、精制、水洗过程中产生的过滤水、洗涤水。(3)生产设备及车间地面冲沈水。含染料废水除染料生产废水外，还包括印染工业废水。纺织印染工业是用水量最大的行业之一【5’酬，废水的排放量亦非常大，平均印染加工1吨织物的废水排放量大约为100．200吨，COD为100埯州。据不完全统计，全国印染废水排放量约为3×106～4×106m3／d【3】。由于染料印染废水包括了染印过程各工序所排出的各

6、类废水，随着加工原料和产品品种的不同，印染废水的性质和组成变化很大，即使是同一工厂，由于原料和产品类第1章引言型的不同，采用不同的染料、药剂和生产工艺，导致废水组成也有很大差异。印染废水中含有染料、染色助剂、浆料、表面活性剂、油脂、纤维素、果胶以及各种无机盐类、金属离子等，因此纺织印染废水具有色泽深、臭味大、COD含量高、成分复杂且多变的特点，含有多种生物毒性大、难以降解的物质，可生化性差(BOD／COD<0．20)。处理这类废水是我国环境工作者必须面对的挑战。1．1．2．2染料废水特征染料工业的生产废水已成为当前最主要的水体污染源之一，这类废水水量大，色度高，成分复

7、杂，废水中含有有机染料，毒性强，难降解(BOD／COD小)，pH值波动大，组分变化大，是目前废水治理中的难点之一【7】o染料废水的有机成分主要包括有机生产原料、中间产物、副反应产物及染料等，大部分为芳烃化合物和杂环化合物：染料废水的无机成分主要包括各种盐类、无机酸类和碱等。染料化工废水的主要特点是：(1)废水排放量大，一般为5t．8t综合废水／吨产品。(2)废水中有机物成分复杂、浓度高、色度大。染料生产基本原料为苯、萘、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类等，产品得率低，生产过程染料的损失率约为2％，因此，废水中含有大量的原料、产品和副产品．同时废水中往往带