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43099|扭转试验台
与此同时,我们知道,因为物质是至关重要的,身体不依赖食物补充。在动植物的共同呼吸源中,碳水化合物是*常用的,其反应途径是从形成己糖二磷酸酯经过丙糖磷酸酯而分解为*酸。当与农药有关的农产品质量安全事故一出,人们便如惊弓之鸟,这是人们越来越关注食品安全的主要原因之一。光作用其所长另一特点是它主要在橡表面进生。其中多糖在某种程度上可用做絮凝剂。用过的棉纱、废屑、空桶等不宜丢弃在仓库内。
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*在水处理中可作为碱性清洗剂,溶于*和甘油;不溶于丙醇、与氯、溴、*等卤素发生歧化反应。一同,车库地坪也大大降低了车库的用电本钱,没有粉尘降低了通风设备的用电负荷,车库地坪不像混凝土地面那么收光,所以用电设备本钱也降低了。本文介绍了染料废水的物理,化学和生物处理技术,并分析了其去除原理和工艺的优缺点.目的是为染料废水处理工作提供理论依据和实践指导,并提出未来的染料废水处理技术发展趋势,*,经济,适应性强,清洁的废水处理技术.
引言
随着染料生产和印染工业的发展,染料工业废水的排放也急剧增加.据调查,我国每年约有1.6亿立方米的染料废水排放到水环境中[1].此外,染料废水具有色度大,有机污染物含量高,成分复杂,水质变化大,生物毒性高等特点,难于生化降解,正朝着抗光解,抗污的方向发展.-氧化.难度进一步增加[2].印染废水中含有大量有机污染物.排入水体将消耗溶解氧,破坏水的生态平衡,并危害鱼类和其他水生生物的生存.下沉到水底的有机物会由于厌氧分解而产生有害气体,例如硫化氢,这将使环境恶化.由于以上几点,已成为国内外难处理的工业废水之一.中国已将染料废水的处理列为环境保护的重点.
染料废水是指从棉,毛,化纤等纺织产品的预处理,染色,印花和后整理过程中排出的各种废水的总称,其水量大,色度和组成.废水复杂,水质波动范围大等特点.为了解决有机染料对环境的污染,人们已经使用了不同的方法和技术来尝试各种处理废水的方法.主要目的是[3-4]:1.发色物质的分离,去除和富集; 2.2破坏产生颜色的物质,以达到使有机物脱色和降解的目的.
1.染料行业常用的废水处理技术
目前有多种物理化学方法和生物方法均可用于染料废水的脱色和降解处理.国内外处理工业染料废水的常用方法有:生物处理,化学絮凝,化学氧化,吸附和电化学方法[5-7].其他诸如膜分离技术和辐照技术也正在推广和应用[8-10].在特定的城市下水道和污水处理中,废水首先在工厂中进行预处理,并在达到城市下水道排放标准后进行集中处理.废水的预处理和再排放可以提高废水的质量,减少城市污水处理厂的处理负荷,并且根据废水的不同质量采用不同的预处理方法很方便[11].在印染废水的*终处理中,有机物的去除通常基于生物方法.对于难以生物降解的印染废水,更适合使用厌氧(水解)和好氧组合处理.对于易于生物降解的印染废水,可以使用一次生物处理.色度的去除通常基于物理和化学方法.对于大型和高级工厂,可以使用电解,化学絮凝和臭氧氧化.对于小型工厂,可以使用矿渣过滤.以下是国内外特定印染废水处理工艺的概述.
1.1生物处理方法
生物处理方法主要是通过生物细胞的絮凝,吸附和生物降解来分离和降解废水中的发色物质.生物的絮凝和吸附属于物理过程,它们不会引起染料分子结构的化学变化,而生物降解则利用微生物酶氧化或还原染料分子,破坏其发色基团和不饱和键,并通过一系列通过氧化,还原,水解和复合过程,染料*终被降解为简单的无机物质,或转化为各种营养物质或原生质.废水中的大多数有机物都是可生物降解的.即使是*环结构,诺卡氏菌和微球菌环也可以分解.在辅酶HSCOA的作用下,*环被分解,分解为有机酸,*后被氧化为CO2和H2O.因此,自上世纪以来,由于其低的操作成本和经济的应用,生物处理已被广泛用于染料废水处理中.全世界80%以上的染料废水仍以生物处理为主,其中好氧生物处理占绝大多数[12].
生物处理可分为有氧生物处理和厌氧生物处理.尽管好氧处理的BOD去除率高,但去除率可达到80%,运行成本低.但是,复杂的大分子物质的降解效果很差,仅为约50%.因此,染料废水色度和难降解有机物的去除率往往不理想,尤其是化学浆料如PVA,表面活性剂和坯布碱还原技术的广泛应用,染料废水的CODcr可达3000 mg·L.-1,并且生物降解性显着降低,BOD / CODcr通常低于0.2,仅通过需氧生物处理,废水很难达到标准.与好氧处理方法相比,厌氧生物处理方法在一定条件下对复杂的大分子物质具有明显的降解作用,是一种很有前途的工业废水处理方法,但是工业废水的厌氧处理往往伴随着腐臭味,并且染料废水的厌氧处理效果不理想,仍难以达到排放标准.因此,在当前用于染料工业废水的生物处理设备之后,通常将串联的物理和化学处理(凝结沉淀或气浮)设备进行进一步处理.后续处理[12].基于上述生物处理方法的局限性以及染料在抗光解和抗生物氧化方面的*发展,探索生物处理工艺的*佳组合,并筛选出具有较强降解性和高降解性的细菌.*絮凝活性已成为当前研究的热点[13],并取得了令人满意的结果.
1.2絮凝法
絮凝法是向废水中添加某种物质,通过物理或化学作用,使其*初溶解于废水中或呈细悬浮状态,不易沉降(或气浮).),过滤后的污染物会聚集成更大的颗粒以与水分离,从而分离并去除废水中浓缩的发色物质.絮凝方法主要包括凝结沉淀法和凝结气浮法.所使用的凝结剂可分为两类:无机和有机.大多数无机凝结剂是铝盐和铁盐.常用的凝结剂包括石灰(Ca(OH)2),*铝(Al2(SO4)3 ? 14H2O),氯化铁(FeCl3)和亚*铁(FeSO4),*铁(Fe2(SO4)3)等,以及无机高分子聚合物,例如聚氯化铝,聚*铁(PFS),聚*铁等.无机聚合物凝结剂具有腐蚀性低,pH范围宽,凝结和沉降性能好,脱水性能好等优点.废水处理效果好.有机凝结剂是指可以起絮凝作用的天然或人工合成的有机聚合物.根据可解离基团的特性,它们可分为阴离子型(COOH,-SO3H,-OS3H等)和阳离子型(NH3OH,-NH2OH,-CONH3OH等),两性的(包含两个基团).同时)和非离子(不可电离的非电解质).染料废水中常用的有机高分子絮凝剂有:CG-A,DC-491、611阳离子高分子絮凝剂,mPAM(亚甲基聚丙烯酰胺)等.与无机絮凝剂相比,具有脱色效果好,用量小,pH值范围宽,污泥量少的优点.近年来,在国外使用的有机聚合物凝结剂的数量正在增加,并且有替代无机凝结剂的趋势.但是,有机絮凝剂的高价影响了其广泛应用.絮凝通常单独或与生化处理结合用作预处理.
絮凝法对疏水性染料的脱色效率高,色度去除率可达到92%以上,但对亲水性染料的脱色效果低,CODcr去除率低.因此,絮凝经常与其他处理方法(如:生化处理,过滤等)结合使用.处理后出水:CODcr去除率为70%?80%,BOD5去除率为90%?96%,色度去除率可达70%以上.絮凝被认为是*有效和*经济的脱色技术之一,它比生物处理方法更经济.它具有工程投资少,面积小,处理能力大,疏水染料脱色效率高的优点.但是,该絮凝方法具有亲水性染料的脱色差,CODcr去除率低,处理时间长,污泥量大,脱水处理困难的缺点.这是影响该方法在工程实践中广泛应用的主要原因.因此,新型多功能*絮凝剂的开发和应用工艺的优化是目前对该方法的研究重点.
1.3化学氧化法
化学氧化法是通过氧化作用破坏染料的共轭体系或发色团.这是印染脱色的方法,是染料废水的脱色和降解.主要方法之一.除了传统的氯氧化方法,国内外的研究主要集中在臭氧氧化,过氧化氢氧化,电解氧化和光氧化[14-15].但是,由于采用氯氧化法,在脱色时容易产生小分子,更加危险,会引起动物肿瘤并损害神经系统,例如氯仿和其他有机卤代物,目前很少使用.过氧化氢法和光催化法虽然具有*,无二次污染的优点,但由于加工成本和能耗的限制,仍与工业应用相距甚远.臭氧是一种很好的脱色氧化剂.对于含有水溶性染料(例如活性染料,直接染料,阳离子染料和酸性染料)的废水,它具有很高的脱色率;对分散染料也有很好的脱色作用.但是对于悬浮状态下废水中的其他减少量是有效的.,硫化和涂料,脱色效果差.臭氧氧化也可以与其他处理技术结合使用.如果使用FeSO4,Fe2(SO4)3和FeCl3,则冷凝后用臭氧处理可以改善脱色.臭氧加上紫外线或电离辐射也可以提高氧化效率.臭氧氧化对染料的适应性广,脱色效率高.同时,废水中O3和过量O3的还原产物可以快速分解为溶液和空气中的O2,不会对环境造成二次污染.因此,O3脱色技术具有一定的工业应用前景.臭氧氧化的主要缺点是相对较高的运行成本.因此,国内外用于工业废水处理的主要化学氧化方法是臭氧氧化.
1.4吸附法
吸附脱色的主要优点之一是可以通过吸附将染料从水中去除,并在吸附过程中保留染料的结构.目前,国内外处理染料工业废水的主要吸附剂为:*,硅聚合物,大孔树脂等比表面积大的材料,作为吸附剂对去除染料色度有很好的效果,但由于成本较高尚未得到广泛推广和应用;高岭土,工业炉渣和其他低成本材料作为吸附剂对染料废水也有一定的脱色作用,但它们仍处于实验探索阶段[16].目前,用于染料废水工业处理的主要吸附方法是*吸附方法.*已被广泛用作优良的吸附剂,但它仍然是有色废水的*佳吸附剂.*吸附法对去除水溶性有机物非常有效.对阳离子染料,直接染料,酸性染料,活性染料和其他水溶性染料具有良好的吸附性能.脱色率在97%以上,CODcr的去除率在63%?95%之间.然而,*吸附对高浓度疏水染料废水的处理显示出明显的局限性,并且由于*使用起来更昂贵,因此单位废水处理成本也更高.因此,*吸附法通常与其他方法结合使用,主要用于废水的预处理或深度处理.因此,目前应用范围广,吸附效率高,易再生,性能稳定,加工成本低的吸附剂的研究与开发是该技术未来发展的重要方向.
1.5电化学方法
电化学方法是一种利用电极产生的氧化还原剂破坏染料分子结构以使染料脱色和降解的方法.电化学方法分为:电解法,电浮法和微电池法.研究表明[17],电化学方法是一种有效的染料废水处理方法,可以有效地处理染料废水的色度,CODcr,BOD和TSS.电解法以石墨,钛板等为极板,以NaCl,Na2SO4或水中的原盐为导电介质电解染料废水,阳极产生O2或Cl2,阴极产生H2,使用电解过程中产生的新生态氧气.或NaClO的氧化和H2的还原破坏染料的分子结构并脱色;电浮法以Fe和Al为阳极,通过电极反应生成Fe2 +和Al3 +水解产物,形成絮凝物.絮凝物因吸附而脱色,并且由于阴极产生的H2絮凝物浮起.微电池法使用铸铁屑作为过滤材料,染料废水浸入或通过,铁和废水之间的电势差产生电极效应,电极反应产生新的生态学.H的高化学活性可引起氧化还原与染料废水中的各种成分发生反应,破坏了染料的颜色结构.
染料废水的电化学处理一般不需要添加化学药品,后处理简单,占地面积小,管理方便.这称为清洁处理方法.除阳离子染料外,其他染料废水的电化学法脱色率均在90%以上.但是,在实际操作中,单位功率消耗和所用电极材料的大量使用限制了其发展和广泛的应用.因此,开发高性能,*电化学反应技术的新型电极材料是该技术实际应用的关键,也是当前电化学技术改进的重点.
2.染料废水处理新技术的研究进展
由于目前的染料废水处理技术已经应用于实际的染料废水处理技术,因此在技术和经济方面都难以满足染料企业的需求..因此,许多环境保护科学家致力于新型染料废水处理技术的研究与开发.近年来,关于染料废水处理的新技术的研究活跃[18]:超临界水氧化技术,高温深度氧化技术,低温等离子体化学技术,超声技术,萃取技术,光催化技术和芬顿氧化技术.
2.1超临界水氧化技术
超临界水氧化(SCWO)是指温度和压力高于临界温度(374°C)和临界压力(22.低于1的条件下水中有机物的氧化).Mpa)条件.由于超临界水汽-液界面的消失,饱和水与干燥饱和蒸汽之间的密度差将为零,从而成为均匀的系统.在这个特殊的状态点(临界点),水中有机物的氧化反应速度非常快,几乎所有水中的有机物都可以在几秒钟到几秒钟内被氧气或空气中的氧气完全氧化并分解.分钟,分解率可高达99.99%.Model[18]等.对有机碳含量为27.33 g·L-1的有机废水进行了SCWO实验.当温度t = 550℃时,在1分钟内,有机氯和有机碳的破坏率分别为99. 99%和99. 97%.与其他传统方法相比,超临界水氧化法具有效率高,有毒物质去除率高,氧化彻底,反应器结构简单,处理能力大的优点.然而,在工业应用中仍存在要解决的技术问题,例如苛刻的反应条件(高温,高压),对反应设备的材料的高要求以及反应器和管道被无机盐阻塞.
2.2低温等离子体化学
等离子体是在特定条件下通过气体(蒸气)的部分电离而产生的非冷凝系统.在系统中,离子,自由基等重粒子(例如中性原子或分子)的温度接近或略高于室温,因此这些等离子体称为低温等离子体.低温等离子体具有足够高的能量的活性材料,该材料可以激发,电离或破坏反应物分子的键.
2.3超声技术
超声技术是指利用超声辐射产生的空化效应在很短的时间内分解并释放能量,从而导致极端的物理化学条件和高含量的物质.能量"微反应器",并引起水分子分解以形成H2O2,·H,·OH,以及废水处理技术,该技术将溶解在水中的有机大分子化合物分解为环境可接受的小分子化合物.废水的超声处理是一种有效的新技术,可以加快染料的脱色和矿化速度[19].
2.4提取技术
提取技术主要是通过提取剂与污染物分子的络合,或者水中的污染物在载体的作用下通过薄膜而形成的..该层进入提取内相以净化废水的技术.处理染料废水的提取技术的实质是使用不溶性或不溶性溶剂从水中提取染料分子.
2.5光催化降解技术
光催化氧化技术以半导体为催化剂,在光的条件下,在半导体的价带中产生高度氧化的空穴,将水中的OH-和H2O分子氧化为强氧化OH自由基,并通过OH自由基将难降解的有机物氧化为CO2和H2O.常用的催化剂是TiO2,H2O2,Fe(C2O4)3和其他无机试剂.光催化氧化技术是近年来出现的新兴技术,具有节能,*,污染物彻底降解的明显特征.
2.6 Fenton氧化技术
Fenton氧化技术是一种以H2O2为主体的*氧化技术.Fenton试剂由Fe2 +和H2O2组成.Fe2 +和H2O2反应生成的羟基自由基(·OH)具有很强的氧化性(仅次于氟),并且是非选择性的.它可以氧化并破坏有机聚合物共轭体系的结构,使其持久且难以降解.染料有机物被降解为无色有机小分子,从而达到降解和脱色的目的.此外,芬顿氧化技术还具有操作过程简单,反应物容易获得,成本低廉,无需复杂设备,环保等优点.它已逐渐用于废水处理项目,例如染料,防腐剂,相剂和农药.良好的应用前景和巨大的推广价值[20].然而,从现有的研究结果来看,Fenton氧化技术仍存在需要提高氧化降解能力,污染物矿化缓慢以及废水中铁离子等缺点.改善Fenton反应中羟基自由基(·OH)的生成机理和反应条件,提高羟基自由基(·OH)的生成率和利用率将是该技术发展的必然趋势.
3.结论
尽管采用物理,化学和生化方法作为基本处理单元来处理某些染料废水,但可以达到一定的处理效果.但到目前为止,不仅考虑到处理技术的*性,而且考虑到基础设施投资的可行性和运营成本,染料废水仍然是较难处理的工业废水之一.因此,染料废水处理技术主要集中在以下四个方面:*,适应性,经济性和清洁性.
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43099|塑料的密度
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