各種廢水處理技術對比

　化學處理化學處理主要包括傳統電化學法和高級氧化法。

1　電化學法電化學法主要缺點為能耗大，成本高。目前的研究主要是研制新型電極材料，提高電極析氫析氧過電位等。Xu 等[11] 開發出TiO2/Ti 轉盤光電催化(PEC) 反應器處理羅明B 染料廢水。高效薄膜PEC 反應器，圓盤上部為鍍膜光陽極，廢水在電極表面形成一層薄膜暴露于空氣中，使用紫外線對廢水進行輻射誘導，其余部分浸沒于水中。盤電極以恒定的速度轉動，持續更新了光陽極表面的液膜，提高了上部及水體中污染物的傳質效率和降解。20~150 mg/L 羅明B 在1 h 內，色度脫除27%~84%，TOC 去除率為7%~48%。轉盤型光電催化反應器為染料廢水處理提供了新的選擇。Zhou 等[12] 采用混合金屬氧化物和硼摻雜電極對偶氮染料甲基橙進行了降解試驗，考察了電流密度、電解液類型、pH 及初始污染物濃度等對染料廢水色度、COD 及TOC 去除效果的影響。結果表明：污染物在2 種電極上的降解存在差異。硼摻雜電極較混合金屬氧化物電極對染料廢水有著更廣的工藝適用性。從經濟角度考慮，硼摻雜電極對染料礦化是更好的選擇。

2　高級氧化法高級氧化技術是在處理過程中產生具有強氧化性的羥基自由基(·OH)，使許多結構穩定甚至很難被微生物分解的有機分子轉化為無毒無害的可生物降解的低分子物質，反應最終產物大部分為二氧化碳、水和無機離子等，并且無剩余污泥和濃縮物產生，主要包括光催化氧化法、Fenton 氧化法以及臭氧氧化及超聲- 臭氧聯合法。Sema 等[13] 以水熱法制備二氧化鈦，在可見光的誘導下對剛果紅廢水進行降解研究。20 mg/L 的剛果紅廢水在光照30 min，0.25% 納米二氧化鈦系統中可被輕松降解。Muhammad 等[14] 采用溶膠- 凝膠法制備含Cr3+的Cr-TiO2 催化劑，輔以紫外線誘導，處理甲基藍廢水。結果表明：pH=7 時，70% 的甲基藍可被降解，反應符合假二級動力學方程。Sun 等[15] 研究了過氧化氫濃度、反應溫度、溶液pH、氯離子濃度及染料濃度等對Fenton 體系處理橙G 的影響。結果表明：初始pH=4.0，H2O2 濃度為1.0×10-2 mol/L，過氧化氫∶ Fe2+=286 ︰ 1 時處理效果最好。60 min 內橙G 的脫色率可達94.6%。脫色過程符合假二級動力學方程。Fenton 法處理廢水存在反應時間長，試劑用量多，過量Fe2+ 將增大廢水COD ，從而產生二次污染等問題。研究者將紫外線、可見光等引入Fenton 體系，并采用其他過渡金屬替代Fe2+，這些方法可增強對有機物的氧化降解能力，減少試劑用量，從而降低處理成本，被統稱為類Fenton 反應。李太友[16]、程蒼蒼[17] 等均使用TiO2-Fenton 試劑復合體系降解有機物。結果表明：TiO2 與Fenton 試劑之間存在協同效應。TiO2 對Fe3+ 的催化還原作用提高了反應系統中Fe3+ 的濃度，促進了Fenton 反應的進行，使系統中·OH 的產率和濃度增大，氧化降解有機物的能力增強。另外，電子接受體Fe3+ 的還原作用也有利于抑制TiO2 光催化電子- 空穴對的復合，提高TiO2 本身光催化的量子效率，從而增強整個系統光解有機物的效果。Zhang 等[18] 利用20 kHz 超聲與臭氧聯合，對酸性橙7 進行降解研究，考察了功率密度、氣流速度、初始pH、自由基清除劑及染料濃度等因素對脫色率的影響。結果表明：酸性橙7 的脫色動力學符合假0.5級動力學方程。超聲的熱輻射作用對于促進酸性橙7的降解作用明顯。

3　生物法具有能耗低，經濟性較好，但處理周期較長，處理范圍較窄等特點，通常與物化法、化學法聯用以提高處理效率，主要包括厭氧生物降解，好氧生物降解以及厭氧- 好氧聯用法。宓益磊等[19] 采用一種電場和生物耦合的新型技術處理酸性大紅GR 模擬廢水，并與單純電化學法和好氧生物法進行對照。結果表明：反應6 h 后，電化學法、好氧生物法、電- 好氧生物耦合技術對酸性大紅GR 的去除率分別為15.7%、25.8% 和71.2%，耦合技術能明顯提高酸性大紅GR 的去除效果，起到強化生物處理的作用。在15 mA 微電流條件下，電-生物技術能克服50 mg/L 酸性大紅GR 對好氧生物處理的抑制作用，為高濃度難降解染料廢水的生物強化處理提供了可能。Somasiri 等[20] 采用升流式厭氧污泥床(UASB) 反應器對紡織廢水進行脫色及還原性COD 去除的研究。結果表明：UASB 反應器能夠去除超過90% 的還原型COD ，超過92% 的色度被脫除。單純的厭氧過程對染料廢水色度的脫除效果顯著；而厭氧過程后，染料多被還原為胺類化合物，胺類對于微生物的毒害作用較大，且廢水中有機物也得不到徹底去除，出水COD 較大，最終開環礦化為CO2，該過程COD 大幅下降。因此，強化的厭氧/ 好氧組合式工藝，可以實現對污染物的最終礦化，從而實現脫毒處理，并達到污染物去除的目的。對幾種紡織染料廢水，Kulla 等[21] 對比了厭氧、好氧聯合預處理與單獨的好氧處理，發現偶氮染料的脫色主要發生在厭氧段，而進一步降解主要發生在好氧段，厭氧處理增加了好氧段的可生物降解性。

4　各種處理方法比較多年來，研究者采用了多種工藝對染料廢水進行處理研究，但每種處理工藝各有其優缺點和適用范圍，如表1。