1、毕业论文文献综述 环境科学 不同填埋污泥对废水中结晶紫的吸附性能研究 1.印染废水处理现状 印染行业是工业废水排放大户，废水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等，废水主要来源于预处理废水 (包括退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水等 )、染色废水、印花废水和整理废水 1。 印染废水具有色度深、碱性大、有机污染物含量高、水质变化大、和组成成分复杂的特点 2。处理印染废水常用的方法大致分为三种 3-5：基于天然矿物质多孔材料吸附和膜分离技术 的物理方法；基于胶体化学理论，采用混凝手段的化学方法；利用微生物新陈代谢作用去除废水中的有机物
2、的生物方法。 1.1 物理处理法 物理脱色法主要有吸附法、萃取法、膜分离法 6等。 Saito 等 7用印度尼西亚稻草在 ZnCl2 活化下制备活性炭，再经过化学或加热处理得到表面改性的活性炭 (SMAC)，室温条件下SMAC 对废水中的染料吸附较好； Mckay 等 8研究发现活性炭对藏红 T 和一种碱性染料的单层吸附容量分别为 3910mg/g 和 1240mg/g，且染料的初始浓度、活性炭的粒径和搅拌速度对吸附效率有重要的影 响。 1.2 化学处理法 印染废水脱色的化学方法主要有混凝法、氧化法、还原法、电化学法等。 GaryA.Epling 等 9采用纳米 TiO2 与可见光光诱导漂白
3、8 种类型的 15 种染料，分析得到这 8 种类型染料的脱色顺序：靛蓝染料菲染料 三苯甲烷染料 偶氮染料喹啉染料 口占吨染料噻嗪染料 蒽醌染料。 C.M.So 等 10用光催化氧化降解普施安红 MX-5B 偶氮染料发现：紫外光光照 80min 即可使染料矿化 90%。 1.3 生物处理法 我国对印染废水的处理方法以生物处理为主，其中好氧生物处理法占绝大多数。好氧法又 分为活性污泥法和生物膜法。 2.污泥对印染废水的脱色 2.1 污泥的特征 印染废水污泥按含有的主要成分来进行分类，分为有机污泥和无机污泥两大类。有机污泥的特性是有机物含量高，容易腐化发臭，污泥颗粒细小，往往呈絮凝体状态，相对密度小
4、，含水率高，1 持水性强，不易下沉、压密、脱水，流动性好，便于管道输送 11。无机污泥的特性是相对密度大，团体颗粒大，易于沉淀、压密、脱水，颗粒持水性差，含水率低，污泥稳定性好，不腐化，流动性差，不易用管道输送 12。 2.2 污泥脱色机理 污泥颗粒对染料分子的吸附有 4 个主要步骤 :染料分子由本体溶液向污泥颗粒的液膜或者边界层迁移 ;液膜扩散过程 ,染料分子由液膜向污泥颗粒的外表面迁移 ,此时污泥颗粒对染料分子的吸附速度与液膜扩散速度有关 13;染料分子在污泥颗粒的微孔内扩散 ,微孔内扩散速度取决于组分在微孔中的流动性 ,与污泥颗粒微孔的构造、分布、结构等有关 ;微孔内表面的吸附反应过程
5、,微孔内的活性部位或表面对染料分子的吸附 14。 3. 影响污泥 脱色效率 的因素 3.1 pH 的影响 pH 值是影响活性污泥吸附的一个重要因素，只有在适宜的 pH 值范围内，生物吸附才是行之有效的。 王代芝 15等人进行了对混凝沉降硅藻土吸附处理印染废水的研究，实验结果表明：废水 COD的去除率在 pH 值为 6.5 时达到最大， pH 值继续增大时，废水中 COD 的去除率基本保持不变。 pH 值的改变对色度的影响不是很大。因为原水的 pH 值为 6.5，所以在以下的试验过程中，不需要调节水样的 pH 值。 3.2 反应时间的影响 反应时间是影响污泥对印染废水脱色性能的一个必要因素，在某
6、个特定的时间内，污泥对印染废水的处理效果能达到最佳。牟淑杰 16等人研究了 改性凹凸棒土的对印染废水的处理效果， 实验结果表明 ：脱色率在 40min 时已 经达到 97.9%以上，随着反应时间的继续增加脱色率变化不明显。因此，实验的最佳时间取 40min。 3.3 污泥加入量的影响 污泥加入量即污泥质量浓度大小，由于污泥吸附发生在污泥吸附剂表面上，所以，吸附剂表面积越大，吸附作用越强。而污泥量越大就代表污泥表面积越大，则吸附性能就越好，对印染废水的去除效率就越好。李东 17等人研究了纳米 Cu2O/凹凸棒石黏土复合物在自然光下对模拟染料废水的脱色作用，实验结果表明：脱色率随纳米 Cu2O/凹
7、凸棒石黏土复合物投加量的增加而呈上升趋势，在投加量 5.0g/L 后，不同含量 Cu2O 的复合材料的脱色能力没有明显差异。 3.4 温度的影响 污泥吸附包含物理吸附过程和化学吸附过程，在最适合的温度下，污泥的化学活性达到最高，2 吸附效率达最佳。夏新奎、刘德汞 18等人进行了酸化膨润土对印染废水脱色实验研究，实验结果表明：升高温度是为了加快反应进程 ,从图 4 可以看出 ,温度从 20升至 50 ,脱色与 COD 去除率变化不大 ,这可能是酸化膨润土吸附与交换的热效应小所致 ,因此反应的温度应选择在 室温条件下为最佳。 4.改性污泥的应用 4.1 处理印染业有机废水 对于印染废水的有机废水，
8、改性活性污泥对其有良好的去除能力。王连军 19等人通过比表面测定、扫描电镜、 X 射线能谱元素测定等 ,探讨了膨润土的结构与改性机理 ,研究表明 :高温焙烧法活化膨润土有较好的效果 ,其对染化废水 COD 和色度有良好的去除能力 ,当投加 0.11%改性膨润土 ,COD 去除率可达 74%,脱色率达 95%以上。 4.2 处理一般的有机废水 有机 印染工业 废水污染物浓度高 ， 这些废水成分复杂具有毒性，较难处理。因此染料生产废水的处理应根据 废水的特性和对它的排放要求 应 选用适当的处理方法 。如改性污泥处理印染废水等。朱利中 20等用季铵盐类表面活性剂改性膨润土处理含苯系物、酚类、硝基苯类
9、、苯胺类、多环芳烃等非离子性有机物的模拟废水 ,认为 :有机膨润土层间距和对有机物的吸附量随改性时所用表面活性剂碳链的增长而增大。改性时表面活性剂加入量低于阳离子交换容量 (CEC)时 ,有机膨润土的层间距和对有机污染物的吸附量随加入量的增加而增加 ;当加入量超过 CEC 时 ,层间距、吸附量一般将不再增加。吸附作用主要取决于有机阳离子大小和膨润土的 CEC。 4.3 处理 有机污泥 由于污泥对有机污染物的吸附能力强 ,采用生物降解或传统的方法难以达到治理效果。若加入对有机污染物吸附能力更强的有机粘土矿物 ,使污染物重新分配 ,则有可能去除污泥中有机污染物 21。有关学者基于这一思路 ,用一价
10、阴离子表面活性剂改性 Fe2O3,将其用于含菲的污泥 ,菲从污泥中转移到 Fe2O3周围的有机粘土矿物中 ,再用磁铁将其分离 ,污泥中菲的去除率可达 98% 99%。 Irfan 等在处理含油污泥时 ,先通过精制、分离的方法提炼出油类 ,再利用 2.5%膨润土和 0.75%草酸液对油类进行脱色 ,使其成为可利用的 油品。 5.印染废水处理技术的研究新进展 5.1 絮凝脱色技术 高分子絮凝剂以其絮凝效果好、脱色能力强和操作简单等优点 ,在水处理过程中起着重要的作用 ,这些絮凝剂主要包括 :聚铝絮凝剂、聚铁絮凝剂、复合型絮凝剂、聚硅酸盐类絮凝剂、天然高分子絮凝剂。苏玉萍 22等利用阳离子型聚丙烯酰
11、胺 (PAM)处理以活性染料为主要成分的印染废水发现 ,其强3 烈的吸附架桥作用可改善絮体的结构 ,使细小分散絮体变得粗大而密实 ,脱色率可达 93%,显著提高了絮凝脱色的效果。 5.2 白腐菌强化技术 白腐菌处理染料废水技术是近几年来新兴的 有效处理方法。它能通过白腐菌所分泌的特殊的降解酶系或其他机制将各种人工合成的染料彻底降解为 CO2和 H2O,对脱色具有良好的效果。范伟平等人采用微电解 -白腐菌生物降解 -石灰絮凝系统处理染料废水的效果很好 ,在温度 32 35、 pH 4 4.5、停留时间为 8 2 h 时 ,废水的 COD 和色度的去除率都在 95%以上。 5.3 水解一混凝一复合
12、生物池法 海城市中新印染厂采用此工艺处理该厂印染废水 23。在该工艺中水解、混凝处理可以降低废水的 pH 值，提高废水的可生化性，有利于后续的生物处理 ;混凝气浮脱色使色度去除率达 76.6%;复合生物池生物量大，运行稳定，抗冲击负荷强，对于可生化性较差的废水有较好的去除效果 ;COD 去除率为 90.5%， BOD 去除率为 %.6%。 5.4 水解一接触氧化一活性炭法 江苏泛佳纺织厂采用混凝沉淀一水解一接触氧化一活性炭工艺处理印染废水 24。设计规模1cm3 d-1，出水 pH 值 =8.02， p(COD)=87mg L-1，户 (BODS)=21.8mg L-1，色度 =8 倍，达到了
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