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染料废水的脱色方法

来源:印染在线 发布时间:2009年02月09日

染料废水的脱色方法

1 染料废水的来源和性质 染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。 我国染料工业具有小批量、多品种的特点,大部分是间歇操作,废水间断性排放,水质水量变化范围大。染料生产流程长,产品收率低,废水组分复杂、浓度高(COD为1000~10万mg/L)、色度深(500~50万倍)。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体,并带有显色基团(如-N=N-、-N=O)及极性基团(如-SO3Na、-OH、-NH2) 。废水中还含有较多的原料和副产品,如卤化物、硝基物、苯胺、酚类等,以及无机盐如Na Cl、Na2SO4、Na2S等。由于染料生产品种多,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展,从而使染料废水处理难度加大。染料废水的处理难点:一是COD高,而BOD/COD值较小,可生化性差;二是色度高,且组分复杂。COD的去除与脱色有相关性,但脱色问题困难更大。2 染料的发色机理 染料的颜色取决于其分子结构。按Wiff发色基团学说,染料分子的发色体中不饱和共轭链(如的一端与含有供电子基(如-OH、-NH2)或吸收电子基(如-NO2、)的基团相连,另一端与电性相反的基团相连。化合物分子吸收了一定波长的光量子的能量后,发生极化并产生偶极矩,使价电子在不同能级间跃迁而形成不同的颜色。一般来说,染料分子结构中共轭链越长,颜色越深;苯环增加,颜色加深;分子量增加,特别是共轭双键数增加,颜色加深。染料的相对分子质量一般在700~1500之间,带有水溶性基团(如-SO3Na、-COO Na)的染料分子水溶性好,带有非水溶性基团(如-SO2NH2)的染料分子则表现出憎水性。染料废水中胶体粒子通常带负电荷,ζ电位在-7~-20mV之间。3.染料废水的脱色方法 从理论上讲,多种物理化学方法和生物方法都可以

用于染料废水的脱色处理,如絮凝沉淀、吸附、离子交换、超滤、渗析、化学氧化、光氧化、电解及生物处理方法。考虑到工业效率与处理成本,目前工业上常用的方法有絮凝沉淀(气浮)、电解、氧化、吸附、生物降解等方法。3.1 絮凝沉淀(气浮)法 在染料废水中投加铝、铁盐等絮凝剂,使其水解形成带高电荷的羟基化合物,它们对水中憎水性染料分子如硫化染料、还原染料、分散染料(如直接耐晒翠蓝GL、分散红玉S-2G FL等)的混凝效果较好,PAC投加量在100~150mg/L时,即可取得90%以上的脱色效率。而对酸性染料、活性染料,特别是对小分子量、单偶氮键、含有数个磺酸基的水溶性染料(如酸性红3B、活性红X-3B)的混凝脱色效率较差。高价金属盐的电中和作用可降低染料粒子的 ζ电位,但取得最佳效果并不需要降为0。混凝过程的吸附架桥作用是明显的,该过程并不改变染料的分子结构。硫酸亚铁对带-SO-3、-OH、-NH2、-X等基团的染料分子也具有较好的混凝脱色效果,这主要是由于Fe2+可以与上述基团的未共用电子对发生络合反应而形成大分子螯合物,降低了水溶性,在染料废水中呈胶体状态,进而通过硫酸亚铁水解产物的混凝作用被去除。 在含水溶性阴离子染料的废水中投加镁盐,在碱性条件下可形成化学絮凝[1]。含磺酸基团的染料脱色效果优于含羧酸基团的染料,这些阴离子基团容易成为氢氧化镁的吸附作用点。如Mg(OH)2对活性橙X-Ⅱ、弱性酸红3B均有较好的脱色作用。pH对Mg(OH)2混凝作用影响较大,一般要求pH>11。Ca(OH)2对镁盐脱色有协同作用。镁盐对阳离子染料如亚甲基蓝、阳离子红X-GRL的脱色效果较差。

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