印染廢水處理之電光化學氧化技術

光化學氧化技術屬于氧化工藝，是新興的現代水處理技術，該技術通過氧化劑（O3、H2O2等）在紫外（或可見）光的激發和催化劑(Fe2+、Fe3+ 、半導體等)的催化作用下，產生具有強氧化性的羥基自由基，羥基自由基的標準氧化電位達2.8eV，是除元素氟以外 強的氧化劑，能無選擇地將絕大多數有機物*氧化成CO2、H2O和其它無機物，反應速度快，耗時短，反應條件溫和（常溫、常壓），操作條件易于控制，無二次污染。印染廢水中染料的顏色來源于染料分子的共扼體系—含不飽和基團-N=N-、-N=O等的發色體，光化學氧化產生的羥基自由基能夠有效打破共扼體系結構，使之變成無色的有機分子，并進一步礦化為H2O、CO2和其他無機物質。光化學氧化工藝上的特點和染料的分子結構特征決定了光化學氧化技術在印染廢水處理方面具有其他工藝所*的優勢。

近年來印染行業技術革新日新月異，普遍采用堿減量工藝，人工合成聚乙烯醇(PVA)漿料和各種難降解、抗氧化的助劑大量使用，印染廢水有機物濃度大幅上升，可生化性進一步變差，使得原先可以達到處理要求的傳統二級處理工藝處理效果削弱，難以達標排放。

印染廢水的光化學氧化處理

光化學氧化技術屬于氧化工藝，是新興的現代廢水處理技術，該技術通過氧化劑(O3、H2O2等)在紫外(或可見)光的激發和催化劑(Fe2+、Fe3+、半導體等)的催化作用下，產生具有強氧化性的羥基自由基(.H)，.OH的標準氧化電位達2.8eV，是除元素氟以外 強的氧化劑，能無選擇地將絕大多數有機物*氧化成CO2、H2O和其它無機物，反應速度快，耗時短，反應條件溫和(常溫、常壓)，操作條件易于控制，無二次污染。印染廢水中染料的顏色來源于染料分子的共扼體系-含不飽和基團-N=N-、>C=C<、-N=O、>C=O等的發色體，光化學氧化產生的?OH能夠有效打破共扼體系結構，使之變成無色的有機分子，并進一步礦化為H2O、CO2和其他無機物質。光化學氧化工藝上的特點和染料的分子結構特征決定了光化學氧化技術在印染廢水處理方面具有其他工藝所*的優勢。

1.UV/O3法

UV/O3是將臭氧(O3)與紫外光(UV)輻射相結合的氧化工藝。O3是一種強氧化劑，既可直接與有機物反應，也可通過反應過程中產生的.OH氧化有機物，具有很好的降解有機物、開環脫色和消毒效果，且多余的O3在水中自動分解成O2，無二次污染。

2.光助Fenton法

Fenton試劑是由雙氧水(H2O2)與亞鐵離子(Fe2+)按一定比例混合而成的強氧化劑。光助Fenton體系中，紫外光和Fe2+對H2O2的催化存在協同效應，使得H2O2的利用效率更高，反應速度和處理效果也優于普通Fenton試劑。

反應過程中產生大量的.OH，使有機物被氧化分解，同時鐵水絡合物Fe(OH)2+對印染廢水中的懸浮染料具有很好的絮凝沉淀效應，強化了對污染物的去除。

3.光催化氧化法

光催化氧化技術的原理是利用能量等于或大于半導體材料(TiO2、ZnO、CdS等)禁帶寬度(一般3eV以下)的光照射半導體材料，使其價帶上的電子(e-)被激發躍遷到導帶，在價帶上產生相應的空穴(h+)。光致空穴(h+)具有的得電子能力，將其表面吸附的OH-和H2O氧化成OH，被激發的電子(e-)與O2結合生成超氧離子(O2-):TiO2+hν→TiO2+h++e-h++OH-→OHh++H2O→OH+H+e-+O2→O2-OH和O2-將有機物 終氧化為CO2、H2O和無機離子。另外，染料本身也是光敏化劑，有助于催化劑

電化學氧化技術在印染廢水中的應用

2.1 電化學氧化處理還原染料廢水

采用電化學氧化技術使廢水中的有機物質在陰陽兩極上發 生電極氧化還原反應降解有機污染物，從而降低廢水的色度和 COD。應用電化學氧化法對酸性紅B、分散紅E-4B和還原深藍 BO三種不同類型還原染料廢水進行處理[9]。在圖1所示的電解裝置中進行，往電解槽中加入適量的染料溶液或實際廢水，維 持電壓8～20 V，電流密度為50 A/m2時進行電化學氧化。測定 廢水的色度、TOC和CODCr。有關結果見表1所示。同時采用電 化學氧化法和混凝法的組合工藝，對酞菁染料生產廢水進行處 理[14]，結果表明，對CODCr和色度去除率分別為78.6 %和99.5 %。 同時實際廢水經電化學氧化處理后，BOD5/COD的值從0提高到 0.05，廢水的可生化性都有所提高。