【集萃網(wǎng)觀察】印染廢水水量大、成分復雜是廢水處理研究的難點．近年來，紡織工業(yè)不斷開發(fā)新產(chǎn)品、新技術，所用漿料、染料、新型助劑等難生化降解的有機物大量進入印染廢水，ＣＯＤＣｒ 去除率嚴重下降，給處理帶來更大的難度．由于水資源日漸短缺和污染逐漸嚴重，印染行業(yè)的廢水處理已引起政府的高度重視．
目前，絮凝劑在廢水處理中占有重要地位．絮凝劑已從鋁系、鐵系絮凝劑發(fā)展到有機合成高分子絮凝劑、天然高分子絮凝劑、微生物絮凝劑等．另外，隨著生物酶在印染加工中的深入應用，其在印染廢水處理中的作用日益增多．
１ 無機高分子型絮凝劑
無機高分子絮凝劑主要包括聚氯化鋁、聚硅硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵．其對大多數(shù)染料廢水的脫色效果較理想，但對于單偶氮、低分子質量含水溶性基團較多的親水性染料則達不到滿意的效果，而且無機高分子絮凝劑用量大、絮凝效果欠佳，易造成二次污染．
１．１ 聚鋁系
聚合氯化鋁（ＰＡＣ）是水處理中最為常用的絮凝劑之一，在處理印染廢水中已經(jīng)得到廣泛應用．王燕等以聚合氯化鋁（ＰＡＣ）和二甲基二烯丙基氯化銨均聚物（ＰＤＭＤＡＡＣ）為原料，制備出了聚合氯化鋁－ 二甲基二烯丙基氯化銨均聚物復合絮凝劑（ＰＡＣ－ ＰＤＭＤＡＡＣ）并對其電荷特性和結構形貌進行研究．結果表明：ＰＡＣ－ＰＤＭＤＡＡＣ較 ＰＡＣ具有更高的表面電荷、更大的支化度和更好的絮凝效果．馮蔚龍等以鋁酸鈣粉和食品級濃鹽酸為基本原料制得聚硅氯化鋁，結果顯示：其對廢水的處理效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的硫酸鋁和聚合氯化鋁．賈青竹等運用自制聚硅硫酸鋁（ＰＳＡＳ）絮凝劑處理廢水，實驗結果表明：ＰＳＡＳ 可以有效地應用于低濁度廢水的凈化處理，同時對高色度廢水也有很好的處理效果．
１．２ 聚鐵系
聚鐵系絮凝劑的絮凝效果較好，在印染廢水處理中應用廣泛．洪金德等用不同鹽基度的聚鐵系絮凝劑ＰＦＳ 處理活性翠藍和分散紅的模擬染色廢水，在一定的 ｐＨ 值條件下，隨著 ＰＦＳ 鹽基度的增加，處理效果呈上升趨勢，在鹽基度 １０．５７％￣１６．４３％、絮凝劑用量為０．２５￣０．４０ ｍｍｏｌ／Ｌ 時的處理效果較佳．俞丹青等以硅酸鈉、硫酸鐵和四硼酸鈉為原料，制備出含硼聚硅硫酸鐵（ＰＦＳＳＢ），結果顯示：其比聚合氯化鋁（ＰＡＣ）有更好的除濁和脫色效果，而且所形成的絮體明顯大于用 ＰＡＣ時形成的絮體，絮體沉降速度也更快．
２ 有機合成高分子型絮凝劑
與無機絮凝劑相比，有機高分子絮凝劑具有絮凝速度快、用量少、ｐＨ 及溫度影響小等優(yōu)點，因而有著廣闊的應用前景．從絮凝機理上分析，有機高分子絮凝劑帶有—ＣＯＯ－、—ＮＨ—、—ＳＯ３ 、—ＯＨ 等親水基團，大多屬于線型高分子聚合物，相對分子質量大、官能團多，故具有很強的吸附效能．
２．１ 甲醛－ 雙氰胺系
余躍選用自制的甲醛－ 雙氰胺聚合物作為絮凝脫色劑處理高濃度印染廢水的實驗結果表明：在甲醛雙氰胺用量 ２００ ｍｇ／Ｌ、ｐＨ 值為 １１￣１３ 時，脫色率為９９％，ＣＯＤＣｒ 去除率為 ７３．１％，減輕了后續(xù)處理難度．甲醛－ 雙氰胺系列脫色絮凝劑雖處理效果較好但價格較高，無法在實際中普遍使用．對此，利鋒等用雙氰胺、體積分數(shù)為 ３７％的甲醛、改性劑和催化劑合成改性甲醛－ 雙氰胺，用于處理印染廢水，脫色率和 ＣＯＤＣｒ去除率均較高，污泥體積小．該絮凝劑與 Ａｌ２（ＳＯ４）３ 復配使用效果更佳，脫色率達 ９６．８％，ＣＯＤＣｒ 去除率最高可達 ９１．５％，出水 ＣＯＤＣｒ 和色度達國家一級排放標準．
２．２ 聚丙烯酰胺系
根據(jù)離子特性可將聚丙烯酰胺分為陽離子型（ＣＰＡＭ）、陰離子型（ＨＰＡＭ）、兩性離子型和非離子型（ＰＡＭ）．其中，ＣＰＡＭ是污水處理的重要絮凝劑．林松柏等以溴乙烷為季銨化試劑，通過對聚丙烯酰胺的端基進行改性，合成了陽離子型的吸附材料．實驗表明：該樹脂對染料的吸附能力較強，其脫色率可達到 ９８％．通過電鏡分析發(fā)現(xiàn)，季銨化改性的 ＰＡＭ樹脂對染料的吸附依靠靜電、架橋及凝聚作用．
３ 天然高分子絮凝劑
天然高分子絮凝劑主要有殼聚糖衍生物類、淀粉衍生物類、微生物類，其他還有植物多糖類、纖維素衍生物類等．
３．１ 殼聚糖衍生物類
在酸性條件下，殼聚糖的降解性和產(chǎn)品質量具有不穩(wěn)定性，在很大程度上限制了它的應用范圍．因此，殼聚糖通過化學改性，引進多功能基團，改善其溶解性能和物化性質，可賦予它們更多的特殊功能．黃惠莉等采用自制羧甲基殼聚糖對水溶性染料及印染廢水進行處理，都具有良好的脫色效果．當 ｐＨ 為 ６￣７、羧甲基殼聚糖用量為 ０．６ ｇ／Ｌ 時脫色率可達 ９０％．林靜雯等研究了用殼聚糖與丙烯酰胺接枝共聚物作為絮凝劑處理印染廢水，其絮凝效果明顯好于殼聚糖，具有更強的吸附、架橋能力．黃中華等通過實驗得知，不同脫乙酰度殼聚糖的吸附能力存在差別：隨著脫乙酰度的增加，殼聚糖對酸性大紅染料的吸附量明顯增加，這是由于提高脫乙酰度使殼聚糖分子中有更多的游離氨基可以參與吸附；而對番紅花紅和堿性品紅染料，脫乙酰度對吸附能力的影響不明顯．
３．２ 淀粉衍生物類
聶新衛(wèi)等采用預處理的硼泥和改性淀粉絮凝劑處理印染廢水，實驗結果表明：當硼泥絮凝劑用量為２５０ ｍｇ／Ｌ、改性淀粉絮凝劑用量為 ３ ｍｇ／Ｌ、廢水 ｐＨ 為１１．７ 時，ＣＯＤＣｒ 的去除率為 ８２．４％，色度去除率為７６．７％，濁度去除率為 ９８．１％．馬永梅以玉米淀粉及 ２，３－ 環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（ＧＴＡ）為主要原料，在堿（氫氧化鈉）催化條件下，以水－ 乙醇混合溶劑為分散劑，制備了高效陽離子淀粉絮凝劑．該陽離子淀粉絮凝劑與硫酸鐵、ＰＡＭ復配處理印染廢水混凝效果好，藥劑費用低，操作簡單，是一種經(jīng)濟有效的印染廢水處理方法．
３．３ 微生物類
微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝功能的高分子有機物，主要有糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等，屬于天然生物高分子絮凝劑，具有天然有機高分子絮凝劑的一切優(yōu)點．具有分泌絮凝劑能力的微生物稱為絮凝劑產(chǎn)生菌．關于微生物絮凝劑的絮凝機理有許多假說，目前已被人們普遍接受的是架橋絮凝機理，該學說可解釋大多數(shù)微生物絮凝劑產(chǎn)生的絮凝現(xiàn)象，認為絮凝劑大分子借助離子鍵、氫鍵和范德華力可同時吸附多個膠體顆粒，并在膠體間產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象，從而形成三維結構而沉淀．
自1935美國科學家 Ｂｕｔｔｅｒｆｉｅｌｄ 從活性污泥中篩選出絮凝劑產(chǎn)生菌以來，人們對微生物代謝產(chǎn)物與微生物絮凝劑之間的關系進行了研究，篩選到一些絮凝劑產(chǎn)生菌．目前，有關微生物絮凝劑在印染廢水中的應用已進行了廣泛研究．彭曉文等利用微生物絮凝劑Ｌ－ ３ 處理酸性湖藍 Ａ、堿性品紅、活性翠綠 ＫＮ－ Ｒ 和直接深紫 ＮＭ染料，脫色率分別達到了 ９３．０％、８４．２％、７５．５％和 ８６．０％．李風琴等篩選、培養(yǎng)了具有高絮凝活性的微生物絮凝劑 ＭＨＸＧＳ２，其對靛藍印染廢水有很好的脫色效果．當 ｐＨ 值為 １０．５、微生物絮凝劑用量為 ４ ｍＬ／Ｌ時，脫色率可高達 ９６．５％．
４ 生物酶
生物酶處理印染廢水有使用安全、清潔等優(yōu)點，酶處理后廢液容易進行無害化處理．用于污水處理中的酶包括辣根過氧化物酶、木質素過氧化物酶、多酚氧化酶等．研究發(fā)現(xiàn)，利用有多酚氧化酶活性的鐵載體對染料分解和廢水處理非常有效．喬彤森等以辣根過氧化物酶為催化劑、過氧化氫為氧化劑，采用酶催化氧化法處理含苯胺、酚類化合物和其他化學物質的高濃度有機工業(yè)廢水，結果表明：當辣根過氧化物酶用量為 １ ｍＬ、過氧化氫用量為 ０．２ ｍＬ、ｐＨ 值為 ８￣９、２５℃左右時，ＣＯＤＣｒ 去除率可達到 ５０％以上．張鵬等對纖維素酶與靛藍染料間的吸附關系進行研究，發(fā)現(xiàn)纖維素酶 ＣＴＣ－ Ａ、ＣＴＣ－ Ｂ、ＣＴＣ－ Ｃ 對水溶液中的靛藍有聚集和吸附作用．盧蓉等采用彩絨革蓋菌產(chǎn)生的漆酶對酸性橙染料進行脫色實驗，結果表明：脫色作用明顯，添加微量的小分子物質作為氧化還原遞質可顯著提高漆酶的催化氧化能力，脫色率可達 ９６．５％，表明其在染料廢水的治理上具有良好的應用前景．另外，酶固定化是目前酶處理工業(yè)廢水中較為活躍的領域，但其缺點也明顯：反應較劇烈，酶易失活，載體無通用性．固定化酶技術作為一種高效的生物酶催化技術，將在今后的工業(yè)廢水處理中產(chǎn)生巨大的應用價值．
５ 結語
高分子絮凝劑在處理印染廢水中起著舉足輕重的作用：無機高分子絮凝劑能夠較好地去除印染廢水中的分散染料、硫化染料、氧化后的還原染料以及分子質量較大的直接染料和中性染料，而對易形成膠體微粒的水溶性染料如酸性染料、活性染料及部分小分子直接染料廢水的混凝脫色效果不理想；有機高分子絮凝劑以其良好的凝聚效果、脫色能力和操作簡便等優(yōu)點，在印染廢水處理中起著不可替代的作用，特別是能有效地處理含親水性染料的印染廢水．但是，有機合成高分子絮凝劑單獨處理印染廢水的效果欠佳．因此，開發(fā)研制價廉、無毒、高效的新型無機有機復合混凝劑已成為混凝法的主要研究方向之一．
近年來，天然高分子物具有原料來源廣、價廉和生物可降解性等優(yōu)點已得到國內外科研工作者的廣泛關注．越來越多的研究者致力于生物酶在處理印染廢水中的應用，該類絮凝劑可以有效處理復雜、多變的印染廢水，減少環(huán)境污染．我們深信，隨著技術的不斷發(fā)展，高分子絮凝劑和生物酶在印染廢水處理中將會發(fā)揮更大的作用．
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來源: 印染在線 作者：李偉勇,鄧沁蘭（廣東紡織職業(yè)技術學院，廣東佛山 ５２８０００）
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