DCB染料廢水處理工藝介紹：DCB的化學(xué)名稱為3,3-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽，是目前用于顏料黃12，13，14，1735，55，顏料橙13，顏料紅38等雙芳胺類偶氮顏料的生產(chǎn)，此系列有機(jī)顏料占有機(jī)顏料總產(chǎn)量的25％，由于雙芳胺類偶氮顏料耐溶性能和耐遷移性能較好，且有很好的抗結(jié)晶性和熱穩(wěn)定性，同時(shí)具有比單偶氮顏料高一倍的著色強(qiáng)度，色澤鮮艷，價(jià)格低廉，因而在油墨，塑料，橡膠，涂料，染料等行業(yè)有廣泛用途，另外DCB還能制造性能優(yōu)良的直接染料和藥物，所得顏料色光純正光亮、耐堿、耐熱、堅(jiān)牢度好，是顏料行業(yè)難以替代的品種。

以DCB為原料的顏料產(chǎn)量占有機(jī)顏料的25％～30％，產(chǎn)量約6萬噸，并以每年4％左右的速度增長，而DCB染料廢水也成為國內(nèi)外難處理的工業(yè)廢水之一，中國已將染料廢水的治理列為環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)。

在以1999版ColourIndex為藍(lán)本的《世界染料品種》中登錄的130個(gè)黃色顏料品種中，以DCB為重氮組分的黃色顏料有22個(gè)，占16.9％。

所得顏料色光純正、光亮，耐堿和耐熱堅(jiān)牢度好，是顏料行業(yè)難以代的品種。以DCB為原料的顏料產(chǎn)量占有機(jī)顏料的25％～30％，產(chǎn)量約6萬噸，并以每年4％左右的速度增長。

其中以3,3′-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽(DCB)染料廢水較難降解，廢水水質(zhì)見表1。

1、常用染料工業(yè)廢水處理技術(shù)

當(dāng)前有多種物理化學(xué)方法和生物方法均可用于染料廢水的脫色降解處理，國內(nèi)外常用于工業(yè)染料廢水處理的方法有：生物處理法、化學(xué)絮凝法、化學(xué)氧化法、吸附法和電化學(xué)法等方法，其他如膜分離技術(shù)、輻照技術(shù)等也正在推廣應(yīng)用。

在具體城市下水道和污水處理中，廢水首先在工廠作預(yù)處理，達(dá)到城市下水道排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行集中處理，廢水經(jīng)過預(yù)處理再排放可改善污水水質(zhì)，降低城市污水廠處理負(fù)荷，同時(shí)便于根據(jù)不同的廢水水質(zhì)采取不同的預(yù)處理手段。

在對印染廢水進(jìn)行處理時(shí)，有機(jī)物的去除一般以生物法為主，對難于生物降解的印染廢水，采用厭氧(水解)好氧聯(lián)合處理較為合適，對易于生物降解的印染廢水，可采用一段生物處理。

色度的去除，一般以物理化學(xué)方法為主，對于規(guī)模大、處理水平高的工廠，可采用電解、化學(xué)絮凝、臭氧氧化等工藝，對于小規(guī)模的工廠，可采用爐渣過濾。

以下是國內(nèi)外具體印染廢水處理工藝概要。

1.1生物處理法

生物處理法主要通過生物菌體的絮凝作用、吸附作用和生物的降解作用對廢水中發(fā)色物質(zhì)予以分離和降解，生物的絮凝和吸附作用屬于物理過程，并不能使得染料分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生化學(xué)變化，而生物的降解作用則是利用微生物酶來氧化或還原染料分子，破壞其發(fā)色基團(tuán)和不飽和鍵，并通過一系列氧化、還原、水解、化合過程，將染料降解為簡單無機(jī)物，或轉(zhuǎn)化成各種營養(yǎng)物或原生質(zhì)。

廢水中大部分有機(jī)物是可以生物降解的，即使是苯環(huán)結(jié)構(gòu)，也能被諾卡氏菌、環(huán)形小球菌分解，在輔酶HSCOA的作用下，苯環(huán)裂解，分解為有機(jī)酸，氧化為CO2和H2O。

因此，自上世紀(jì)以來，由于生物處理法運(yùn)營成本低，經(jīng)濟(jì)適用，在染料廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。*80%以上的染料廢水仍以生物處理為主，其中好氧生物處理法占絕大多數(shù)。

生物處理法可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法

好氧處理法雖然對BOD的去除率較高，去除率可達(dá)80%，且運(yùn)行費(fèi)用較低。但對復(fù)雜大分子物質(zhì)降解效果較差，僅在50%左右；

相對于好氧處理法而言，厭氧生物處理法在一定條件下能夠?qū)?fù)雜大分子物質(zhì)有明顯的降解效果，是一種很有發(fā)展前途的工業(yè)廢水處理方法，但厭氧法處理工業(yè)廢水經(jīng)常伴隨著腐臭味，且單獨(dú)運(yùn)用厭氧處理法處理染料廢水效果也不理想，仍難以達(dá)標(biāo)排放。

1.2絮凝法

絮凝法是向廢水中加入一定物質(zhì)，通過物理或化學(xué)的作用，使原先溶于廢水中或呈細(xì)微懸浮狀態(tài)、不易沉降(或氣浮)、過濾的污染物集結(jié)成較大顆粒，以便與水分離的方法，從而使富集在廢水中的發(fā)色物質(zhì)分離、去除。

絮凝法被認(rèn)為是有效、經(jīng)濟(jì)的脫色技術(shù)之一，比生物處理方法還更經(jīng)濟(jì)，具有工程投資低、占地面積少、處理量大、對疏水性染料脫色效率很高等優(yōu)勢；

但絮凝法具有：對親水性染料的脫色效果差、CODcr去除率低、處理時(shí)間長、生成大量的泥渣且脫水處置困難等缺點(diǎn)，這是影響該方法廣泛應(yīng)用工程實(shí)踐的主要原因。

1.3化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是借助氧化作用破壞染料的 共軛體系或發(fā)色基團(tuán)是印染脫色處理的方法，是染料廢水脫色降解的主要方法之一。

除常規(guī)的氯氧化法外，國內(nèi)外研究重點(diǎn)主要集中在臭氧氧化、過氧化氫氧化、電解氧化和光氧化方面。

但由于氯氧化法在脫色的同時(shí)，易產(chǎn)生小分子、危險(xiǎn)性更大的、引起動物腫瘤、損壞神經(jīng)系統(tǒng)的CHCl3等有機(jī)鹵代物，現(xiàn)已極少使用；

而過氧化氫法和光催化法雖具有效率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但受處理成本和能耗的制約，離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有一定的距離；

臭氧是良好的脫色氧化劑，對于含水溶性染料廢水如活性、直接、陽離子和酸性等染料其脫色率很高；對分散染料也有較好脫色效果；但對其他以懸浮狀態(tài)存在于廢水中的還原、硫化和涂料，脫色效果較差，臭氧氧化也可以與其他處理技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。

1.4吸附法

吸附脫色的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是通過吸附的作用可將染料從水中去除，吸附過程保留了染料的結(jié)構(gòu)。

目前，國內(nèi)外運(yùn)用于染料工業(yè)廢水處理的吸附劑主要有：活性炭，硅聚物、大孔樹脂等比表面積大的材料作為吸附劑去除染料色度均具有良好的效果，但因成本相對較高尚未廣泛推廣應(yīng)用；高嶺土、工業(yè)爐渣等低成本的材料作為吸附劑對染料廢水也具有一定的脫色作用，但目前還處于實(shí)驗(yàn)探索階段。

當(dāng)前工業(yè)化處理染料廢水的吸附法主要為活性炭吸附法，活性炭吸附法對去除水溶性有機(jī)物非常有效，對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能，脫色率均在97%以上，CODcr的去除率為63%～95%。

但活性碳吸附對高濃度、疏水性染料廢水處理表現(xiàn)出明顯的局限性，且由于活性炭使用成本較昂貴，單位廢水處理成本較高。因此，活性碳吸附法常結(jié)合其他方法一并使用，主要作廢水的預(yù)處理或深度處理。

因此，當(dāng)前研制開發(fā)適用范圍寬、吸附效率高、再生容易、性能穩(wěn)定、處理成本低的吸附劑是這一技術(shù)方法未來發(fā)展的一個(gè)重要方向。

江蘇海普功能材料有限公司位于環(huán)境優(yōu)美的蘇州工業(yè)園區(qū)，是一家專注于高性能吸附劑、催化劑及工藝應(yīng)用研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，江蘇海普致力于為環(huán)境保護(hù)、資源再生、新能源、化工醫(yī)藥、食品、印染等行業(yè)提供高效的產(chǎn)品、技術(shù)及整體解決方案。

針對食品、印染、焦化等廢水的性質(zhì)和處理要求，開發(fā)了生化尾水提標(biāo)、脫色吸附劑，具有吸附速度快、容量高、易再生等優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對大水量廢水的深度除COD和脫色處理，為水資源的回用提供保障，該技術(shù)具有材料吸附容量大，運(yùn)行成本低，易于再生，使用壽命長；設(shè)備運(yùn)行成本低，維護(hù)費(fèi)用低，操作簡單等技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于印染、焦化、食品等過程中產(chǎn)生的廢水去除COD和脫色治理，工藝流程如下：

憑借產(chǎn)品和技術(shù)優(yōu)勢，江蘇海普公司陸續(xù)獲得各行業(yè)客戶的支持和認(rèn)可，江蘇海普的廢水、廢氣、廢酸整體資源化治理解決方案已在石化、農(nóng)化、醫(yī)藥、煤化工、電鍍、印染等企業(yè)建立了數(shù)十套示范應(yīng)用。

2、DCB染料廢水處理——吸附法工程案例

DCB的化學(xué)名稱為3,3-二氯聯(lián)苯胺鹽酸鹽，是目前用于顏料黃12，13，14，1735，55，顏料橙13，顏料紅38等雙芳胺類偶氮顏料的生產(chǎn)，此系列有機(jī)顏料占有機(jī)顏料總產(chǎn)量的25％，由于雙芳胺類偶氮顏料耐溶性能和耐遷移性能較好，且有很好的抗結(jié)晶性和熱穩(wěn)定性，同時(shí)具有比單偶氮顏料高一倍的著色強(qiáng)度，色澤鮮艷，價(jià)格低廉，因而在油墨，塑料，橡膠，涂料，染料等行業(yè)有廣泛用途，另外DCB還能制造性能優(yōu)良的直接染料和藥物，所得顏料色光純正光亮、耐堿、耐熱、堅(jiān)牢度好，是顏料行業(yè)難以替代的品種。

目前*總產(chǎn)量24萬噸/，其中黃系列達(dá)25％，DCB國內(nèi)需求量5萬噸/年。

浙江某科技化工企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)有機(jī)顏料中間體DCB，年生產(chǎn)能力達(dá)到10000噸，但是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生染料廢水近1000噸/天，可生化降解性較差，委托江蘇海普公司吸附處理達(dá)標(biāo)后排放，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，廢水處理數(shù)據(jù)見表2

表2 廢水吸附處理數(shù)據(jù)

我司對現(xiàn)場取樣廢水進(jìn)行多個(gè)批次的吸附和脫附實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如上圖及處理前后對比圖如下

海普工藝的基本原理是利用我司開發(fā)的特種吸附材料的吸附性能，對廢水中COD進(jìn)行選擇性吸附并富集到吸附材料中，吸附出水無色，吸附飽和后，利用特定的脫附劑對吸附材料進(jìn)行脫附處理，使吸附材料得以再生并重新繼續(xù)吸附，如此不斷循環(huán)進(jìn)行

3、染料廢水處理新技術(shù)研究進(jìn)展

由于當(dāng)前應(yīng)用于實(shí)際染料廢水處理技術(shù)均難以在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面滿足染料企業(yè)的需要。因此許多環(huán)保科技工作者致力于新型染料廢水處理技術(shù)的研究開發(fā)。近年來，研究較為活躍染料廢水處理新技術(shù)主要有：超臨界水氧化技術(shù)、高溫深度氧化技術(shù)、低溫等離子體化學(xué)技術(shù)、超聲波技術(shù)、萃取技術(shù)、光催化技術(shù)和fenton氧化技術(shù)等。

2.1超臨界水氧化技術(shù)

超臨界水氧化(SCWO)是指當(dāng)溫度、壓力高于水的臨界溫度(374℃)和臨界壓力(22.1Mpa)條件下水中有機(jī)物的氧化。由于超臨界水氣液相界面消失，飽和水與干飽和蒸汽的密度差將為零，成為一均相體系。

超臨界水氧化法與其它傳統(tǒng)的方法相比，具有效率高、有毒物質(zhì)的去除率高、氧化*、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單和處理量大等優(yōu)點(diǎn)。但投入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有技術(shù)問題有待解決，如反應(yīng)條件苛刻(高溫、高壓)，對反應(yīng)設(shè)備材質(zhì)要求高和無機(jī)鹽對反應(yīng)器和管路的堵塞等問題。

2.2低溫等離子體化學(xué)

等離子體是在特定條件下使氣(汽)體部分電離而產(chǎn)生的非凝聚體系，體系中離子、自由基、中性原子或分子等重粒子的溫度因接近或略高于室溫，所以稱這些等離子體為低溫等離子體。低溫等離子體具有足夠高能量的活性物質(zhì)，因而可以使反應(yīng)物分子激發(fā)、電離或斷鍵。

2.3超聲波技術(shù)

超聲波技術(shù)是指利用超聲輻射所產(chǎn)生的空化效應(yīng)在極短的時(shí)間內(nèi)崩潰釋能，形成具有物化條件和含有高能量的“微反應(yīng)器”，并導(dǎo)致水分子裂解形成H2O2、·H、·OH，將溶解于水中的有機(jī)大分子化合物分解為環(huán)境可以接受的小分子化合物的廢水處理技術(shù)。超聲波處理廢水是一種有效的，能夠加快染料脫色和礦化速率的新技術(shù)。

2.4萃取技術(shù)

萃取技術(shù)主要是通過萃取劑和污染物分子絡(luò)合，或是水中的污染物在載體的作用下透過很薄的膜層進(jìn)入萃取內(nèi)相而凈化廢水的技術(shù)。萃取技術(shù)處理染料廢水實(shí)質(zhì)就是利用不溶或難溶于水的溶劑將染料分子從水中萃取出來。

2.5光催化降解技術(shù)

光催化氧化技術(shù)是利用半導(dǎo)體作為催化劑，在光照的條件下，在半導(dǎo)體價(jià)帶產(chǎn)生具有*氧化性的空穴，將水中的OH-和H2O分子氧化成具有強(qiáng)氧化性的·OH自由基，通過·OH自由基將難降解的有機(jī)物氧化成為CO2和H2O。常用的催化劑有TiO2、H2O2、Fe(C2O4)3等無機(jī)試劑。光催化氧化技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一種新興技術(shù)，具有明顯的節(jié)能高效、污染物降解*等特點(diǎn)。

2.6Fenton氧化技術(shù)

Fenton氧化技術(shù)是以H2O2為主體的氧化技術(shù)，F(xiàn)enton試劑由Fe2+和H2O2組成。Fe2+與H2O2反應(yīng)生成的羥基自由基(·OH)具有很強(qiáng)的氧化性(僅次于氟)，且無選擇性，能夠氧化打破有機(jī)高分子共軛體系結(jié)構(gòu)，使持久性難降解染料有機(jī)物降解成為無色的有機(jī)小分子達(dá)到降解脫色的目的

從現(xiàn)有研究成果看，F(xiàn)enton氧化技術(shù)尚存在氧化降解能力需要提高、污染物礦化速度偏慢、出水含有鐵離子等缺點(diǎn)；改善Fenton反應(yīng)羥基自由基(·OH)的產(chǎn)生機(jī)制和反應(yīng)條件，提高羥基自由基(·OH)生成率和利用率將是該技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

4、結(jié)論

盡管用物理法、化學(xué)法和生化法作為基本處理單元處理某些染料廢水可以取得一定的處理效果。但迄今為止，染料廢水仍是較難治理的工業(yè)廢水之一，既要考慮處理技術(shù)的先進(jìn)性，又要考慮基建投資和運(yùn)行費(fèi)用等方面的可行性。因而促使染料廢水處理技術(shù)主要集中在以下4個(gè)方面：高效性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、清潔性。