各种废水处理技术对比

　化学处理化学处理主要包括传统电化学法和高级氧化法。

1　电化学法电化学法主要缺点为能耗大，成本高。目前的研究主要是研制新型电极材料，提高电极析氢析氧过电位等。Xu 等[11] 开发出TiO2/Ti 转盘光电催化(PEC) 反应器处理罗明B 染料废水。高效薄膜PEC 反应器，圆盘上部为镀膜光阳极，废水在电极表面形成一层薄膜暴露于空气中，使用紫外线对废水进行辐射诱导，其余部分浸没于水中。盘电极以恒定的速度转动，持续更新了光阳极表面的液膜，提高了上部及水体中污染物的传质效率和降解。20~150 mg/L 罗明B 在1 h 内，色度脱除27%~84%，TOC 去除率为7%~48%。转盘型光电催化反应器为染料废水处理提供了新的选择。Zhou 等[12] 采用混合金属氧化物和硼掺杂电极对偶氮染料甲基橙进行了降解试验，考察了电流密度、电解液类型、pH 及初始污染物浓度等对染料废水色度、COD 及TOC 去除效果的影响。结果表明：污染物在2 种电极上的降解存在差异。硼掺杂电极较混合金属氧化物电极对染料废水有着更广的工艺适用性。从经济角度考虑，硼掺杂电极对染料矿化是更好的选择。

2　高级氧化法高级氧化技术是在处理过程中产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)，使许多结构稳定甚至很难被微生物分解的有机分子转化为无毒无害的可生物降解的低分子物质，反应最终产物大部分为二氧化碳、水和无机离子等，并且无剩余污泥和浓缩物产生，主要包括光催化氧化法、Fenton 氧化法以及臭氧氧化及超声- 臭氧联合法。Sema 等[13] 以水热法制备二氧化钛，在可见光的诱导下对刚果红废水进行降解研究。20 mg/L 的刚果红废水在光照30 min，0.25% 纳米二氧化钛系统中可被轻松降解。Muhammad 等[14] 采用溶胶- 凝胶法制备含Cr3+的Cr-TiO2 催化剂，辅以紫外线诱导，处理甲基蓝废水。结果表明：pH=7 时，70% 的甲基蓝可被降解，反应符合假二级动力学方程。Sun 等[15] 研究了过氧化氢浓度、反应温度、溶液pH、氯离子浓度及染料浓度等对Fenton 体系处理橙G 的影响。结果表明：初始pH=4.0，H2O2 浓度为1.0×10-2 mol/L，过氧化氢∶ Fe2+=286 ︰ 1 时处理效果最好。60 min 内橙G 的脱色率可达94.6%。脱色过程符合假二级动力学方程。Fenton 法处理废水存在反应时间长，试剂用量多，过量Fe2+ 将增大废水COD ，从而产生二次污染等问题。研究者将紫外线、可见光等引入Fenton 体系，并采用其他过渡金属替代Fe2+，这些方法可增强对有机物的氧化降解能力，减少试剂用量，从而降低处理成本，被统称为类Fenton 反应。李太友[16]、程苍苍[17] 等均使用TiO2-Fenton 试剂复合体系降解有机物。结果表明：TiO2 与Fenton 试剂之间存在协同效应。TiO2 对Fe3+ 的催化还原作用提高了反应系统中Fe3+ 的浓度，促进了Fenton 反应的进行，使系统中·OH 的产率和浓度增大，氧化降解有机物的能力增强。另外，电子接受体Fe3+ 的还原作用也有利于抑制TiO2 光催化电子- 空穴对的复合，提高TiO2 本身光催化的量子效率，从而增强整个系统光解有机物的效果。Zhang 等[18] 利用20 kHz 超声与臭氧联合，对酸性橙7 进行降解研究，考察了功率密度、气流速度、初始pH、自由基清除剂及染料浓度等因素对脱色率的影响。结果表明：酸性橙7 的脱色动力学符合假0.5级动力学方程。超声的热辐射作用对于促进酸性橙7的降解作用明显。

3　生物法具有能耗低，经济性较好，但处理周期较长，处理范围较窄等特点，通常与物化法、化学法联用以提高处理效率，主要包括厌氧生物降解，好氧生物降解以及厌氧- 好氧联用法。宓益磊等[19] 采用一种电场和生物耦合的新型技术处理酸性大红GR 模拟废水，并与单纯电化学法和好氧生物法进行对照。结果表明：反应6 h 后，电化学法、好氧生物法、电- 好氧生物耦合技术对酸性大红GR 的去除率分别为15.7%、25.8% 和71.2%，耦合技术能明显提高酸性大红GR 的去除效果，起到强化生物处理的作用。在15 mA 微电流条件下，电-生物技术能克服50 mg/L 酸性大红GR 对好氧生物处理的抑制作用，为高浓度难降解染料废水的生物强化处理提供了可能。Somasiri 等[20] 采用升流式厌氧污泥床(UASB) 反应器对纺织废水进行脱色及还原性COD 去除的研究。结果表明：UASB 反应器能够去除超过90% 的还原型COD ，超过92% 的色度被脱除。单纯的厌氧过程对染料废水色度的脱除效果显著；而厌氧过程后，染料多被还原为胺类化合物，胺类对于微生物的毒害作用较大，且废水中有机物也得不到彻底去除，出水COD 较大，最终开环矿化为CO2，该过程COD 大幅下降。因此，强化的厌氧/ 好氧组合式工艺，可以实现对污染物的最终矿化，从而实现脱毒处理，并达到污染物去除的目的。对几种纺织染料废水，Kulla 等[21] 对比了厌氧、好氧联合预处理与单独的好氧处理，发现偶氮染料的脱色主要发生在厌氧段，而进一步降解主要发生在好氧段，厌氧处理增加了好氧段的可生物降解性。

4　各种处理方法比较多年来，研究者采用了多种工艺对染料废水进行处理研究，但每种处理工艺各有其优缺点和适用范围，如表1。