【集萃網(wǎng)觀察】1 印染廢水處理現(xiàn)狀

　　（1）色度深，脫色困難

　　印染加工生產(chǎn)過程中，染料的平均損失率約為20%。在各類染料中，活性染料和硫化染料的上染率最低，染料平均排放率高達(dá)30%左右，酸性染料和直接染料的平均排放率也在10%以上。因此，印染廢水色度很高，對(duì)其進(jìn)行脫色處理一直是廢水處理的主要任務(wù)。國內(nèi)比較成熟的生物活性污泥池處理法、物理化學(xué)處理法和膜處理法等技術(shù)，都不同程度地存在脫色效率不高，處理后的印染凈化水無法被循環(huán)利用的問題。

　　（2）COD（化學(xué)需氧量）高，降解困難

　　印染廢水COD濃度非常高，這主要是由于在印染加工過程中除使用大量的合成染料外，還使用了大量難降解的染整助劑，如PVA（聚乙烯醇）、APEO（烷基酚聚氧乙烯醚）以及ABS（烷基苯磺酸鈉）。這些助劑約有95%以上會(huì)殘留在廢水中，從而使得廢水COD高達(dá)2000mg/L，而BOD5/COD值則介于0.2。0.3，廢水的可生化降解性極差[4]。

　　2 輻射作用機(jī)理

　　2.1常用輻射源

　　目前常用的輻射源可以分為兩大類：射線源和儀器源…。

　　最普遍的輻射源是60co，其次是1”cs和船Kr。60co放射產(chǎn)生

　　的R射線具有能量高、穿透力強(qiáng)和半衰期長等特點(diǎn)，但是由于射線源的穿透力強(qiáng)，所以對(duì)安全防護(hù)要求也要高得多，而且先期投資成本比較大。最常見的儀器源是電子加速器，它具有劑量率高、聚焦性好、能量利用率高和操作方便等特點(diǎn)。在全世界生產(chǎn)用輻射源中，電子加速器約占70%一80%，60Co輻射源只占20%～30%；如果按加工能力計(jì)算，電子加速器則大約占90%，而60Co僅占10%[6]。

　　2.2輻射降解機(jī)理

　　采用叮射線或者加速電子對(duì)廢水進(jìn)行處理時(shí)，一方面，高能射線可以與污染物直接作用，引起它們分解和改性；另一方面，高能射線以及加速電子可以與水發(fā)生作用，產(chǎn)生一系列的自由基、離子、水合電子（e二）以及離子基等，這些粒子具有相當(dāng)高的活性，能與有機(jī)污染物發(fā)生氧化或者還原作用，使其降解。通常情況下，純水在高能射線輻照下，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)[7]

　　H20—.0H（2.7）+eaq-（2.6）+H`（O.45）+H30+（2·6）+H202（0.7）+H2（0.45）

　　注：式中括號(hào)內(nèi)是G值，即輻射化學(xué)的能量效率，其定義是每吸收100eV射線能量所生成產(chǎn)物的分子數(shù)。

　　在這些活性自由基中，eaq-和H·屬于還原性離子，·OH與H2O2則為氧化性離子，它們?cè)谟袡C(jī)物的降解中起著最主要的作用�！�OH自由基具有很強(qiáng)的電子親和力，氧化還原電位很高，達(dá)2.8V，可以與含芳環(huán)或多重鍵的有機(jī)化合物發(fā)生加成反應(yīng)，與飽和的有機(jī)物發(fā)生奪氫反應(yīng)。而H2O2則既可以作為氧化劑，又可作為還原劑。

　　3 國內(nèi)外輻射處理印染廢水現(xiàn)狀

　　采用輻射技術(shù)處理廢水，一方面不會(huì)產(chǎn)生有害試劑，避免對(duì)環(huán)境的二次污染；另一方面，操作簡單，處理效率高。因此，國外從20世紀(jì)七八十年代就開始進(jìn)行研究，至90年代已經(jīng)有工廠采用輻射技術(shù)進(jìn)行廢水處理。下面僅就國內(nèi)外輻射技術(shù)在印染廢水處理方面的應(yīng)用研究作一簡介。

　　3.1輻射處理對(duì)印染廢水色度的去除效果

　　印染廢水的脫色效果是評(píng)價(jià)廢水處理方法是否有效的關(guān)鍵指標(biāo)之一。由于目前的染色介質(zhì)以水為主，所以絕大部分染料均易溶于水，而且由于染料分子質(zhì)量較大，多數(shù)染料在水中都能形成親水性膠體，使得印染廢水的常規(guī)脫色變得非常困難[8]。輻射處理本質(zhì)上屬于高級(jí)氧化處理技術(shù)，其在輻射過程中形成的大量·OH自由基和H2O2：，可以迅速氧化染料分子中的不飽和基團(tuán)，破壞其發(fā)色基團(tuán)。

　　對(duì)活性染料水溶液的輻射脫色研究表明，輻射處理可以有效去除染料水溶液的顏色[9-12].對(duì)于低濃度（50mg/L）的偶氮類活性染料，如活性黑5和活性紅198，1kGy的輻射劑量即可以達(dá)到99%的脫色率（1戈瑞表示1kg受輻照物質(zhì)吸收1J能量）。而對(duì)于高質(zhì)量濃度（800mg/L）活性染料，如活性紅M一3BE、活性藍(lán)XBR和活性黃x—R水溶液，要想達(dá)到顯著的脫色效果，則需要加大輻射劑量。例如，偶氮類的活性紅M一3BE脫色率達(dá)到100%時(shí)，吸收劑量約為27.8kGy[9]；而對(duì)于蒽醌類的活性藍(lán)XBR，當(dāng)吸收劑量為25kGy時(shí)，其脫色率也只能達(dá)到84%。這說明染料的種類對(duì)其脫色率起著重要作用，在低吸收劑量（9.2kGy）下，蒽醌結(jié)構(gòu)的活性藍(lán)XBR脫色率只有33%，遠(yuǎn)低于偶氮結(jié)構(gòu)的活性黃x-R76%的脫色率[10].

　　除此之外，對(duì)于水溶性的酸性[13-16]和直接染料[17]輻射處理也有較好的脫色效果。顧建忠、朱錦梁等人對(duì)蒽醌染料酸性藍(lán)40溶液采用電子束輻射研究表明，采用0.3MeV電子加速器進(jìn)行輻射處理時(shí)，隨著輻照時(shí)間的延長，酸性藍(lán)40水溶液的色度先是快速下降，之后逐漸趨于平穩(wěn)，15min之后染液已經(jīng)無色；且染液濃度越大，達(dá)到完全脫色所需的輻照劑量也越大。AliVahdat等人則利用10MeV電子加速器對(duì)直接染料進(jìn)行了脫色研究，結(jié)果表明，對(duì)于50mg，/L的直接黑22，9kGy的吸收劑量即可以使其完全脫色；而當(dāng)染料質(zhì)量濃度升高到100，150和200mg/L時(shí)，其脫色率則分別降低至61.7%，59.6%和52.9%。