DCB染料廢水處理工藝介紹
DCB染料廢水處理工藝介紹：DCB的化學名稱為3,3-二氯聯苯胺鹽酸鹽，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，此系列有機顏料占有機顏料總產量的25％，由于雙芳胺類偶氮顏料耐溶性能和耐遷移性能較好，且有很好的抗結晶性和熱穩定性，同時具有比單偶氮顏料高一倍的著色強度，色澤鮮艷，價格低廉，因而在油墨，塑料，橡膠，涂料，染料等行業有廣泛用途，另外DCB還能制造性能優良的直接染料和藥物，所得顏料色光純正光亮、耐堿、耐熱、堅牢度好，是顏料行業難以替代的品種。
以DCB為原料的顏料產量占有機顏料的25％～30％，產量約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外難處理的工業廢水之一，中國已將染料廢水的治理列為環境保護工作的重點。
在以1999版ColourIndex為藍本的《世界染料品種》中登錄的130個黃色顏料品種中，以DCB為重氮組分的黃色顏料有22個，占16.9％。
所得顏料色光純正、光亮，耐堿和耐熱堅牢度好，是顏料行業難以代的品種。以DCB為原料的顏料產量占有機顏料的25％～30％，產量約6萬噸，并以每年4％左右的速度增長。
其中以3,3′-二氯聯苯胺鹽酸鹽(DCB)染料廢水較難降解，廢水水質見表1。
1、常用染料工業廢水處理技術
當前有多種物理化學方法和生物方法均可用于染料廢水的脫色降解處理，國內外常用于工業染料廢水處理的方法有：生物處理法、化學絮凝法、化學氧化法、吸附法和電化學法等方法，其他如膜分離技術、輻照技術等也正在推廣應用。
在具體城市下水道和污水處理中，廢水首先在工廠作預處理，達到城市下水道排放標準后進行集中處理，廢水經過預處理再排放可改善污水水質，降低城市污水廠處理負荷，同時便于根據不同的廢水水質采取不同的預處理手段。
在對印染廢水進行處理時，有機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，一般以物理化學方法為主，對于規模大、處理水平高的工廠，可采用電解、化學絮凝、臭氧氧化等工藝，對于小規模的工廠，可采用爐渣過濾。
以下是國內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色物質予以分離和降解，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構發生化學變化，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，破壞其發色基團和不飽和鍵，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物，或轉化成各種營養物或原生質。
廢水中大部分有機物是可以生物降解的，即使是苯環結構，也能被諾卡氏菌、環形小球菌分解，在輔酶HSCOA的作用下，苯環裂解，分解為有機酸，氧化為CO2和H2O。
因此，自上世紀以來，由于生物處理法運營成本低，經濟適用，在染料廢水處理中得到廣泛應用。*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。
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80%，且運行費用較低。但對復雜大分子物質降解效果較差，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對復雜大分子物質有明顯的降解效果，是一種很有發展前途的工業廢水處理方法，但厭氧法處理工業廢水經常伴隨著腐臭味，且單獨運用厭氧處理法處理染料廢水效果也不理想，仍難以達標排放。
1.2絮凝法
絮凝法是向廢水中加入一定物質，通過物理或化學的作用，使原先溶于廢水中或呈細微懸浮狀態、不易沉降(或氣浮)、過濾的污染物集結成較大顆粒，以便與水分離的方法，從而使富集在廢水中的發色物質分離、去除。
絮凝法被認為是有效、經濟的脫色技術之一，比生物處理方法還更經濟，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、處理時間長、生成大量的泥渣且脫水處置困難等缺點，這是影響該方法廣泛應用工程實踐的主要原因。
1.3化學氧化法
化學氧化法是借助氧化作用破壞染料的 共軛體系或發色基團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。
除常規的氯氧化法外，國內外研究重點主要集中在臭氧氧化、*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，易產生小分子、危險性更大的、引起動物腫瘤、損壞神經系統的CHCl3等有機鹵代物，現已極少使用；
而*法和光催化法雖具有效率高、無二次污染等優點，但受處理成本和能耗的制約，離產業化應用尚有一定的距離；
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結合應用。
1.4吸附法
吸附脫色的一個主要優點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構。
目前，國內外運用于染料工業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用；高嶺土、工業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，但目前還處于實驗探索階段。
當前工業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，活性碳吸附法常結合其他方法一并使用，主要作廢水的預處理或深度處理。
因此，當前研制開發適用范圍寬、吸附效率高、再生容易、性能穩定、處理成本低的吸附劑是這一技術方法未來發展的一個重要方向。
江蘇海普功能材料有限公司位于環境優美的蘇州工業園區，是一家專注于高性能吸附劑、催化劑及工藝應用研發的高新技術企業，江蘇海普致力于為環境保護、資源再生、新能源、化工醫藥、食品、印染等行業提供高效的產品、技術及整體解決方案。
針對食品、印染、焦化等廢水的性質和處理要求，開發了生化尾水提標、脫色吸附劑，具有吸附速度快、容量高、易再生等優勢，能夠實現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，該技術具有材料吸附容量大，運行成本低，易于再生，使用壽命長；設備運行成本低，維護費用低，操作簡單等技術優勢，廣泛應用于印染、焦化、食品等過程中產生的廢水去除COD和脫色治理，工藝流程如下：
憑借產品和技術優勢，江蘇海普公司陸續獲得各行業客戶的支持和認可，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、農化、醫藥、煤化工、電鍍、印染等企業建立了數十套示范應用。
2、DCB染料廢水處理——吸附法工程案例
DCB的化學名稱為3,3-二氯聯苯胺鹽酸鹽，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，此系列有機顏料占有機顏料總產量的25％，由于雙芳胺類偶氮顏料耐溶性能和耐遷移性能較好，且有很好的抗結晶性和熱穩定性，同時具有比單偶氮顏料高一倍的著色強度，色澤鮮艷，價格低廉，因而在油墨，塑料，橡膠，涂料，染料等行業有廣泛用途，另外DCB還能制造性能優良的直接染料和藥物，所得顏料色光純正光亮、耐堿、耐熱、堅牢度好，是顏料行業難以替代的品種。
目前*總產量24萬噸/，其中黃系列達25％，DCB國內需求量5萬噸/年。
浙江某科技化工企業專業生產有機顏料中間體DCB，年生產能力達到10000噸，但是在生產過程中產生染料廢水近1000噸/天，可生化降解性較差，委托江蘇海普公司吸附處理達標后排放，系統穩定運行，廢水處理數據見表2
表2 廢水吸附處理數據
批次 | 原水COD | 處理后COD |
1 | 6825mg/L | 367mg/L |
2 | 6064mg/L | 278mg/L |
3 | 6779mg/L | 355mg/L |
4 | 6907mg/L | 438mg/L |
5 | 6080mg/L | 278mg/L |
我司對現場取樣廢水進行多個批次的吸附和脫附實驗，具體實驗結果數據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的特種吸附材料的吸附性能，對廢水中COD進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行脫附處理，使吸附材料得以再生并重新繼續吸附，如此不斷循環進行
3、染料廢水處理新技術研究進展
由于當前應用于實際染料廢水處理技術均難以在技術、經濟兩方面滿足染料企業的需要。因此許多環?？萍脊ぷ髡咧铝τ谛滦腿玖蠌U水處理技術的研究開發。近年來，研究較為活躍染料廢水處理新技術主要有：超臨界水氧化技術、高溫深度氧化技術、低溫等離子體化學技術、超聲波技術、萃取技術、光催化技術和fenton氧化技術等。
2.1超臨界水氧化技術
超臨界水氧化(SCWO)是指當溫度、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的方法相比，具有效率高、有毒物質的去除率高、氧化*、反應器結構簡單和處理量大等優點。但投入產業化應用尚有技術問題有待解決，如反應條件苛刻(高溫、高壓)，對反應設備材質要求高和無機鹽對反應器和管路的堵塞等問題。
2.2低溫等離子體化學
等離子體是在特定條件下使氣(汽)體部分電離而產生的非凝聚體系，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，因而可以使反應物分子激發、電離或斷鍵。
2.3超聲波技術
超聲波技術是指利用超聲輻射所產生的空化效應在極短的時間內崩潰釋能，形成具有物化條件和含有高能量的“微反應器”，并導致水分子裂解形成H2O2、·H、·OH，將溶解于水中的有機大分子化合物分解為環境可以接受的小分子化合物的廢水處理技術。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。
2.4萃取技術
萃取技術主要是通過萃取劑和污染物分子絡合，或是水中的污染物在載體的作用下透過很薄的膜層進入萃取內相而凈化廢水的技術。萃取技術處理染料廢水實質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
光催化氧化技術是利用半導體作為催化劑，在光照的條件下，在半導體價帶產生具有*氧化性的空穴，將水中的OH-和H2O分子氧化成具有強氧化性的·OH自由基，通過·OH自由基將難降解的有機物氧化成為CO2和H2O。常用的催化劑有TiO2、H2O2、Fe(C2O4)3等無機試劑。光催化氧化技術是近幾年出現的一種新興技術，具有明顯的節能高效、污染物降解*等特點。
2.6Fenton氧化技術
Fenton氧化技術是以H2O2為主體的氧化技術，Fenton試劑由Fe2+和H2O2組成。Fe2+與H2O2反應生成的羥基自由基(·OH)具有很強的氧化性(僅次于氟)，且無選擇性，能夠氧化打破有機高分子共軛體系結構，使持久性難降解染料有機物降解成為無色的有機小分子達到降解脫色的目的
從現有研究成果看，Fenton氧化技術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；改善Fenton反應羥基自由基(·OH)的產生機制和反應條件，提高羥基自由基(·OH)生成率和利用率將是該技術發展的必然趨勢。
4、結論
盡管用物理法、化學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廢水之一，既要考慮處理技術的先進性，又要考慮基建投資和運行費用等方面的可行性。因而促使染料廢水處理技術主要集中在以下4個方面：高效性、適應性、經濟性、清潔性。
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