PMMA-CdS复合纤维膜的制备及其对罗丹明B的去除文献综述

 2022-04-11 21:04:26

1.我国印染废水排放现状

在中国,印染业是纺织服装产业链条的核心环节,纺织印染工业作为我国传统的支柱行业之一,已有一个多世纪的发展历史。每年我国纺织行业排放废水量为9亿多吨,约占整个工业废水排放量的35%。【1】其中印染废水排放量占纺织工业废水排放量的80%以上。【2】纺织印染业污水的排放,使得全国各大江河流域受到了不同程度的污染,同时人民的生活饮用水安全受到了严重威胁。据环境保护部发布的2011年环境统计年报称,自2001年以来,全国工业废水排放总量呈持续上升趋势。2011年,在调查统计的41个工业行业中,废水排放量位于前4位的行业依次为造纸与纸制品业,化学原料及化学制品制造业,纺织业,电力、热力生产和供应业。【3】由此可见,我国的印染废水已经对环境产生了重大的破坏,集中处理印染废水已经是迫在眉睫。

2.印染废水的处理方法及其特点

目前印染废水的处理方法有物理法,化学法和生物法,物理法包括了吸附法,膜分离技术,萃取法等。生物法包括了好氧生物法和厌氧生物法。化学法中目前使用较广的主要是高级氧化技术,高级氧化技术包括了Fenton氧化法,电化学氧化法,光化学氧化法等。

2.1物理法

2.1.1吸附法

吸附法作为最常用的方法,其操作简单,过程容易控制。工业上使用的吸附剂有活性炭,硅藻土,天然蒙脱土,煤渣等。Ghaedi 等尝试用镉碲化物纳米颗粒装载于活性炭上(CdTN-AC),然后以该新型吸附剂对晚霞黄 (SY) 染料进行吸附试验,以评估其作为吸附剂的潜力,试验 结果表明该新型吸附剂可以高效吸附晚霞黄染料,吸附效率高达97%以上。【4】不仅在实验室,工业生产中也会用到吸附的方法处理染料废水,但大多数吸附剂在使用时存在成本昂贵,浓缩的污染物难以处理的缺点,这些缺点极大的限制了吸附法的使用。

2.1.2膜分离法

膜分离法是一种新兴的分离技术,有着分离效率高,操作方便,易控制,无污染等优点,而且膜分离法的发展也有几十年的历史。早在20世纪80年代末,Soma 等就利用氧化铝微滤膜对不溶性染料废水进行过滤,染料截留率高达98%。【5】近年对膜分离法的研究也有进展,刘艳等在自制的新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器中对酸性红B染料进行脱色研究,结果表明该一体式反应器可长期、稳定地处理酸性红B废水。【6】但是在实际运用中存在运行费用高,膜易发生堵塞,需要定期化学清洗等缺点。

2.1.3萃取法

萃取法是又被称为抽提,是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,是利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使溶质物质从一种溶剂内转移到另一种溶剂中的方法。桂澄,贾凡等利用萃取法处理质量浓度为0.1 g/L,pH=4.80的活性黄溶液。在萃取条件为温度25 ℃,相比为5∶1,pH=3.0,转速760 r/min时,萃取率达到了98.09%。【7】毛杰,李子荣等利用络合萃取法处理酸性红-18染料母液废水,在室温下,将预先调好pH值的100 mL废水母液和一定量萃取剂溶液置于250 mL分液漏斗中,静置一段时间后得到上层有机相和下层萃余水相。再将一定量NaOH加入到有机相中静置一段时间,可得到回收的的萃取剂溶液(上层)和萃取得到的有机物(下层)。最终得出结论:母液废水经单级萃取后酸性红-18 萃取率达到98%左右,且经过NaOH反萃后,葵烷基甲基仲胺络合剂可以再生,浓缩的酸性红-18可回收使用。【8】虽然萃取法有着可以在常温下操作,节约能源,不涉及固体和气体,操作方便等优点,但萃取完成后的萃取液中残留的污染物难以去除,且没有真正的做到将污染物降解。

2.2生物法

生物法处理印染废水是通过生物菌体的絮凝、吸附或降解功能,对染料进行降解或分离,生物法拥有处理费用低,无二次污染,环境友好等优点。早在 1980 年,环境工作者就发现白腐真菌中的Phanerochaete chrysosporium和Tinctoporia sp.能够对含有木质素的纸浆和造纸废水进行脱色。【9】白腐真菌对染料进行脱色的主要原理是通过其产生的各种染料降解相关酶对合成木质素或染料分子进行矿化,这些降解相关的主要为漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶。【10】Senthilkumar等研究了黄孢原毛平革菌对合成染料废水的脱色潜能,结果表明在正常状态下,该菌对染料废水的最大脱色率可以达到98% ,染料废水的浓度升高会显著抑制该菌株的脱色效果,同时,外源添加营养物质会显著提高该菌株对染料废水的脱色率。【11】但染料废水通常具有很高的COD、BOD和毒性,透光度也不高,利用生物法处理时需要进行预处理,降低废水的COD和毒性,使其适合降解微生物在废水中生长繁殖,而且微生物处理染料废水往往处理时间长,而且单一的生物法很难达到排放标准,很可能在气味和色度上无法达标,需要进一步处理。

2.3化学法

化学法除了高级氧化技术之外,还有中和,混凝,化学沉淀法等。这些方法在废水处理早期发展中都已经有所应用。化学处理法可以迅速,有效地去除多种污染物,而且还能处理很多物理法、生物法不能奏效的一些污染物。化学处理法操作简便,也容易实现自动控制。传统化学方法虽然可有效处理多种污染物,但还是有一些化学性质较为稳定的物质难以去除。所以在化学法中又发展出了高级氧化技术。

2.3.1高级氧化技术

高级氧化技术包括了Fenton氧化法,电化学氧化法,光化学氧化法等。

2.3.1.1Fenton氧化法及电化学氧化法

Fenton法是一种深度氧化技术,即利用Fe和H202之间的链反应催化生成·OH自由基,而·OH自由基具有强氧化性,能氧化各种有毒和难降解的有机化合物,以达到去除污染物的目的。电化学处理技术是近年来发展较快的化学处理方法之一,此方法通常采用石墨、钛板等作为阴极,以NaCl、Na2SO4或废水中原有盐类作导电介质,以铁、铝作阳极,对染料分子进行降解。【10】这两种方法都能利用·OH自由基的强氧化性,去除常规方法难以处理的污染物。

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