光氧化法深度處理印染廢水脫色效果較高，但處理后TiO2難以回收且產(chǎn)生自由基的量子效率較低，設(shè)備投資和電耗還有待進(jìn)一步改善。光催化技術(shù)未來(lái)的研究重點(diǎn)是廉價(jià)高活性催化劑的制備、分離回收及固定化，以及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、光能利用率的提高和與超聲波、微波等物理技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。
1．5光電催化氧化
由于光催化反應(yīng)中使用的催化劑二氧化鈦為粉末狀，在使用后很難從反應(yīng)體系中分離，光催化劑受到光照射后產(chǎn)生的電子－空穴對(duì)復(fù)合概率較大，光子利用效率較低，光催化活性不高。為了解決以上不足，將TiO2粉末固定在導(dǎo)電的金屬上，同時(shí)，將固定后的催化劑作為工作電極，采用外加恒電流或恒電位的方法迫使光致電子向?qū)﹄姌O方向移動(dòng)，從而與光致空穴發(fā)生分離。這種方法稱(chēng)為光電催化方法。光電催化技術(shù)能夠減少電子空穴對(duì)的復(fù)合幾率，提高光催化效率［24］。
Y．S．Sohn等［25］使用TiO2納米管對(duì)含有甲基橙的廢水進(jìn)行光電催化降解，在反應(yīng)30 min內(nèi)，即可將溶液中濃度為40μmol／L的甲基橙完全降解。
M．G．Neelavannan等［26］以TiO2作為工作電極，對(duì)含有染料的紡織廢水進(jìn)行光電催化降解研究，結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)7 h的光電催化氧化，可以去除廢水中90％的CODCr和全部的色度。卑圣金等［27］使用以負(fù)載改性納米TiO2的活性炭顆粒為填充電極的三維光電催化反應(yīng)裝置，對(duì)活性染料染色廢水進(jìn)行原位光電脫色處理，脫色后的廢水可以回用于織物的活性染料染色中。陳智棟等［28］采用等體積浸漬法制備了膨脹石墨負(fù)載銳鈦礦型納米TiO2，以NaCl作為支持電解質(zhì)，對(duì)主要成分為活性藍(lán)的印染廢水進(jìn)行光電協(xié)同處理后，脫色率達(dá)到99．3％，CODCr降低約93．1％。
目前對(duì)光電催化技術(shù)的研究方向是高活性、高穩(wěn)定光催化劑的制備，光電催化過(guò)程機(jī)理的深入研究以及新型反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)。
1．6濕式催化氧化
濕式催化氧化是在高溫、高壓下，利用氧化劑將廢水中的有機(jī)物氧化成無(wú)機(jī)物和水，從而達(dá)到去除污染物的目的。與常規(guī)方法相比，具有適用范圍廣，處理效率高，極少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物質(zhì)等特點(diǎn)。
S．Kim等［29］使用交聯(lián)粘土作為載體，負(fù)載Al－Cu作為催化劑，在80℃常壓條件下對(duì)含有活性染料的廢水進(jìn)行催化降解，在反應(yīng)時(shí)間為20 min時(shí)，活性染料可以被完全去除。Ma Hongzhu等［30］采用固相化學(xué)反應(yīng)法制備了CuO-MoO3-P2O5催化劑，試驗(yàn)結(jié)果表明，制備的催化劑對(duì)含有亞甲藍(lán)的染料廢水具有較高的催化活性，在低溫（35℃）常壓下反應(yīng)10 min，亞甲藍(lán)的去除率為99．26％，且催化劑在使用3次之后仍保持較高的催化活性。
A．Santos等［31］使用商業(yè)活性炭作為催化劑，對(duì)紡織廢水中發(fā)現(xiàn)的3種染料（橙黃G、亞甲藍(lán)和亮綠），在160℃，壓力16 bar條件下，廢水在很短的停留時(shí)間內(nèi)就取得了完全脫色的效果。Zhang Yang等［32］使用生物模板法制得了具有納米管結(jié)構(gòu)的多金屬氧酸鹽（Zn1．5PMo12O40）催化劑，該催化劑處理含有番紅花紅T的廢水，在室溫常壓下反應(yīng)40 min，可以去除廢水中98％的色度和95％的CODCr，反應(yīng)后番紅花紅T被完全礦化為無(wú)機(jī)物（HCO3－、Cl－和NO3－等），TOC去除率為92％。Bi Xiaoyi等［33］以γ－Al2O3為載體，采用浸漬－沉淀法制備了CuOn－La2O3／γ－Al2O3催化劑，使用微波強(qiáng)化ClO2催化氧化處理含有活性艷黃染料的廢水，結(jié)果表明，在最佳工藝條件下，廢水脫色率可達(dá)92．24％。為染料廢水的處理提供了一種行之有效的新方法。
濕式氧化一般要求在高溫高壓的條件下進(jìn)行，設(shè)備費(fèi)用大，系統(tǒng)的一次性投資高，僅適于小流量高濃度的廢水處理；且在氧化過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生毒性較強(qiáng)的中間產(chǎn)物，在實(shí)際推廣應(yīng)用方面存在著一定的局限性。濕式氧化的發(fā)展趨勢(shì)是制備在溫和條件下具有較高催化活性的催化劑，解決催化劑的流失和失活問(wèn)題。
1．7電化學(xué)處理
廢水電解處理法是應(yīng)用電解的基本原理，使廢水中污染物回收凈化的過(guò)程，包括直接電化學(xué)過(guò)程和間接電化學(xué)過(guò)程2個(gè)方面［34］。印染廢水中的染料分子的降解主要是通過(guò)間接氧化過(guò)程。電化學(xué)處理法包括電化學(xué)氧化還原、電凝聚電氣浮法、內(nèi)電解、電滲析等方法。
E．N．Leshem等［35］采用電化學(xué)氧化法處理紡織廢水，并考察處理后的廢水回用于各工藝的效果，結(jié)果表明，處理后的廢水可以回用于深色染色工序和作為沖洗水，若回用于淺色染色工序，則需對(duì)染料濃度和助劑做調(diào)整。N．Mohan等［36］使用電化學(xué)法處理紡織廢水，在電解產(chǎn)生的強(qiáng)電極電勢(shì)物質(zhì)的氧化下，廢水中的CODCr大幅降低，處理后的廢水可以回用于染色工序。S．Raghu等［37］采用電解－離子交換聯(lián)合工藝處理紡織染料廢水，該工藝能夠高效地去除和降低廢水中的色度、CODCr、鐵離子、電導(dǎo)率、堿度和總?cè)芙夤腆w，經(jīng)過(guò)處理后的廢水水質(zhì)可以滿(mǎn)足紡織工業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)。王寶宗等［38］采用內(nèi)電解法對(duì)經(jīng)過(guò)生化處理后仍不能達(dá)標(biāo)的印染廢水進(jìn)行深度處理試驗(yàn)，結(jié)果表明：廢水的色度去除率可達(dá)87．5％，CODCr的去除率也可達(dá)到50％~80％，處理后的出水完全達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。劉勇健等［39］利用鐵炭微電解反應(yīng)器對(duì)印染廢水的深度處理進(jìn)行了試驗(yàn)研究，工藝對(duì)CODCr的去除率均達(dá)到70％以上，色度去除率為99％，鹽度達(dá)1 000 mg／L以下，硬度達(dá)220 mg／L以下，出水水質(zhì)達(dá)到印染廢水的回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
電化學(xué)法能有效地破壞生物難降解有機(jī)物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使污染物徹底降解，無(wú)二次污染，但電能及電極材料耗量大，氧化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)氯副產(chǎn)物，處置不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題。電化學(xué)氧化法今后研究的核心內(nèi)容為新型電催化陽(yáng)極、電化學(xué)反應(yīng)器和電化學(xué)氧化處理工藝的開(kāi)發(fā)。
2·結(jié)語(yǔ)
隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)力度的加大和紡織工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，升級(jí)現(xiàn)有處理工藝或采用新工藝對(duì)廢水進(jìn)行深度處理，使其能夠達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)行循環(huán)利用，是目前我國(guó)紡織工業(yè)企業(yè)必須面對(duì)的問(wèn)題。隨著工藝和技術(shù)研究的不斷成熟，在繼續(xù)開(kāi)發(fā)和研究新的低成本的深度處理高級(jí)氧化工藝的同時(shí)，一方面研究如何進(jìn)一步提高氧化處理效率，消除不利因素影響，另一方面將高級(jí)氧化處理工藝與其它技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)行工藝改進(jìn)和優(yōu)化，使工藝和技術(shù)更加成熟，這樣既可提高處理效果，又可降低處理成本，是今后紡織工業(yè)廢水深度處理技術(shù)的研究發(fā)展方向。
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