高色度废水
您现在的位置：首页 > 工程案例 > 工业污水处理 > 高色度废水随着企业及人们环保意识的增强、国家环保部部门控制力度的进一步加大，废水的色度越来越受到关注，对于色度的去除，我们一般首先考虑色度的成因，再考虑该色度成因对生物处理的影响进行工艺的设计，最终根据自身水质分析脱色的工艺选取。
一、色度成因分析
根据引起水体色度的物质物理性质，可以将水体颜色分为表色和真色两种。表色是指没有去除水中悬浮物的水体颜色；而真色则是由于水中溶解性物质引起来的，也就是去除水中悬浮物后的颜色。通常我们所提到的色度所指的就是真色。一般引起水体色度升高的原因有可能是有机物，也有可能是金属离子或者是螯合物。
1、有机物对色度的贡献
通常认为高色度污水来源于染料生产和印染行业，因为染料生产基本原料是苯系、奈系、蒽醌系以及苯胺、硝基苯、酚类等。其实这种认识是片面的，在制药废水、木糖生产废水、色素生产废水、酶制剂生产废水、山梨醇生产废水、造纸废水、部分有机化工废水中，废水都是有色度的，而且其色度的变化随着污水处理单元的变化而变化，比如厌氧出水显深青色，到了好氧处理出水却变成了红色或红褐色等等。这主要与有机物在结构组成上所包含的发色基团和助色基团有关。所谓发色基团是指含有共轭双键或共轭大键，可吸收紫外光以及可见光区域内不同波长的光波而发色的基团。发色基团有可能包括：-C=C-、-C=O、-CHO、-N=O、-NO2、-C=S、-C=N-、-N=N-、芳环和杂芳环等等。所谓助色基团，是指本身吸收波段在紫外区(短波段)，若将其接到共轭体系或发色基团上，则可使共轭键或者发色基团的光吸收波段移向长波方向的基团，废水中的发色基有可能包括：-OH、-OR、-NH2、-SH、-Br和-CL等。
2、金属离子及螯合物对色度的贡献
据很多资料显示，水体里存在的某些过渡金属离子及螯合物对水体色度的产生也有一定的影响。尤其在工业废水中，水质波动性很大，随机性强。很多时候废水中含有Fe(Ⅱ、Ⅲ）、Mn(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ)、Cu(Ⅱ)等金属离子以及螯合物，而这些过渡金属离子和螯合物对污水的色度都有一定的贡献。
二、高色度污水对生物处理工艺的危害
1、不易生化
高色度污水的排放致使废水的COD浓度增高，至使BOD5/COD值较低，一般为0.2~0.4，不易生化；且曝气池微生物对多变化的染料及染料中间体难以适应，对微生物产生不良影响。已有报道表明，含偶氮色素的染料废水可以用活性污泥法进行处理，但由于染料的种类不同，有时会发生妨碍活性污泥中微生物的呼吸现象。
2、毒性很大
染料生产一般是芳香族化合物苯环上的氢被卤素、硝基、胺基取代后生成芳香族卤素化合物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化合物等，毒性都较大，如甲苯、硝基苯、苯胺等。染料废水还经常含有重金属毒物：铜、铅、锌、铬、汞、氰离子等。据资料表明，一般活性污泥法和常规的生物反应器都难以将苯胺类化合物生物降解，而且苯胺类化合物还是其它化合物生物降解的抑制剂，表现出抑制作用。
3、对曝气池原生动物也有影响
在正常工艺运行状态下活性污泥系统中，钟虫属、累枝虫属、有肋盾纤虫属等占有很大优势，此时活性污泥发育正常，沉降性能及生物活性良好，出水水质较高，处理效果较好。据资料显示，当高色度废水流入曝气池时，原生动物的反应最敏感，其中最容易受影响的是盾纤虫属。
三、污水色度去除的新技术
有机化合物成分复杂，所以对有机化合物的分析，除了一般鉴定步骤外，还需配合进行元素和官能团的定量分析，以及进行红外光谱、紫外光谱、核磁共振、质谱等仪器分析。
去除污水的色度的机理，根据色度形成机理的不同可以分为两类：(1)对由有机物引起色度的脱色，其主要机理就是通过各种途径打开其发色集团的共轭双键或共轭大键而脱色；(2)对由金属离子或螯合物引起的色度的脱色，其主要机理就是去除金属离子或螯合物。目前污水脱色的新方法、新技术简要介绍如下：
1、吸附脱色法
很多资料显示，活性炭能有效去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料。活性炭在吸附水溶性色度时吸附率高，但不能吸附悬浮固体和不溶性色度。而且，再生费用昂贵，一般用于量少、浓度较低的染料废水处理或深度处理。
2、絮凝法脱色
絮凝理论认为：水中呈胶体状态存在的粒子，其表面带有电荷，粒子越细，其表面积越大，表面电荷的影响越强烈。静电斥力作用难以使粒子凝集，加入絮凝剂后，可减少胶体粒子表面电荷，减弱相同粒子间的斥力，粒子在碰撞时，形成絮凝，从而达到脱色的目的。因而，被广泛的用于废水处理。絮凝法的缺点是絮凝剂用量大，处理废水是会产生大量不易脱水的污泥造成二次污染。
3、氧化还原法
氧化法是通过氧化剂，破坏发色基或攻击染料分子结构上的弱点，将发色基变为可降解结构。但氧化剂用量大，经济上不可行。还原法主要是废料—铁屑。铁屑浸入废水后形成无数微小原电池，电极反应产物为Fe2+、H+、OH-，均具有较高的化学活性，可有效地脱除废水中的显色分子。铁屑用于处理高色度废水，不仅成本低廉、操作简单、而且能够获得以废治废的效果。主要缺点是还原降解后生产的简单分子具有毒性，必须经过二次处理，费用增大。
4、离子交换脱色法
一种羟基丙基纤维素具有比纤维素本省对活性染料、直接染料、络合还原染料更大的亲和力，对除碱性染料外的其它高色度废水的脱色效果优于活性炭。但一般离子交换法仅对某些显色基团具有吸附作用，不适合大规模推广使用。
5、超滤脱色法
目前，实现超滤的方法有：超滤膜过滤、锰砂过滤、新型复合过滤材料过滤等。试验证明超滤膜对COD的去除率为53%以上，对浊度的去除率为100%，对色度的去除率为92%以上；锰砂过滤对色度的去除率达到50%，对污水色度的去除效果明显；新型复合过滤材料含有珊瑚砂和加到珊瑚砂表面的活性炭。活性炭粒径为≥0.05μm。可用于去除污水的色度。该方法可用于去除各种染料和添加剂，但分离染料混合物困难、工艺复杂、费用大。
6、生化法脱色
生化法是利用水中的微生物降解水中的有机物来净化水质达到脱色的目的。目前多采用活性污泥、接触氧化、生物转盘等方法处理印染废水。微生物对染料的分解具有选择性，有不少染料不能被生物降解，所以利用生化法处理印染废水的脱色效果较差。
7、电化学法脱色
电化学处理方法就是采用溶解性或不溶性极板做电极，通入直流电，通过电解槽内发生的电化学氧化还原反应来达到脱色目的。其优点有：(1)普遍性，脱色效率快，应用广；(2)操作管理方便；(3)它是许多脱色方法的综合，处理过程中污泥和浮渣较少；(4)处理费用较低；
8、纳米技术脱色
用纳米尺寸的TiO2作为高色度污水处理的光催化剂时，其主要吸收激发波长为385nm(紫外波长)以下的光进行氧化还原反应，染料类化合物作为一种高效光敏化剂能将TiO2吸收光的范围由紫外光延伸至可见光，这不但有效提高了光催化剂的催化活性，也能直接利用太阳光处理废水，降解脱色，达到废水处理的目的。
9、联用技术脱色
以上两种或多钟脱色技术的联用，比如：高压脉冲放电—臭氧氧化处理活性艳红K—2BP废水；化学—生化组合法深度处理印染废水；活性炭—臭氧处理印染废水等。试验证明，多种脱色技术的联用可以集中多种脱色技术的优点，对水体色度的去除具有更高的处理效率。
