李 思，邢海營，張金輝，楊雙春

（遼寧石油化工大學, 遼寧 撫順 113001）

印染廢水水量較大，占工業(yè)污水總量的35%，據不完全統計，每印染加工1 t紡織品耗水100～200 t，其中 80%～90%成為廢水。如果這些廢水不經過妥善處理就排放到江河湖泊中將對環(huán)境造成嚴重的污染破壞水體生態(tài)系統?；钚蕴縖1]具有獨特的多孔結構，吸附容量大、吸附速度快，因此被廣泛的應用到廢水處理中。目前，國家已明確要求紡織印染行業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟、節(jié)能減排，推動行業(yè)改造，并出臺了《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》、《印染行業(yè)準入條件》、《紡織工業(yè)“十二五”科技進步綱要》等文件[2]。印染廢水的活性炭處理方法較多，目前已有學者研究了改性活性炭和新型復合活性炭材料應用于廢水處理。筆者進行了綜述，并提出了幾點建議。

1 活性炭在印染污水處理中研究進展

1.1 活性炭簡單改性

王湖坤[3]等人通過ZnCl2溶液活化法制備了核桃殼質活性炭，并以亞甲基藍為模擬吸附質對其吸附性能進行了研究。實驗結果顯示，該吸附劑可以去除 79%的 CODCr和 100%的色度，出水的各項水質指標均能達到國家《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）的二級標準。核桃殼來源廣泛且價格便宜，炭化溫度低，時間短，且處理印染廢水工藝簡單，效果好，但再生困難，成本高，一般應用于濃度較低的染料廢水處理或深度處理。胡巧開[4]用硫酸活化法，以花生殼為原料制備活性炭，在最佳制備條件下得到的活性炭對印染廢水的脫色率可達96.7%。但文章中并未考察該吸附劑的再生性能，因此有待進一步研究。馬承愚[5]等人以茄子秸稈為原料，ZnCl2為活化劑制備粉末狀茄子秸稈活性炭，以活性紅X-3B和酸性藍RL為模擬染料廢水分別考察了染料初始濃度、pH 值、活性炭投加量和吸附時間等對染料脫色率的影響。結果顯示最佳脫色率分別為 93%和 98%，最佳 COD 去除率分別為94.5%和 86.4%，處理后的各水質指標均達到國家《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》（GB4287-1992）一級標準。但茄子秸稈活性炭更適于處理低濃度的染料廢水，對高濃度的染料廢水的處理效果不夠明顯。Wen-Hong Li[6]等人采用低溫碳化法將造紙廠下水道污泥轉化為活性炭，并用其處理四甲基藍和活性紅廢水，對四甲基藍的最佳吸附量為263.16 mg/g，對活性紅的最佳吸附量為34.36 mg/g，且具有很高的再生率和較低的成本，每噸成本在365美元左右，最有一定的應用前景。

1.2 活性炭負載改性

活性炭的用途越來越廣泛、應用領域不斷擴大，為滿足不同使用環(huán)境或某種特殊用途通常對活性炭進行深加工處理，使活性炭改變本身所固有的某些特性，以滿足某種特殊用途，負載改性活性炭在處理印染廢水中具有廣泛的應用。Mehrorang Ghaedi[7]等人分別將Ag和Pb負載到活性炭上制備Ag NPs-AC和Pd NPs-AC納米顆粒，并檢驗其對堿性亞甲藍的吸附效果。結果表明，Ag NPs-AC和Pd NPs-AC的最大吸附容量分別為71.4和75.4 mg/g，兩者均具有吸附容量大，達到吸附平衡時間短的特點，可作為新型吸附材料。蔣柏泉[8]等人以廢木屑為原料制備載銅活性炭。將最優(yōu)條件下制得的載銅活性炭應用到模擬印染廢水的處理中，測得其色度去除率為99.8%，出水色度為32（稀釋倍數），COD去除率為88.34%，出水COD為75 mg/L。李偉峰[9]等人用Cu、Fe、Ni、Mn對活性炭進行負載，并將負載后的活性炭對南京市某印染廠的印染廢水進行催化氧化處理實驗。最佳CODCr去除率為84.16%，色度去除率一般可達85% 以上。劉玉德[10]等人以海南廢棄椰殼為原料，以H3PO4為活化劑，0.5 mol·L-1的Cu(NO3)2溶液為浸漬液，制備載銅活性炭催化劑，并用來處理酸性大紅GR染料廢水，結果表明活化溫度在450～600 ℃的溫度區(qū)間內，廢水的處理效果隨活化溫度提高而增大。最優(yōu)條件下制得的催化劑對模擬廢水的色度和COD除去率分別高達99.98%和97.48%，均達到我國1992年后實施的《紡織染整工業(yè)污染排放標準》（GB 4287-92） 規(guī)定的一級排放標準。洪浩峰[11]等人對比了FexOy、CuO、NiO、MnxOy、BaO負載活性炭對印染廢水的處理效果，結果表明載鐵活性炭對印染廢水的處理效果最好，最佳COD去除率可達到86%，且再生實驗顯示，載鐵活性炭重復使用12次后COD去除率仍可達64%。但金屬改性活性炭在使用過程中金屬顆粒直徑會隨著使用時間而變大，最后凝結在活性炭表面影響活性炭的吸附效果。

1.3 活性炭改性復合材料

活性炭在處理印染廢水過程中還存在許多不足，如再生困難、不能承受較大的污染負荷等，新型活性炭吸附材料的開發(fā)方向是近年來研究的熱點，如將活性炭和其他吸附材料或絮凝材料復合。李國朝[12]等人采用成孔劑發(fā)泡法，將食用淀粉、高純度甲醛等加入聚乙烯醇溶液中進行縮醛化制備聚乙烯醇/活性碳多孔復合材料，處理以甲基橙溶液模擬的染料廢水，結果表明在最佳吸附溫度 50℃下，復合材料對甲基橙的吸附率可達到91%。但在聚乙烯醇/活性碳多孔復合材料制備過程中，對淀粉、甲醛的加入量有著極高的要求，淀粉用量多，則微孔多，吸水性好，但反應速度慢；用量少，則泡孔大。甲醛用量過少，則反應速度緩慢，縮醛度低，黏度差，難以成形，吸附效果差；甲醛用量過多，雖然反應速度加快，縮醛度升高，但形成的聚合物的水溶性及吸附效果較差。此外，殼聚糖包裹活性炭對印染廢水的處理研究也是一大熱點，黃劍明[13]等人將一定量的殼聚糖溶于醋酸溶液加入活性炭制成殼聚糖活性炭復合物，再以制備的復合物與稀土聯合使用處理由佛山南方印染股份有限公司提供的印染廢水，結果表明：在最佳條件下，即，殼聚糖活性炭之比為 1∶9，pH 值為 2.3，溫度為40 ℃時，絮凝效果最好，濁度、色度的去除率均在95%以上，COD 的去除率接近于70%。但此處理方法存在一些不足，如氨氮的去除率較低，最高僅為35.63%。

1.4 混凝-活性炭協同法

印染廢水具有較大的色度以及COD值，單獨使用活性炭處理的印染廢水常常不能達到排放標準。混凝法是除吸附法外，另一個重要的水處理技術，將混凝與吸附結合，可以對印染廢水進行深度處理，達到良好的處理效果。萬彤[14]等人利用工廠的污泥制備活性炭，采用混凝-活性炭吸附處理來自馬鞍山市某印染廠的印染廢水。結果表明：在最佳條件下，COD和色度的去除率分別可達到92.5%和93.7%，出水水質均達到DB44/26-2001的一級排放標準，此方法中的污泥吸附劑成本低廉，來源廣泛，實現真正的廢物利用。

1.5 微波輔助活性炭法

微波可以使溶液中的分子發(fā)生高速旋轉，并產生熱效應，降低反應活化能以及分子的化學鍵強度，常常作為誘導化學反應的催化劑。孫琪娟[15]等人以微波作為熱源，處理某印染車間未經生化處理的印染廢水（以水溶性的活性染料為主）。結果表明，當微波功率為700 W，活性炭用量為5 g，輻射時間為6 min，pH為3.0 時，模擬混合染色廢水脫色率達到73.6%。在最佳工藝條件下，將微波誘導催化技術用于實際印染車間染色廢水處理中，雖脫色率沒有模擬混合染色廢水效果好，但仍能達到62.1%。此外，張偉[16]等人也證實了微波輻射與活性炭聯用后對印染廢水的處理效果明顯高于兩者單獨使用時的效果。并得出微波輻射-活性炭法處理印染廢水的最佳工藝條件：在未調節(jié)印染廢水 pH的條件下，活性炭用量為0.010 g/mL，微波輻射功率為900 W，輻射時間為8 min，COD去除率達到了93.6%，色度去除率達到了100%。微波協同活性炭法具有反應快速、能量利用率高、二級污染少、對難降解廢水處理效果好等優(yōu)點。但是，活性炭再生問題有待進一步研究。魏善彪[17]等人以甲基橙染料溶液為模擬印染廢水，研究表明：在甲基橙質量濃度為30 mg/L，活性炭用量為1.0 g/L，微波功率為432 W，輻射時間為9 min時，處理效果最好?？傊⒉ㄝo助活性炭工藝對廢水的濃度有一定的要求，當濃度過高時由于對微波功率的吸收效果減弱。

1.6 電化學法中的活性炭

電化學法無需加入藥劑，占地面積小，是一種較為清潔的處理工藝，也可作為前處理工藝，提高廢水的可生化降解性。有學者對電化學法處理印染廢水的效果進行了研究。Chih Ta Wang[18]等人采用電Fenton法對實際印染廢水進行處理，并以活性炭為陰極釋放過氧化氫，實驗結果表明，該工藝對印染廢水COD的最大去除率為75.2%。Hengyi Lei[19]等人也采用活性炭為陰極，對紅 X-GRL模擬廢水進行電Fenton處理，其最佳脫色率為97.62%。張大全[20]等人分別用厚度、面積相同的不銹鋼板和Fe-PbO2/不銹鋼電極做陽極和陰極，活性炭為顆粒電極，處理上海某印染廠廢水。實驗結果表明：在廢水量為500 mL時，加入13 g活性炭，電流密度為0.028 A/cm2，極板間距為6 cm，pH為3，電解時間為10 min 時，其處理效果最好，CODCr的去除率可達到71.1%。姚元正等人根據電化學原理，采用內電解法，利用鐵屑與活性炭的共同作用來處理天津合成洗滌劑廠的實際廢水，并以不同濃度的ABS模擬廢水通過同一處理柱，比較脫除率，并和不含活性炭處理柱所得結果進行對比。對于污染物含量較高的合成洗滌劑廠實際廢水，內電解法（含活性炭的鐵屑處理柱）具有較好的處理效果，可以達到國家要求的排放標準，脫色率最高為80.5%。電化學法具有很高的靈活性，既可作為單獨處理工藝使用，又可以與其他工藝相結合，但耗能過高不符合經濟環(huán)保的理念，不適用于中小型企業(yè)。

2 結 論

活性炭法處理印染污水是近些年來國內外專家研究的重要課題，本文對近些年來一些專家的研究作了簡單概述。筆者建議今后需要圍繞以下幾個方面開展工作：活性炭處理后的再生及再生活性、活性炭制備過程中高端設備改進、印染廢水處理中的能耗、活性炭的制作成本，以及處理過程中的環(huán)境影響因素等等。目前國內對活性炭處理印染廢水的技術大多還處在實驗室研究階段，若想實現實際應用還需要進一步的研究，因此，印染廢水的活性炭處理技術還需要完善和提高。

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