【集萃网观察】1 印染废水处理现状

　　（1）色度深，脱色困难

　　印染加工生产过程中，染料的平均损失率约为20%。在各类染料中，活性染料和硫化染料的上染率最低，染料平均排放率高达30%左右，酸性染料和直接染料的平均排放率也在10%以上。因此，印染废水色度很高，对其进行脱色处理一直是废水处理的主要任务。国内比较成熟的生物活性污泥池处理法、物理化学处理法和膜处理法等技术，都不同程度地存在脱色效率不高，处理后的印染净化水无法被循环利用的问题。

　　（2）COD（化学需氧量）高，降解困难

　　印染废水COD浓度非常高，这主要是由于在印染加工过程中除使用大量的合成染料外，还使用了大量难降解的染整助剂，如PVA（聚乙烯醇）、APEO（烷基酚聚氧乙烯醚）以及ABS（烷基苯磺酸钠）。这些助剂约有95%以上会残留在废水中，从而使得废水COD高达2000mg/L，而BOD5/COD值则介于0.2。0.3，废水的可生化降解性极差[4]。

　　2 辐射作用机理

　　2.1常用辐射源

　　目前常用的辐射源可以分为两大类：射线源和仪器源…。

　　最普遍的辐射源是60co，其次是1”cs和船Kr。60co放射产生

　　的R射线具有能量高、穿透力强和半衰期长等特点，但是由于射线源的穿透力强，所以对安全防护要求也要高得多，而且先期投资成本比较大。最常见的仪器源是电子加速器，它具有剂量率高、聚焦性好、能量利用率高和操作方便等特点。在全世界生产用辐射源中，电子加速器约占70%一80%，60Co辐射源只占20%～30%；如果按加工能力计算，电子加速器则大约占90%，而60Co仅占10%[6]。

　　2.2辐射降解机理

　　采用叮射线或者加速电子对废水进行处理时，一方面，高能射线可以与污染物直接作用，引起它们分解和改性；另一方面，高能射线以及加速电子可以与水发生作用，产生一系列的自由基、离子、水合电子（e二）以及离子基等，这些粒子具有相当高的活性，能与有机污染物发生氧化或者还原作用，使其降解。通常情况下，纯水在高能射线辐照下，会发生如下反应[7]

　　H20—.0H（2.7）+eaq-（2.6）+H`（O.45）+H30+（2·6）+H202（0.7）+H2（0.45）

　　注：式中括号内是G值，即辐射化学的能量效率，其定义是每吸收100eV射线能量所生成产物的分子数。

　　在这些活性自由基中，eaq-和H·属于还原性离子，·OH与H2O2则为氧化性离子，它们在有机物的降解中起着最主要的作用。·OH自由基具有很强的电子亲和力，氧化还原电位很高，达2.8V，可以与含芳环或多重键的有机化合物发生加成反应，与饱和的有机物发生夺氢反应。而H2O2则既可以作为氧化剂，又可作为还原剂。

　　3 国内外辐射处理印染废水现状

　　采用辐射技术处理废水，一方面不会产生有害试剂，避免对环境的二次污染；另一方面，操作简单，处理效率高。因此，国外从20世纪七八十年代就开始进行研究，至90年代已经有工厂采用辐射技术进行废水处理。下面仅就国内外辐射技术在印染废水处理方面的应用研究作一简介。

　　3.1辐射处理对印染废水色度的去除效果

　　印染废水的脱色效果是评价废水处理方法是否有效的关键指标之一。由于目前的染色介质以水为主，所以绝大部分染料均易溶于水，而且由于染料分子质量较大，多数染料在水中都能形成亲水性胶体，使得印染废水的常规脱色变得非常困难[8]。辐射处理本质上属于高级氧化处理技术，其在辐射过程中形成的大量·OH自由基和H2O2：，可以迅速氧化染料分子中的不饱和基团，破坏其发色基团。

　　对活性染料水溶液的辐射脱色研究表明，辐射处理可以有效去除染料水溶液的颜色[9-12].对于低浓度（50mg/L）的偶氮类活性染料，如活性黑5和活性红198，1kGy的辐射剂量即可以达到99%的脱色率（1戈瑞表示1kg受辐照物质吸收1J能量）。而对于高质量浓度（800mg/L）活性染料，如活性红M一3BE、活性蓝XBR和活性黄x—R水溶液，要想达到显著的脱色效果，则需要加大辐射剂量。例如，偶氮类的活性红M一3BE脱色率达到100%时，吸收剂量约为27.8kGy[9]；而对于蒽醌类的活性蓝XBR，当吸收剂量为25kGy时，其脱色率也只能达到84%。这说明染料的种类对其脱色率起着重要作用，在低吸收剂量（9.2kGy）下，蒽醌结构的活性蓝XBR脱色率只有33%，远低于偶氮结构的活性黄x-R76%的脱色率[10].

　　除此之外，对于水溶性的酸性[13-16]和直接染料[17]辐射处理也有较好的脱色效果。顾建忠、朱锦梁等人对蒽醌染料酸性蓝40溶液采用电子束辐射研究表明，采用0.3MeV电子加速器进行辐射处理时，随着辐照时间的延长，酸性蓝40水溶液的色度先是快速下降，之后逐渐趋于平稳，15min之后染液已经无色；且染液浓度越大，达到完全脱色所需的辐照剂量也越大。AliVahdat等人则利用10MeV电子加速器对直接染料进行了脱色研究，结果表明，对于50mg，/L的直接黑22，9kGy的吸收剂量即可以使其完全脱色；而当染料质量浓度升高到100，150和200mg/L时，其脱色率则分别降低至61.7%，59.6%和52.9%。