蒽醌染料废水处理技术综述

摘 要：蒽醌染料废水色度高，可生化性差，治理难度大。本文通过对蒽醌类染料废水的专利及非专利文献进行调研整理，从物理法（吸附法、膜分离法、萃取法）、生物法（好氧法、厌氧法、厌氧-好氧联合法、新兴微生物或细菌吸附或降解法）、化学法（混凝法、化学氧化法、高级氧化法）三类方法介绍国内外蒽醌类染料废水处理方法的发展情况，以期为找到高效环保的处理方法提供依据。

关键词：蒽醌染料废水；物理法；生物法；化学法

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2017）05-0130-02

Abstract： The anthraquinone dye wastewater has the characteristics of high colority， poor biodegradation and great treatment difficulty. The treatment progress of anthraquinone dye wastewater at home and abroad， including physical method（adsorption， membrane separation and extraction）， biological method（aerobic method， anaerobic method， anaerobic-aerobic combination method and adsorption/degradation method by new microbe/bacteria） and chemical method（coagulation， chemical oxidation and advanced oxidation） was described by investigation and collection of the patents and non-patents. It provides valuable basic for more efficient and more environmental wastewater treatment.

Keywords： anthraquinone dye wastewater；physical method；biological method；chemical method

蒽醌染料是含有蒽醌結构或多环酮结构的染料，是仅次于偶氮染料的重要染料，以艳蓝、翠蓝及绿色为主。蒽醌的结构式是：。蒽醌染料废水水量大，色度高，可生化性，难治理。

1 发展情况

目前，国内外蒽醌染料废水的处理方法主要有物理法、生物法、化学法等。结合国内外技术发展情况来看，国外对蒽醌染料的降解方法远远领先于国内，在20世纪70年代日本、俄罗斯和美国就开展了蒽醌类染料废水较先进的电子束脱色处理研究，20年纪90年代国外对于蒽醌染料的各种降解方法已趋于成熟，而国内在20年纪90年代末才逐渐出现蒽醌染料废水的降解方法，且主要集中为混凝、传统生物等简单处理方法，近些年才逐渐出现了生物处理中的新兴微生物吸附或降解法、物理处理中的新兴吸附剂、化学处理中的高级氧化法。

1.1 物理法

蒽醌染料废水处理中常用的物理法有吸附法、膜分离法、萃取法。

1.1.1 吸附法。吸附法是利用多孔性固体与染料废水接触进行吸附，不需投加任何药剂，无污泥产生。US608406A利用活性炭吸附蒽醌染料，吸附能力强，但不易再生。而CN1280102A利用树脂吸附解决了上述再生问题，树脂解吸得到再生，可重复利用。随后，出现了多种以废治废、变废为宝的吸附剂，如CN103464090A、CN103406105A、CN103657592A、CN103922433A、CN105498716A和CN105618000A等，吸附速度快，用量少，无二次污染。

1.1.2 膜分离法。膜分离技术应用于染料废水处理主要是超滤、纳滤和反渗透，高效、环保。1987年，JPS62186986A利用超滤膜处理蒽醌染料废水，去除率高。随后，该技术得到了广泛应用，但仍存在需要专用设备，投资高，膜易结垢等缺点。基于此，CN103449572A通过采用有效的化学反应对传统中性超滤膜进行荷电改性，获得不同间隔臂长度的荷电超滤膜，解决了上述问题。

1.1.3 萃取法。萃取法是利用蒽醌染料在水中和有机溶剂中溶解度的差异，使染料从水中迅速转移到溶剂相中，其优点是萃取剂经再生可循环使用[1]。

1.2 生物法

1.2.1 传统生物处理法。处理蒽醌染料废水的生物法主要有好氧法和厌氧法。但由于单一生物法存在不足，目前大多采用厌氧-好氧组合工艺。为提高处理效率，CN1958477A采用改进的厌氧-好氧循环法处理蒽醌类废水，其中连续循环的目的是使厌氧和好氧两种生物群体各自处于适宜的水环境中，提高降解效率。

1.2.2 新兴微生物/细菌吸附或降解法。近几年，国内外大量报道了利用细菌、真菌和基因工程菌等通过吸附或降解方式对蒽醌类染料进行处理，针对性强，处理效果好。用于蒽醌类染料废水的细菌种类主要分布在气单胞菌属（CN104673711A）、假单胞菌属、芽孢杆菌属中。蒽醌染料脱色真菌主要分布在青霉属、红酵母属、曲霉属、头孢霉属、栓菌属、地霉属等中，如CN103466804A、CN103466805A、CN103482770A分别利用米曲霉、虫拟蜡菌、黄孢原毛平革菌等处理蒽醌染料废水，去除率高。虽然已筛选出多种微生物菌株可以降解蒽醌染料，但有些菌株仍难以适应环境，不能满足降解要求，因而出现了将降解性基因转入或克隆至菌株内，构建成基因工程菌，如CN103320374A、CN103320453A、CN103451160A分别研究了高效表达枯草芽孢杆菌漆酶的基因工程菌、短小芽孢杆菌漆酶基因、竹黄菌漆酶的基因对蒽醌染料的脱色效果。

1.3 化学法

蒽醌染料废水常见的化学法有混凝法、化學氧化法和高级氧化法。

1.3.1 混凝法。混凝法常用于蒽醌染料废水的预处理或深度处理。常用的絮凝剂有铝盐和铁盐等，处理效果好。

1.3.2 化学氧化法。化学氧化法是通过氧化剂将污染物氧化降解，常用的氧化剂包括臭氧、过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯等。如CN101412571A利用Fenton法降解分散蓝，去除效果好。然而，由于Fenton法处理前需将pH调为酸性，处理后又需调回弱碱性以完成凝聚，药剂消耗较大，且产生污泥，因而CN103241826A采用弱磁场强化H2O2-FeO类芬顿反应处理蒽醌染料废水，克服了传统Fenton法的缺点，反应速率高，可利用的pH范围更广[2]。

1.3.3 高级氧化法。高级氧化技术主要有湿式氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法、等离子体法和电子束法等，去除率高，无二次污染。CN105130062A采用湿式氧化法在高温高压条件下降解蒽醌染料废水。电化学氧化法是利用电化学作用产生的自由基将染料氧化开环、断链，进一步氧化为CO2和H2O等小分子化合物。目前，研究主要集中在电极材料的催化性能改进以及提高电流效率降低能耗等方面，如CN101508477A、CN102225795A。光催化氧化是利用金属半导体光催化氧化法处理蒽醌染料废水。目前，研究内容主要涉及催化剂及其改性（半导体光催化剂发展迅速，如CN104549404A、CN1415549A）与氧化剂联用以及与其他方法组合等方面。常见的低温等离子体处理技术包括高压脉冲放电法、辉光放电法、滑动弧放电法及介质阻挡放电法。CN101254960A利用等离子体产生的气体撞击流处理蒽醌染料废水，解决现有处理效率低的问题。电子束脱色处理是以60Co为放射源，该方法可以与化学法、生物法等联用，减少辐射剂量，降低成本。JPS52113054A采用电子束辐照联合混凝技术处理蒽醌染料；CN101717170A采用电子束辐照联合生物法处理蒽醌染料废水，处理效果好。

2 结论

本文从物理、生物、化学三类方法出发对蒽醌染料废水的处理方法进行梳理，其中物理法主要是吸附、萃取、膜分离；生物法主要是传统生物降解法以及新兴的微生物/细菌吸附或降解法；化学法主要是混凝、湿式氧化、电化学氧化、光催化氧化、等离子体、电子束等。虽然已开展了关于蒽醌染料废水治理方面的研究，但日后研究仍应注重以下两方面：①清洁生产，从源头出发；②高效的集成废水处理技术。

参考文献：

[1]钱俊等.蒽醌系染料废水的3R处理技术进展与展望[J].环境科技，2009（2）：66-69.

[2]武立民.聚四氟乙烯中空纤维膜制备方法专利技术综述报告[J].审查业务通讯，2014（5）：1-9.