工业污水脱色需根据污水来源(如印染、造纸、食品、化工等)、色素类型(天然色素、合成染料等)及水质特点选择化工原料,主要分为吸附型、絮凝型、氧化型、还原型四大类,具体化工原料及作用如下:
一、吸附型脱色剂
通过物理吸附作用去除水中色素分子,适用范围广,尤其适合低浓度色素污水。
1、活性炭:最常用,分粉末炭和颗粒炭。吸附能力强,可去除多种有机色素(如印染废水的活性染料、造纸废水的木质素色素),还能附带除异味;缺点是吸附饱和后需再生或更换。
2、硅藻土:天然多孔矿物,成本低于活性炭,适合处理低浓度、易吸附的色素污水(如食品加工废水的天然色素),常作为预处理或辅助吸附剂。
3、改性膨润土:膨润土经酸、碱或有机改性后,吸附能力提升,对印染废水的偶氮染料、阳离子染料脱色效果显著,且沉降速度快,易分离。
二、絮凝型脱色剂
通过电荷中和、架桥作用,使色素颗粒形成大絮体沉淀,适合含悬浮性色素或胶体态色素的污水。
1、无机絮凝剂:
①聚合氯化铝:中性至弱碱性污水适用,对印染、造纸废水的色素(如分散染料、硫化染料)脱色率高,同时能去除部分COD,成本低、易操作。
②聚合硫酸铁:适应pH范围广(3-11),耐低温,对高浓度、难降解的色素(如印染废水的蒽醌染料)脱色效果优于聚合氯化铝,还能去除水中重金属。
2、有机絮凝剂:
①阳离子聚丙烯酰胺:带正电荷,对负电色素颗粒(如印染废水的活性染料、造纸废水的阴离子色素)吸附架桥能力强,能显著提高絮体沉降速度,常与无机絮凝剂搭配使用(“PAC/CPFS+CPAM” 组合是主流方案)。
三、氧化型脱色剂
通过氧化作用分解色素分子的共轭双键(色素显色核心结构),使其失去颜色,适合难降解、高浓度的有机色素污水。
1、次氯酸钠:成本低,氧化性较强,适合处理含还原性色素的污水(如印染废水的硫化染料、造纸废水的木素);缺点是酸性条件下会产生氯气,需控制pH(中性最佳),且可能残留余氯。
2、过氧化氢:常与亚铁离子(Fe²⁺)组成 “芬顿试剂”,在酸性条件下产生强氧化性的羟基自由基,可彻底分解偶氮、蒽醌等难降解染料(如印染废水的深色染料),无二次污染;单独使用时脱色效率较低,需搭配催化剂。
3、臭氧:氧化能力极强,可快速破坏多种色素结构(尤其适合印染、化工废水),无残留、无异味,但设备成本高,适合处理高价值、低水量的难降解污水。
四、还原型脱色剂
通过还原作用将色素的有色基团(如硝基、偶氮基)转化为无色基团,仅适用于特定含氧化性色素的污水,应用范围较窄。
1、亚硫酸钠/ 焦亚硫酸钠:适合处理含铬染料、醌类染料的废水,可将色素中的氧化性基团还原为无色,同时能去除水中残留的氧化剂(如氯)。
2、硫代硫酸钠(大苏打):除了在皮革废水的作用外,也可用于低浓度含氯色素污水的脱色,还原效率温和,不易产生二次污染。