目前,我國天然林資源非常貧乏,而速生人工林資源卻極為豐富,但速生人工林比天然林木材材質較劣,因此,速生人工林木材增值化利用十分重要。在木材工業中,通過一些改性方法,可以實現人工速生木材的增值高效利用,木材染色就是其中的一種方法,該方法是染料或化學藥品與木材發生化學或物理結合,從而改善木材視覺特性和提高木材的裝飾性和附加值,現在木材染色染料主要使用石油化工類合成產品,其中活性染料是當今印染工業應用最廣的一種染。活性偶氮染料分子中含有可以與木材纖維素、半纖維素和木質素發生化學反應的活性基團,因而活性染料在木材染色中應用越來越廣。然而,木材染色過程中廢液排放可能引起的環境污染問題受到人們廣泛關注。木材活性染料染色過程中添加固色劑、促染劑等助劑,使得木材染色產生的廢水有機物濃度高、色度大、可生化性差。未處理的木材染色廢水直接排放,不僅會對環境造成污染,還可能給人的身體健康造成危害。
因此,木材染色過程中產生的廢水,經處理后達標排放是非常必要的。近年來有許多研究者采用不同處理技術處理印染工業廢水,一般采用光催化氧化或生物法與物理法聯合處理。但是由于木材活性偶氮染料染色排放的廢水成分復雜,波動性大,且排放時水溫高,而生物法處理的抗沖擊能力差,導致生物法處理效果不穩定。木材活性偶氮染料染色排放的廢水色度大,會導致光催化氧化過程中的光能利用率低,增加處理成本。
Fenton氧化處理技術與其他處理技術相比更易于操作,氧化活性高,反應速度快,處理成本低以及無二次污染等特點而被廣泛關注。Fenton試劑是由H2O2和Fe2+復合而成的一種強氧化劑,在酸性條件下,Fe2+與H2O2反應生成的羥基自由基(·OH)具有較強的氧化能力,可以迅速有效氧化廢水中大分子有機物、發色基團、助色基團以及大多數難以降解的有機物質,達到去除COD和色度的效果。
羥基自由基可以破壞不飽和染料分子的偶氮鍵,并同時氧化降解有機和無機污染物。到目前為止,已有大量文獻報道Fenton能夠有效地降解可溶性和不可溶性染料,且被廣泛地應用于紡織和造紙行業廢水處理。然而,直到現在Fenton法處理木材染色廢水的研究還尚未見報道。具體聯系污水寶或參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
木材活性染料染色過程中,染色后排放的廢水仍含有大量染料分子,使得廢水色度大,而廢水由于色度大會降低受納水體的透光性,影響水生生物的生長,因此,廢水處理后的色度是一個重要的指標。其次,廢水中的COD是表示水中還原性物質多少的一個指標,COD值越大,說明水體受有機物的污染越嚴重。所以,本研究以色度去除率和COD去除率為參考指標,分析Fenton試劑對楊木活性染料染色廢水進行氧化處理的可行性及處理效果,通過正交實驗研究30%H2O2投加量、FeSO4·7H2O濃度、反應溫度、反應時間以及初始pH值等工藝參數對廢水色度和COD去除率的影響,分析Fenton氧化處理廢水后的結果,探索Fenton深度氧化處理法的最優工藝條件,為將Fenton氧化處理廢水技術應用到木材活性染料染色廢水處理提供一定的科學依據。
Fenton法處理楊木活性染料染色廢水實驗結果表明,Fenton試劑可有效氧化降解楊木活性染料染色廢水中的有機物;實驗范圍內,優化工藝條件為30%H2O2投加濃度為7.5ml/L、FeSO4·7H2O為0.9g/L、處理液初始pH值為2.5、反應溫度為50℃、反應時間為80min。在此優化條件下經Fenton氧化處理后的廢水COD和色度去除率分別達90.5%和99.99%。各影響因素從小到大的影響順序為pH值>氧化劑H2O2投加量>反應溫度>反應時間>硫酸亞鐵濃度。參考國標GB4287-1992,經Fenton法處理后的木材活性偶氮染料染色廢水COD和色度指標達到排放標準。


