染料工業(yè)在國民經(jīng)濟中占主導地位，其產(chǎn)品主要應運在皮革染料、文具油墨、食品、涂料、化妝品等領域。目前染料的種類豐富多樣化，可以分為三大類，即陽離子染料、陰離子染料、非離子染料。一些未經(jīng)過處理或超標染料廢水直接排放到自然水體中，會造成水體大面積被污染，因其可生化性差且毒性大，導致了大量水生生物的死亡，并造成水體透光強度差、降解難度大、光合作用降低。在工業(yè)快速發(fā)展中所帶來的資源高消耗和嚴重浪費，勢必會使各大企業(yè)排污量上升，這必將引發(fā)一場關于染料廢水處理的技術“革命”。隨著染料廢水處理技術的不斷發(fā)展，研究者開始采用更多切實可行的處理方法。本文將染料廢水處理方法歸納為:化學法、物理法和生物法。
1 化學法
1．1高級氧化法
高級氧化技術是一種以羥基自由基(·OH)為主要氧化劑的氧化技術，氧化劑在一定條件下分解產(chǎn)生羥基自由基，然后進一步發(fā)生氧化分解反應直至最終產(chǎn)物降解為CO2和H2O，并將有毒且難降解的大分子有機污染物分解礦化為小分子物質，從而達到降解目的。
1．1．1電Fenton法氧化
電Fenton氧化在染料廢水處理中應用較廣泛，它是一種將鐵碳微電解法與Fenton氧化法有機結合起來的技術，即利用了鐵碳內(nèi)電解法的電化學腐蝕原理，又利用了Fenton試劑(H2O2+Fe2+)的強氧化性，高效并快速地使染料分子發(fā)色基團中的不飽和共扼鍵斷裂而脫色。馬英群利用鐵碳微電解－Fenton氧化法處理染料直接藍2B。結果表明，對于經(jīng)微電解處理后的濃度為8g/L的直接藍2B染料水，F(xiàn)enton氧化過程中雙氧水的最佳投加量為37mmol/L，最佳pH值為3±0．1，F(xiàn)enton試劑最佳作用時間為30min，其COD和色度去除率可分別達到83．9%和93．6%。此方法具有條件溫和、操作簡單、設備簡便、去除率高、適用范圍廣等優(yōu)點。但此方法易造成二次污染。隨著人們對Fenton法的深入研究，近年來人們還借助Fenton氧化與物理或化學法相結合(如Fenton氧化—混凝法，UV/Fenton法，內(nèi)電解法—Fenton法等)使氧化能力顯著加強，具有廣闊的應用前景。
1．1．2臭氧氧化
臭氧氧化最早出現(xiàn)在上個世紀70年代，臭氧具有很強的氧化性，其氧化性僅次于氟，可以借助催化劑作用將大分子變成小分子來提高其可生化性。臭氧氧化機理是利用臭氧的強氧化性使發(fā)色基團斷裂，然后開環(huán)降解，使有機物逐步礦化近而達到脫色目的。李飛躍等人采用O高級氧化技處理染料廢水，當O3投加量為1g/(L．h)處理60min時用下CODcr的去除率達到64%，色度的去除率達96%。臭氧對脫色、除臭、殺菌效果顯著，操作簡便，無二次污染。但是其反應接觸裝置運行成本較高，故其被限用于一些低濃度難氧化的染料廢水處理。所以目前許多研究者采用新型臭氧聯(lián)合技術(如微電解一臭氧法、超聲一臭氧法)來降低成本，提高染料處理效率。
1．1．3TiO2光催化氧化。
TiO2是一種N型半導體材料，當受到波長(λ≤387．5nm)時，半導體催化劑顆粒內(nèi)的電子就會吸收一定能量的光子后被激發(fā)到導帶，注入導帶的電子與吸附在SiO2表面的O2經(jīng)過一系列作用后形成氧化能力很強的基團，與染料作用可以使染料礦化為水和CO2或其它有機物。陳建欣等人采用納米TiO多孔微球對模擬染料廢水進行光催化脫色。結果表明，在染料濃度為65mg/L，溶液pH值為2，納米用量為700mg/L，光照時間2h，離心時間為15min時的脫色率最高，脫色效果最好。此方法具有設備簡單、穩(wěn)定性高、氧化能力強、催化活性高、無二次污染等憂點，在染料廢水處理等方面具有廣闊的應用前景。但是由于光催化反應速率不高，采取單一方法難以滿足要求，所以TiO2催化氧化法與其它高級氧化法的結合成為印染廢水處理的主要研究方向。
1．1．4氯氧化法。
氯氧氧化是利用正四價態(tài)的氯離子的強氧化性使偶氮鍵破壞，從而達到脫色目的。王承濤等研究了在負載Cu+活性組分的催化劑下，二氧化氯催化氧化處理COD為2700mg/L的活性艷紅染料配制廢水，COD去除率可達到75%。此方法具有運行成本低、操作簡單、節(jié)能、氧化反應速率快、去除效率高等優(yōu)點，但是二氧化氯不穩(wěn)定且過量的氯和有機物結合形成一些致癌物質會對人體造成傷害，并且單一去除染料方法應用面比較窄。王森等人采用二氧化氯催化氧化—曝氣生物濾池法深度處理造紙廢水。實驗結果表明:在二氧化氯加入量為150mg/L，催化氧化時間為40min時，可生化性BOD5/COD最高達到0．316，二氧化氯氧化后出水經(jīng)曝氣生物濾池深度處理后，BOD5低于20mg/L，COD低于90mg/L，TSS低于30mg/L，處理后水質完全達到國家新的排放標準(GB3544—2008)。
1．1．5電化學氧化法。
電化學氧化起于上個世紀90年代中期，其機理是在直流電作用下使染料中的有機質在電極上發(fā)生氧化還原反應，將染料中的有機污染物轉化為無毒物質。電化學氧化主要包括內(nèi)電解法、電絮凝法、電氣浮法等。楊麗娟采用CePMVC電解酸性大紅GＲ染料廢水，最佳條件下，脫色率、氨氮及COD去除率分別達到了99．8%、95．45%、90．81%以上。趙銳柏等人利用電絮凝法對廢水的色度、COD進行降解，發(fā)現(xiàn)其色度和COD去除率分別達95%和52%。相比較下色度的去除率更高一些。謝大衛(wèi)采用自動電氣浮法處理滌綸染色廢水的污染物COD去除率約為65%～72%。
此方法具有成本低、操作簡單、維護方便、去除率高、應用范圍廣、無需添加化學試劑等優(yōu)點，但是此方法對電極電量消耗比較大，運行成本較高，污泥量大等缺點使得該方法受限。目前，三級電極和活性炭纖維等新型電極材料的開發(fā)與應用在很大程度上提高了電流效率，降低了能耗及成本問題，成為研究領域的熱點話題。
1．2化學混凝法
化學混凝的原理，是在混凝劑作用下，利用膠體脫穩(wěn)、壓縮雙墊層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕等的作用使水體中的染料分子相互接觸碰撞，脫穩(wěn)凝集成一定粒徑的絮狀體，然后在重力的作用下實現(xiàn)固液分離目的。鄒紅林通過混凝法對染料廢水進行脫色，發(fā)現(xiàn)COD和脫色率分別可達97%和86%。此方法是染料廢水處理的常用方法，它具成本低、占地面積小、脫色率高等優(yōu)點，所以此方法被廣泛應用于各種染料廢水處理中。缺點就是設備比較復雜，對進水水質要求嚴格。
2 物理法
2．1活性炭吸附
此法是一種應用較早的方法。其吸附原理是利用微小炭粒表面的大量空隙將染料富集在其表面從而達到脫色目的。染料廢水處理中所用的吸附劑主要有活性炭、膨潤土、硅藻土等。雷曉玲等人采用活性炭對亞甲基藍、甲基橙、中性紅分別進行吸附，吸附率分別為97．65%、96．06%、96．24%。活性炭吸附具有造價低廉、來源廣泛、吸附量大、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。目前，活性炭吸附方法在染料廢水領域取得了一些成果，但是由于染料種類繁多，結構性能差距較大，一般只適用于個別染料的吸附性能，而且再生困難，污泥量大，導致應用面較窄。
2．2膜分離法
此法是利用天然或人工制備的具有選擇透過性能的薄膜，通過外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分液體進行分離、分級、提純或富集。膜分離技術包括:微濾、超濾、納濾、反滲透、滲析、電滲析。馬文濤分別利用納濾膜和超濾膜對江蘇某棉針織印染進行處理，去除率分別可達到90．
00%和100．00%，脫色效果很明顯。膜分離具有工藝簡單、操作方便、無需添加化學試劑、無二次污染、節(jié)能等優(yōu)點。但膜對染料選擇性較高且形成的附著層易導致其通量下降，耐用性差。所以改進膜的分離技術成為該領域主要的研究方向。
2．3磁分離技術
磁分離技術的原理是利用外加磁種和少量混凝劑來增強絮凝以達到高效沉降和過濾的目的，進而將廢水中的染料去除。胡春光等人以錳鹽鐵鹽為主要原料按照不同的原料配比制備了幾種磁性吸附劑，并就其對染料酸性B的吸附性能進行了實驗。結果表明:這幾種磁性吸附劑對于染料酸性紅B有很強的吸附能力。它具有分離效率高、成本低廉、設備簡單緊湊等優(yōu)點，其高效節(jié)能使得磁分離技術在廢水處理領域擁有廣闊的應用前景。
3 生物法
生物法是應用最廣的處理技術，該法具有運行費用低，安全無二次污染對環(huán)境友好等優(yōu)點，符合可持續(xù)性發(fā)展的需求，在染料廢水處理中得到廣泛應用。
3．1菌類降解法
菌類降解法主要有真菌降解、細菌降解及混菌降解法。菌類對染料脫色機理主要是通過分泌胞外酶來使染料脫色，它能通過菌類所分泌的特殊降解酶系或其它機制將各種合成染料徹底降解為CO2和H2O，對染料脫色具有良好的效果，并對各種有害的、難降解的、環(huán)境中宿存的異生物質的降解，具有高效、安全、無二次污染等優(yōu)點。故菌類降解法具有很好的應用前景。宋云飛等通過白腐真菌對亞基藍的降解發(fā)現(xiàn)，一定量的白腐菌對中濃度(4．0mg/L)的亞甲基藍降解能力最大，降解效果比較好。盧婧等人用細菌對活性黑5、直接藍71、剛果紅、活性紅141進行脫色，脫色率分別可以達到92．56%、100%、97%、100%。脫色效率較高。范鳳霞發(fā)現(xiàn)混合菌群對活性藍19，活性艷澄X－GN，活性紅239等多種小分子活性染料具有較好脫色性能，靜置培養(yǎng)24h時，脫色率都達到了90．0%以上，說明其對偶氮類活性染料脫色具有一定普適性。
3．2厭氧、好氧法
厭氧、好氧法主要是借助活性污泥、生物基質等對染料廢水進行脫色。好氧法對可生化性較高的染料廢水去除率高、成本低、且能通過污泥的吸附作用去除部分染料。安芳萊通過水解酸化—接觸氧化工藝處理印染廢水。結果表明，CODCr的平均去除率為91%，色度的平均去除率96%，脫色效果較好。但是，好氧污泥不能或很難將染料徹底降解。但是由于染料品種繁多，染料分子結構不同且性能各異，使得好氧處理難以滿足染料廢水處理的要求。而厭氧處理不僅能去除部分可生化性高的有機物，又能在不同程度上降解好氧生物難以氧化的、結構復雜的有機物，然后再經(jīng)好氧處理徹底降解。王天廣通過對KE－3B的厭氧脫色研究，發(fā)現(xiàn)活性紅KE－3B在短培養(yǎng)期內(nèi)的脫色效果良好，高溫條件下活性紅KE－3B的CODCr去除率最高達到84．5%，且處理費用低、污泥沉降時間短、剩余污泥少。但單獨厭氧法處理染料廢水也有一定的局限性，如對于偶氮染料降解產(chǎn)生的芳香胺類化合物，厭氧法難以徹底去除。所以目前多把厭氧法同好氧法或物理、化學方法結合起來處理染料廢水，通過聯(lián)合作用效果，取得較好的脫色效率。張玥通過厭氧+好氧與潛流濕地組合工藝對牛仔洗水廢水進行脫色，去除率為87．1%。經(jīng)人工濕地系統(tǒng)處理后，總去除率達到了93．7%。經(jīng)過約3個月的馴化，出水水質穩(wěn)定并達到了排放標準。出水的各項指標均符合《紡織染整工業(yè)污染物排放標準》GB4287—1992一級標準。
3．3生物吸附法
此法是一種高效實用的方法，生物材料有價格低廉易獲得、適用條件廣、來源豐富等優(yōu)點，近年來已經(jīng)成為研究的熱點。目前，用花生殼粉、桔皮、木麻黃樹皮、水葫蘆干體、黃酒糟、橘子皮、改性茶葉、柚子皮等生物材料來吸附水溶液中染料的農(nóng)林廢棄物已實驗成功，并取得了較好的脫色效果。該法處理染料廢水的最大優(yōu)點是經(jīng)濟實用，費用一般不到活性炭處理成本的
10%，所以此方法特別適用于發(fā)展中國家，無須像活性炭使用后需要再生，吸附了染料的生物材料可以作為燃料，也可以用作固體發(fā)酵的底物來生產(chǎn)土壤調(diào)節(jié)劑或動物飼料，以生物廢棄物為主體的治污技術會帶來更大的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，將會是今后參考文獻:環(huán)境治理的研究熱點和發(fā)展方向。
4 展望
染料廢水的處理方法是當前研究的熱點。除了對氧化、吸附、降解等單一方法的研究，對于多種方法的聯(lián)合使用的研究也已成為熱點。更重要的是，科學家們引進了大量的電、磁、光、熱等方法處理難降解物質，大大拓寬了理論和技術范圍。在傳統(tǒng)的生物方法基礎上進行多學科交叉研究，將是解決染料廢水處理難題的主要發(fā)展方向。另一方面，做好節(jié)能減排，降低三廢產(chǎn)量，加強物料的回收利用，以實行源頭治理，并對生產(chǎn)工藝，過程管理等方面進行更深入的研究，實現(xiàn)向清潔綠色化轉型的目標。