染料根据性质可分为以下几类:分散染料、冰染染料、阳离子染料、活性染料、直接染料、酸性染料、缩聚染料、还原染料等。
除工业染料之外,还有一些天然染料,这个又分为动物染料、植物染料、矿物染料。不过天然染料的数量和品种都是非常少的,只有特殊场合才会使用。其中应用最多的就是植物靛蓝,这是少数民族蓝印花布和蜡染布的主要染料品种。
选取柠檬黄溶液来作为本次实验的模拟染料废水,柠檬黄的化学式为:PbCrO4或C16H9N4O9S2Na3。它是一种合成类色素,可溶于水,溶液无刺激性气味且无腐蚀性。颜色一般为鲜艳的嫩黄色,是一种单色品种。它会导致少儿智力下降。分子结构式如图1-1所示。
图1-1柠檬黄分子结构式
Fig.1-1MolecularstructureofTartrazineWastewater
1.1.2工业产生的染料废水的特点
在染料产品的生产中,比如硝化、重氮化、磺化、氧化酸析、还原等过程中都会产生大量的污染物废水。据不完全估计,在染料产品的生产中有将近20%的有机原料和85%的无机原料会被转移到水中,而产生的污染物具有以下特性:污染物的浓度较高,废水所含成分相对复杂,并且废水中含有的有机物和盐份的量非常大。染料废水一直是废水处理中的一个大难题,同时染料废水已经成为当今环境重点污染源。染料废水有以下几个特点:
(1)染料废水中的有机物很大一部分是利用苯、蒽、萘、醌等芳香团作为原来的母体,而且这些都带有显色基团,颜色较深,色度可达500~500000之间,染料废水有很强的污染性。
(2)因为在工业生产的过程涉及到的染料废水的分子结构的需要,染料物质和中间分子都会带有极性基团,这种基团不仅仅会增强自身的水溶性,也会造成大量的物质流失。染料废水中一般都会包含原料和其他的副产品,如苯胺、硝基物、氨基物、卤化物、酚类等常见的有机物,还有一些无机盐,如氯化钠、硫酸钠等。前者的浓度非常高,毒理性质也很大,而且通常这些废水的COD可达到1000~73000mg/L。
(3)大多数染料废水呈酸性,不过也有部分染料呈碱性,但是两者都含有较多的无机盐。
(4)随着社会的进步,人们对颜色的要求也越来越高,这就导致了染料的品种也越来越多,而且其自身也越来越复杂,同时人们也希望颜色能保存较长时间,所以染料慢慢变的可以抗光解、抗褪色、抗氧化还原等,这些的确满足了人们的需求但是
同时也是这些废水越来越难以降解,甚至常规的降解工艺都无法降解这些废水。
(5)工艺上一般根据生产需求或者客户要求,会对不同的产品使用不同的染料、助染剂等,甚至部分染料要使用单独的染色工艺才能制成,这就导致了工艺生产上产生的废水各有差异,很难一起处理。一般生产过程中产生出来的染料废水的颜色较深,并且自身可生化性差,再加上一些其他的废水混合在一起导致了这些废水中的BOD5和COD的含量都非常的高。
1.1.3染料废水危害及其程度
工业产生的染料废水的成分十分复杂,主要有五类污染物。其中第一类是对环境影响最小的无机物,包括酸碱盐等。第二到四类则都是有机物,根据有机物的降解的难易进行排序。第五类就是一些有毒的污染物,这些污染物的几乎无法自身降解,而且一般处理工艺无法处理这类污染物。在染料生产过程中会产生大量的有害污染物,但由于技术,资金等各方面的原因,污水处理厂在处理染料废水的时候没有完全处理干净,导致了水体的污染,影响了河流水的自然循环和净化。而染料废水的污染主要表现在这些方面: