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　�。�1）色度深，脫色困難

　　印染加工生產(chǎn)過程中，染料的平均損失率約為20%。在各類染料中，活性染料和硫化染料的上染率最低，染料平均排放率高達30%左右，酸性染料和直接染料的平均排放率也在10%以上。因此，印染廢水色度很高，對其進行脫色處理一直是廢水處理的主要任務(wù)。國內(nèi)比較成熟的生物活性污泥池處理法、物理化學(xué)處理法和膜處理法等技術(shù)，都不同程度地存在脫色效率不高，處理后的印染凈化水無法被循環(huán)利用的問題。

　�。�2）COD（化學(xué)需氧量）高，降解困難

　　印染廢水COD濃度非常高，這主要是由于在印染加工過程中除使用大量的合成染料外，還使用了大量難降解的染整助劑，如PVA（聚乙烯醇）、APEO（烷基酚聚氧乙烯醚）以及ABS（烷基苯磺酸鈉）。這些助劑約有95%以上會殘留在廢水中，從而使得廢水COD高達2000mg/L，而BOD5/COD值則介于0.2。0.3，廢水的可生化降解性極差[4]。

　　2 輻射作用機理

　　2.1常用輻射源

　　目前常用的輻射源可以分為兩大類：射線源和儀器源…。

　　最普遍的輻射源是60co，其次是1”cs和船Kr。60co放射產(chǎn)生

　　的R射線具有能量高、穿透力強和半衰期長等特點，但是由于射線源的穿透力強，所以對安全防護要求也要高得多，而且先期投資成本比較大。最常見的儀器源是電子加速器，它具有劑量率高、聚焦性好、能量利用率高和操作方便等特點。在全世界生產(chǎn)用輻射源中，電子加速器約占70%一80%，60Co輻射源只占20%～30%；如果按加工能力計算，電子加速器則大約占90%，而60Co僅占10%[6]。

　　2.2輻射降解機理

　　采用叮射線或者加速電子對廢水進行處理時，一方面，高能射線可以與污染物直接作用，引起它們分解和改性；另一方面，高能射線以及加速電子可以與水發(fā)生作用，產(chǎn)生一系列的自由基、離子、水合電子（e二）以及離子基等，這些粒子具有相當(dāng)高的活性，能與有機污染物發(fā)生氧化或者還原作用，使其降解。通常情況下，純水在高能射線輻照下，會發(fā)生如下反應(yīng)[7]

　　H20—.0H（2.7）+eaq-（2.6）+H`（O.45）+H30+（2·6）+H202（0.7）+H2（0.45）

　　注：式中括號內(nèi)是G值，即輻射化學(xué)的能量效率，其定義是每吸收100eV射線能量所生成產(chǎn)物的分子數(shù)。

　　在這些活性自由基中，eaq-和H·屬于還原性離子，·OH與H2O2則為氧化性離子，它們在有機物的降解中起著最主要的作用。·OH自由基具有很強的電子親和力，氧化還原電位很高，達2.8V，可以與含芳環(huán)或多重鍵的有機化合物發(fā)生加成反應(yīng)，與飽和的有機物發(fā)生奪氫反應(yīng)。而H2O2則既可以作為氧化劑，又可作為還原劑。

　　3 國內(nèi)外輻射處理印染廢水現(xiàn)狀

　　采用輻射技術(shù)處理廢水，一方面不會產(chǎn)生有害試劑，避免對環(huán)境的二次污染；另一方面，操作簡單，處理效率高。因此，國外從20世紀(jì)七八十年代就開始進行研究，至90年代已經(jīng)有工廠采用輻射技術(shù)進行廢水處理。下面僅就國內(nèi)外輻射技術(shù)在印染廢水處理方面的應(yīng)用研究作一簡介。

　　3.1輻射處理對印染廢水色度的去除效果

　　印染廢水的脫色效果是評價廢水處理方法是否有效的關(guān)鍵指標(biāo)之一。由于目前的染色介質(zhì)以水為主，所以絕大部分染料均易溶于水，而且由于染料分子質(zhì)量較大，多數(shù)染料在水中都能形成親水性膠體，使得印染廢水的常規(guī)脫色變得非常困難[8]。輻射處理本質(zhì)上屬于高級氧化處理技術(shù)，其在輻射過程中形成的大量·OH自由基和H2O2：，可以迅速氧化染料分子中的不飽和基團，破壞其發(fā)色基團。

　　對活性染料水溶液的輻射脫色研究表明，輻射處理可以有效去除染料水溶液的顏色[9-12].對于低濃度（50mg/L）的偶氮類活性染料，如活性黑5和活性紅198，1kGy的輻射劑量即可以達到99%的脫色率（1戈瑞表示1kg受輻照物質(zhì)吸收1J能量）。而對于高質(zhì)量濃度（800mg/L）活性染料，如活性紅M一3BE、活性藍XBR和活性黃x—R水溶液，要想達到顯著的脫色效果，則需要加大輻射劑量。例如，偶氮類的活性紅M一3BE脫色率達到100%時，吸收劑量約為27.8kGy[9]；而對于蒽醌類的活性藍XBR，當(dāng)吸收劑量為25kGy時，其脫色率也只能達到84%。這說明染料的種類對其脫色率起著重要作用，在低吸收劑量（9.2kGy）下，蒽醌結(jié)構(gòu)的活性藍XBR脫色率只有33%，遠低于偶氮結(jié)構(gòu)的活性黃x-R76%的脫色率[10].

　　除此之外，對于水溶性的酸性[13-16]和直接染料[17]輻射處理也有較好的脫色效果。顧建忠、朱錦梁等人對蒽醌染料酸性藍40溶液采用電子束輻射研究表明，采用0.3MeV電子加速器進行輻射處理時，隨著輻照時間的延長，酸性藍40水溶液的色度先是快速下降，之后逐漸趨于平穩(wěn)，15min之后染液已經(jīng)無色；且染液濃度越大，達到完全脫色所需的輻照劑量也越大。AliVahdat等人則利用10MeV電子加速器對直接染料進行了脫色研究，結(jié)果表明，對于50mg，/L的直接黑22，9kGy的吸收劑量即可以使其完全脫色；而當(dāng)染料質(zhì)量濃度升高到100，150和200mg/L時，其脫色率則分別降低至61.7%，59.6%和52.9%。

　　對于難溶于水的分散染料，AgustinN.M.Bagyo¨馴等人的研究表明，R射線輻射對水溶液中偶氮類分散染料（TR-4G和TBCMS）的沉降和脫色效果也有重要影響。在氧氣飽和的分散染料溶液中，當(dāng)輻照劑量為6kGy以上時，染液經(jīng)過’射線輻射后再利用硝酸調(diào)節(jié)pH值，染料的吸收峰、pH值以及總有機碳明顯降低。作者認為這是由于分散染料膠體在輻射過程中被氧化，形成了一些分子質(zhì)量較大的有機酸，當(dāng)溶液中加入硝酸將pH值調(diào)至1左右時，這些有機酸離子就成為不溶性的有機酸分子，從而發(fā)生沉淀。

　　另外，研究者們通過研究染料在輻射前后的紫外吸收光譜發(fā)現(xiàn)，輻射處理后所有水溶性染料在可見光區(qū)的特征吸收峰都大幅度減弱甚至消失，而且吸收峰向短波方向移動；與此同時，染液pH值也降低。這說明染料分子在電子束的輻射作用下，其發(fā)色基團已經(jīng)被破壞，同時生成了小分子的酸性物質(zhì)，從而去除染液顏色，降低染液pH值。

　　3.2輻射處理對廢水COD的去除效果

　　COD去除率是污水處理的一個最重要的指標(biāo)，COD值越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。對印染廢水而言，COD值幾乎可以表示廢水中全部有機物氧化分解所需氧量，因而它是目前應(yīng)用最廣泛的間接表示廢水中有機物的重要污染指標(biāo)[19]，也是國家標(biāo)準(zhǔn)中廢污水排放的主要參數(shù)。按照國家紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，COD日均排放質(zhì)量濃度不應(yīng)超過100mg/L[20].

　　在輻射處理廢水過程中，部分染料分子會被最終氧化或者還原成為無機物，因此對廢水的COD也有去除作用。

　　現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，單獨采用輻射處理，廢水的COD去除率與吸收劑量和初始染料濃度都存在密切關(guān)系。隨著吸收劑量的

　　增加，COD去除率逐步增大；而染料濃度增加，則會降低COD去除效果[9-12，15，21]例如，對初始質(zhì)量濃度分別為57mg/L和515mg/L的活性染料溶液進行電子束輻射，當(dāng)吸收劑量為0.5kGy時，其COD去除率分別為10%和0%；而當(dāng)吸收劑量提高到108kGy時，其COD去除率則分別達到37%和13%[21].

　　與輻照脫色相比，在同樣的吸收劑量下，COD去除率比脫色率要低得多。這是因為染料溶液受到電子束輻照后，染料分子的一些化學(xué)鍵在活性自由基的作用下會發(fā)生斷裂或重排，其發(fā)色基團被破壞，所以染液的顏色也隨之被除去。但是，染料分子化學(xué)鍵的破壞只是將其降解成為低分子有機物，而不會使其降解成無機物[10，22]COD反映的則是體系中所有的有機物含量，所以，在同樣試驗條件下，COD去除率比脫色率小很多。

　　目前，印染污水處理常采用吸附、絮凝、過濾以及沉降工藝，主要包括生物活性污泥池處理法、物理化學(xué)處理法和膜處理法等。一級處理以絮凝為主，二級處理主要采用生化技術(shù)，有表曝、空曝、接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤等。但這些方法在處理印染廢水的過程中都存在二次污染。近年來新出現(xiàn)的高級氧化處

　　如紫外輻射法、Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法以及輻射降解法等，以其高效降解、無二次污染等特點逐漸得到研究人員的廣泛關(guān)注。在諸多高能氧化方法中，輻射技術(shù)具備效率高，工藝簡單，處理效果好，對環(huán)境影響小等特點，是一種應(yīng)用前景較廣的廢水處理方法。

　　采用輻射技術(shù)處理廢水最早可以追溯到20世紀(jì)60年代。1956年，LoweJr.首先采用鈷源來對廢水進行輻照，取得了很好的效果。自此，利用輻射處理廢水的研究不斷深入。隨著現(xiàn)階段高能電子加速器技術(shù)的飛速發(fā)展，以及輻射技術(shù)在凈化飲用水和處理廢水等方面的工業(yè)化應(yīng)用，輻射技術(shù)在污水處理方面的巨大應(yīng)用前景逐漸顯現(xiàn)。

　　據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)印染廠每年用水量約占整個紡織工業(yè)用水的80%，廢水排放量達6.5億噸之巨…。印染廢水以其水量大、有機污染物組分復(fù)雜、色度深、水質(zhì)變化大等特點，成為國內(nèi)外公認的難處理工業(yè)廢水之一。

來源：印染在線