我國是紡織印染產業大國。印染廢水排放量佔全國工業廢水排放量的三分之一，具有色度高、成分複雜和可生化性差等特點，對生態環境和水安全造成了很大威脅。以羥基自由基為基礎的高級氧化技術是降解汙染物的有效手段，但因選擇性差，在處理印染廢水時存在藥劑消耗量大、對目標汙染物降解效率低等技術瓶頸。除染料外，重金屬助劑，如鉻、銻等，因毒性大、水化作用強，難以通過常規的固液分離技術去除，也是印染廢水處理（尤其是回用）中的重點和難點。
除印染廢水外，礦冶、電鍍等工業廢水中含有大量的重金屬含氧酸鹽，例如亞砷酸鹽、鉻酸鹽等。先氧化還原轉化再固液分離是去除水中重金屬含氧酸鹽的常用方案，但目前尚缺乏經濟有效、環境負荷小的技術。
紫外/雙酮水處理法
針對上述問題，南京大學環境學院張淑娟教授團隊發展了紫外/雙酮水處理法。
通過向廢水中添加少量環境友好的雙酮藥劑，然後利用紫外燈或太陽為光源，即可實現染料廢水的高效脫色及毒性重金屬含氧酸鹽的快速氧化還原轉化。
該方法解決了以自由基為基礎的光化學技術在應用中所存在的光能利用率低、選擇性差等部分瓶頸問題，可作為工業廢水生化處理前的預處理工藝。
技術優勢
本項目在汙染物轉化效率、能耗方面均具有優勢！
雙酮價格與雙氧水試劑相當，因反應的選擇性高，少量雙酮即可實現水體色度的脫除、毒性重金屬含氧酸鹽的減害/無害化轉化。在純水溶液中，紫外/雙酮法脫色染料及氧化亞砷酸的速率是紫外/雙氧水法的數倍至數十倍。在實際廢水中，這一效果差距更為明顯！
該方法所用雙酮具有良好的生物相容性，分解後剩餘的有機質可作為優質碳源被微生物利用，提高後續生化處理的效率。處理後含砷廢水的毒性降低，砷酸鹽可通過吸附、離子交換等方法有效去除。高毒性Cr(VI)被還原成無毒的Cr(III)後，可通過加鹼沉澱去除。此外，雙酮可直接利用太陽光作用於汙染物，尤其適用於長日照地區存儲池廢水的氧化預處理。
圖 3種光化學技術對印染廢水的脫色效果
應用領域
該技術適用於紡織印染、礦冶、電鍍行業廢水的脫色及減害轉化等，尤其適用於特定廢水的分質處理和工業水回用的前處理。
市場前景
目前尚未有同類技術的應用。與現有基於雙氧水/過氧乙酸/過硫酸鹽的高級氧化技術（UV/雙氧水、UV/PAA、UV/PDS、UV/PMS、芬頓法）相比，該技術藥劑存儲方便安全、藥劑用量少（藥劑成本與雙氧水相當）、耗電量低（能耗比UV/雙氧水法低數倍—數十倍）、不產生汙泥、生物友好。
利用紫外/雙酮法，既能充分發揮高級氧化技術處理難降解有機汙染物的能力，又可利用生化法成本低的優勢，實現廢水的達標處理。除氧化汙染物外，該技術無需排氧即可實現對毒性汙染物的還原轉化，有回收有用金屬的潛力。基於上述技術特點及優勢，預期本技術在多種行業廢水的處理方面具有一定的市場前景。
負責人簡介
張淑娟教授：南京大學環境學院教授、博士生導師
研究方向：環境功能材料設計和研發；高級氧化還原技術研發
文章來源：清啦環境公眾號（qinglahuanjing)