焦宏典

（江苏鸣翔化工有限公司，江苏泰兴 225400）

基于安全环保视角的染料废水脱色净化技术研究

焦宏典

（江苏鸣翔化工有限公司，江苏泰兴 225400）

在分析染料废水复杂组成成分与危害基础上，提出了专门对染料废水进行脱色净化处理的方法——絮凝沉淀法与电化学法，并说明了两种脱色净化技术的应用条件，期望能为相关研究者提供参考意见。

染料废水；安全环保；威胁；絮凝沉淀；电化学法

染料废水是由染料产品泄漏的染料液体、染料中间体结晶、母液及染料遗漏的细碎料、地面污水等物质形成的废水。其含重金属、芳香族多苯环化合物等危害性物质，易对水体、土壤、人体产生伤害。因此，在追求安全环保与可持续发展的当下，应采取科学措施对染料废水进行脱色净化，以提高染料废水的回收利用率。

1 染料废水的危害

1.1 破坏水体自净功能

染料废水具有一定的色度，其渗入水体后，易大幅度降低水体的透明度，引起视觉污染，并严重破坏水体自净功能。若水生物长期生活在这种污水环境中，皮肤或将被迫同化，甚至毒化。加之有色染料废水渗入水体，与水体融合为一后，会快速消耗水体的养分，致使水中氧气减少，严重威胁水生物健康生长。因此，对染料废水进行脱色净化具有急迫性。

1.2 引发水体富营养化

染料废水组成成分复杂，通常含有大量的有害物质，如有色洗涤废水中内含大量的氮磷化合物，印染部分工序中含丰富的尿素等。这些有机有害物排放到洁净水体中，会使水体在短时间内出现富营养化问题，破坏水体安全。虽然酸盐废水与肥皂水等亦属于染料废水，但其物质成分的毒性极小，不容易对环境与水体造成破坏。

1.3 危害生物健康

染料废水中的染料物质富含多苯环化合物，如芳香族卤化物、芳香族胺类化学物与芳香族硝基化合物等。这些化合物均具有较大的毒性。当其与依附体物质相互融合时，或将进一步形成高毒性的“三致”物质。若“三致”物质不慎渗入水体，随食物链进入到动物与人体体内，将使动物与人体健康严重受损。

1.4 妨碍生物降解

染料废水内含有多种重金属物质，如铅、铬、砷等。这些重金属物质属于盐类，易破坏生物的正常降解。若其在大自然环境中长期积累，并渗入到水体、土壤中，会随食物链循环逐渐传递到生物体内，致使植物出现病害，动物与人类健康受损。因此，必须采取科学措施，对染料废水进行脱色净化处理。

2 染料废水的脱色净化技术探析

2.1 絮凝沉淀脱色净化技术

染料废水色度高，组成成分复杂，选用单一絮凝剂往往难以完全脱色净化。因此，笔者建议，针对染料废水中的不同物质，选用不同絮凝沉淀剂进行脱色净化。

对于染料废水中的憎水性染料分子，如分散染料、硫化染料等，建议选用铝盐、铁盐等絮凝剂进行处理，以使憎水性染料分子逐渐水解成具有高电荷特性的、无害的羟基化合物。特别是投入到染料废水中的PAC含量为100mg/L到150mg/L时，憎水性染料分子的脱色净化效果极佳，脱色净化率可高达90%。除此之外，部分高价金属盐脱色净化效果也较好。如硫酸亚铁可使带—OH、—X等基团的染料分子快速混凝脱色。这主要是因为Fe2+易与—OH、—X等基团产生络合反应，并形成降低水溶性的大分子螯合物。

对于水溶性强、阴离子居多的染料废水，可投入镁盐制造碱性条件，使染料废水中的磺酸基团发生化学絮凝反应，进而脱色净化。这种做法采用的原理是阴离子基团与镁盐相互融合后，会产生易对弱性酸红、活性橙等进行脱色净化的氢氧化镁。但需注意，用氢氧化镁做吸附絮凝剂时，必须确保其pH值保持在11以上。否则，氢氧化镁的吸附絮凝效果将显著下降。

在条件允许的情况下，建议投入长支链阳离子表面活性剂作助凝剂，使磺酸基团快速发生络合反应并形成络合物。而后，加入硫酸铝或PAC进一步絮凝。实验表明，在这种操作条件下，染料废水的脱色净化效果比其他方式更佳。

2.2 以电化学法为核心的脱色净化技术

电化学法是对染料废水进行脱色净化的另一高效方法。根据电解方式差异，电化学法可细化为电解法、电气浮法与微电池法三种。其中，以石墨与钛板为极板，氯化钙、硫酸钠或水中盐分为导电介质，形成通电回路。通电时，对染料废水进行电解，使电路阳极产生氧气或氯气，阴极产生氢气或次氯酸钠，进而使染料废水中的分子发生氧化作用或还原作用，以实现染料分子脱色净化的方法是电解法。而以铁元素、铝元素为阳极，通过电极反应形成铁离子与铝离子，使水解产物转变成絮凝剂，再对染料废水物质进行氧化或粘附，进而实现染料废水脱色净化的电解方式是电气浮法。不管是电解法还是电气浮法，均能对酸性染料废水物质、活性染料废水物质进行高效脱色净化。

实验表明，若以活性炭纤维为电气浮法的电极，可充分发挥电极的导电作用、吸附作用、氧化还原作用，去除染料废水中的深蓝、硫化艳绿、蓝色等颜色。因为活性炭纤维作电极时，染料分子会被吸附形成分子自由基。待自由基化后，会再次偶合成大分子，进而对染料废水进行絮凝脱色。若电路的阳极是铁物质，则电极反应形成的铁离子混凝剂将对染料废水物质进行氧化还原，使有色物质从水中分离，进而实现脱色净化。

除电解法与电气浮法外，还可用微电池法对染料废水进行脱色净化。所谓微电池法，即以铸铁屑为滤料，并使其被染料废水浸没，确保铁与溶液产生电位差，进而引发电极反应的电解方法。该方法应用时，会产生高化学活性的电极反应产物。若这些电极反应产物恰好与染料废水物质再次发生氧化还原反应，染料废水的发色结构将会被破坏，染料废水的有色物质也会随之成功实现脱色净化。实验结果显示，在强酸性条件下，利用微电池法对含多偶氮的染料废水进行脱色净化，脱色净化率可高达82%。

[1] 许琦；唐喆等.红色基 GP 染料废水的脱色研究[J].绿色科技，2016，（16）：16-17.

[2] 管俊芳；方纪等.大同膨润土对阳离子黄（X-8GL）染料废水脱色的实验研究[J].化工技术与开发，2016，45（7）：18-21.

表3 SAFUREX焊接工艺

在整个焊接过程中，必须以短弧焊接，且背面一直保持充氮保护。焊接施工过程如图2所示。

图2 焊接施工过程示意图

3 质量控制

3.1 焊接工艺评定

根据管道规格，进行了SAFUREX水平固定位位置焊接工艺评定，根据焊接工艺评定报告编制焊接工艺指导书，提供给现场焊工学习。焊接工评定实验结果见表4。

表4 SAFUREX焊接工评定实验结果

3.2 焊接过程质量控制

3.2.1 外观检查

焊缝外观质量标准应符合GB/T50683—2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》的规定。观察检查使用放大镜、焊缝检测尺和钢尺检查。所有管道焊口质量的外观检查，应按设计图纸规定的标准在焊缝冷却后进行，冷却后除去飞溅物等，把表面清理干净后进行100%的外观自检，并填写焊缝外观检查记录。

3.2.2 无损检测

（1）无损检测方法：无损检测方法按照设计要求选用，无损检测质量要求按照JB4730.2—200《承压设备无损检测》执行。焊接工程师须建立管道焊口记录表，以跟踪焊缝评片、返修、合格等级记录。

（2）焊缝返修：焊接工程师编制焊缝返修工艺卡。焊工根据返修通知单按照焊缝返修工艺卡对不合格的焊缝应进行返修，焊缝同一部位的返修次数不得超过两次。

3.3 焊工培训与考试

鉴于SAFUREX材料是一种新型材料，我公司特邀请瑞典Sandvik材料技术公司和荷兰Stamicarbon公司的工程师来到施工现场对焊工及管理人员进行培训及考试，经过一周的培训，参加培训的焊工全部通过Stamicarbon公司考试并取得证书。

4 结束语

了解SAFUREX材料力学性能和焊接工艺，编制切实可行的焊接工艺指导书，对焊工进行培训及考试，焊接过程要进行严格控制，是SAFUREX高压管道取得优良焊接质量的保证。由中国化学工程第四建设有限公司焊接的SAFUREX尿素高压管道，一次合格率达到了99%。中海石油华鹤煤化有限公司3052尿素项目SAFUREX材料焊接实践证明，只有严格对焊接过程加以控制，才能保证SAFUREX材料的焊接质量，满足现场工艺的使用要求。

参考文献

[1] 中国机械工程协会焊接协会.焊接手册（2001版）[M].北京：机械工业出版社，2001.

Decolorization and Decontamination of Dye Wastewater Based on Safety and Environmental Protection

Jiao Hong-dian

Based on the analysis of the complex components and hazards of dye wastewater，this paper presents a method of decoloring and purifying the dye wastewater-flocculation precipitation method and electrochemical method，and describes the application conditions and expectation of the two decolorization purification technologies.Can provide reference for the relevant researchers.

dye wastewater；safety and environmental protection；threat；flocculation sedimentation；electrochemical method

X788

B

1003–6490（2016）10–0026–02

2016–09–25

焦宏典（1975—），男，江苏泰兴人，环保工程师，主要从事工程化工安全工作。