放射線技術は廃水処理を印刷しています。

1プリント廃水処理の現狀

（1）色度が深く、色落ちが難しい

捺染加工の生産過程における染料の平均損失率は約20%である。

各種類の染料の中で、活性染料と硫化染料の染率は一番低く、染料の平均排出率は30%ぐらい高く、酸性染料と直接染料の平均排出率も10%以上である。

したがって、

（2）COD（化學的酸素要求量）が高く、分解が困難である

捺染排水のCOD濃度が非常に高いのは、主に印刷加工中に大量の合成染料を使用するほか、PVA（ポリビニルアルコール）、APEO（アルキルフェノールポリオキシエチレンエーテル）、ABS（アルキルスルホン酸Na）などの分解困難な染色補助剤を大量に使用しているからである。

これらの補助剤は約95%以上が廃水に殘り、排水CODは2000 mg/Lに達するが、BOD 5/CODは0.2に介在する。

0.3,廃水の可生化劣化率が極めて悪い[4]。

2放射線作用のメカニズム

2.1常用放射源

現在よく使われている放射源は二つの種類に分けられます。放射線源と計測器源…。

最も一般的な放射線源は60 coで、次は1"csと船Krです。

60 coの放射線で発生したR線は、エネルギーが高く、貫通力が強く、半減期が長いなどの特徴がありますが、放射線源の浸透力が強いため、安全防護に対する要求もずっと高くなり、しかも前期の投資コストが比較的大きいです。

最も一般的な計器源は電子加速器で、線量率が高く、集束性が良く、エネルギー利用率が高く、操作が便利であるなどの特徴がある。

全世界の生産用放射線源の中で、電子加速器は約70%の80%を占め、60 Coの放射源は20%から30%しか占めない。加工能力で計算すれば、電子加速器は約90%を占め、60 Coは10%しか占めない。

2.2放射線分解機構

排水に対する検線または加速電子を用いて処理を行う場合、高エネルギー線は汚染物質と直接作用し、それらの分解と改変を引き起こすことができる一方、高エネルギー線及び加速電子は水と作用し、一連の自由基、離子、水和電子（e二）及びイオン基などを生成し、これらの粒子はかなり活性を持ち、有機汚染物質と酸化または還元作用を起こし、分解させることができる。

通常，純水は高エネルギー放射線を照射すると，次のような反応が起こる。

H 20—.0 H(2.7)+eaq-(2.6)+H`(O.45)+H 30+(2?6)+H 202(0.7)+H 2(0.45)

注：式の中かっこ內はG値、すなわち放射化學のエネルギー効率であり、これは100 eV線エネルギーを吸収するごとに生成された生成物の分子數を定義する。

これらの活性ラジカルにおいて，eaq‐とH?は還元性イオンに屬し，?OHとH 2 O 2は酸化性イオンであり，それらは有機物の劣化において最も主要な役割を果たしている。

?OHラジカルは強い電子親和力を持ち、酸化還元電位が高く、2.8 Vに達し、芳しいリングや多重結合を含む有機化合物と反応し、飽和した有機物と水素を奪う反応を起こすことができます。

H 2 O 2は酸化剤としてもいいし、還元剤としてもいいです。

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3國內外の放射線処理、プリント廃水の現狀

採用する

3.1放射線処理によるプリント廃水の色度除去効果

プリント廃水の消色効果は排水処理方法の有効性を評価する重要な指標の一つである。

現在の染色媒體は水を中心としているため、ほとんどの染料は水に溶けやすく、染料の分子質が大きいため、多くの染料は水中で親水性を形成し、コロイドプリント廃水の通常の脫色が非常に困難になっています。

放射処理は本質的に高度な酸化処理技術に屬し、放射過程で形成された大量?OHラジカルとH 2 O 2：染料分子中の不飽和基を迅速に酸化し、その発色基を破壊することができる。

活性染料水溶液の放射消色研究によると、放射処理は染料水溶液の色を効果的に除去することができる[9-12].低濃度（50 mg/L）のアゾ活性染料について、活性黒5や活性赤198など、1 kGyの放射線量は99%の脫色率に達することができる（1戈瑞は1 kgの照射物質が1 Jエネルギーを吸収することを示す）。

高品質濃度（800 mg/L）活性染料については、活性赤M 1 3 BE、活性青XBR、活性黃x－R水溶液など、著しい脫色効果を達成するには放射線量を増やす必要があります。

例えば、アゾ類の活性赤M 1 BE 3の脫色率が100%に達した場合、吸収線量は約27.8 kGy[9];アントラセンキノン類の活性ブルーXBRに対して、吸収線量が25 kGyの場合、脫色率も84%にしかならない。

これは染料の種類が消色率に重要な役割を果たしており、低吸収線量（9.2 kGy）において、アントラセンキノン構造の活性藍XBR消色率は33%しかなく、アゾ構造の活性黃x-766%よりも遙かに低い消色率[10]。

また、水溶性の酸性[13-16]やダイレクト染料[17]の放射線処理にも優れた脫色効果があります。

顧建忠、朱錦梁などはアントラセンキノン染料酸性青40溶液に電子ビーム放射研究を用いて、0.3 MeV電子加速器を用いて放射処理する時、照射時間が長くなるにつれて、酸性青40水溶液の色度は先に急速に低下し、その後は徐々に穏やかになり、15 min後、染色液はすでに無色になり、染色液濃度が大きいほど、完全に脫色するために必要な放射線量も大きくなることを示した。

AliVahdatらは10 MeV電子加速器を用いて直接染料を消色研究した結果、50 mgに対して/Lの直接黒22,9 kGyの吸収線量は完全に脫色し、染料の品質濃度が100,150,200 mg/Lに上昇すると、その脫色率は61.7%に低下し、59.6%と52.9%に減少した。

水に溶けにくい分散染料については、AgstinN.M.Bagyo‥馴られた研究によると、R線放射は水溶液中のアゾ類分散染料（TR-4 GとTBCMS）の沈降と脫色効果にも重要な影響を及ぼすことがわかった。

酸素飽和分散染料溶液では、照射線量が6 kGy以上の場合、染色液が'放射線を通過した後、硝酸を利用してpH値を調整し、染料の吸収ピーク、pH値および有機炭素全體が著しく減少した。

著者らは，放射過程で分散色素コロイドが酸化され，いくつかの分子品質の大きな有機酸が形成されたためであり，溶液に硝酸を添加してpH値を1程度に調整すると，これらの有機酸イオンは不溶性有機酸分子となり，沈殿が生じると考えている。

また，放射処理後のすべての水溶性染料は可視光領域の特徴的吸収ピークで染料の放射前後の紫外吸収スペクトルを調べると大幅に減少し，消失し，吸収ピークが短波方向に移動する一方，染液pH値も減少することが研究者らによって分かった。

これは色素分子が電子ビームの放射作用のもとで発色基が破壊されたことを示し，同時に小分子の酸性物質が生成され，これによって染色色を除去し，染液pH値を減少させる。

3.2放射線処理による廃水CODの除去効果

COD除去率は下水処理の最も重要な指標であり、COD値が大きいほど、有機物による水體の汚染が深刻であることを示している。

プリント廃水にとってCOD値はほとんど排水中の有機物の酸化分解に必要な酸素量を表しています。したがって、排水中の有機物の重要な汚染指標であることを間接的に表しています。

國家紡績染色工業水汚染物質排出基準に基づき、CODの日平均排出品質濃度は100 mg/L[20]を超えてはならない。

放射処理廃水の過程で、一部の染料分子は最終的に酸化されたり還元されたりするので、廃水のCODにも除去作用があります。

既存の研究では，放射処理を単獨に採用し，廃水のCOD除去率は吸収線量と初期染料濃度と密接に関係していることが分かった。

吸収線量とともに

COD除去率が徐々に増加し、染料濃度が増加するとCOD除去効果が低下する[9-12,15,21]例えば、初期品質濃度が57 mg/Lと515 mg/Lの活性染料溶液に対してそれぞれ電子ビーム放射を行い、吸収線量が0.5 kGyの場合、COD除去率はそれぞれ10%と0%になるが、吸収線量が108 kGyに上がるとCOD除去率はそれぞれ13%と37%に達する。

照射脫色に比べて，COD除去率は同じ吸収線量で脫色率よりもずっと低い。

これは色素溶液が電子ビームで照射された後，色素分子の化學結合のいくつかが活性ラジカルの役割で破壊または再配列され，その発色基が破壊され，従って染色液の色も除去されるからである。

しかし、染料分子化學結合の破壊は低分子有機物に分解されるだけで、無機物[10,22]CODに分解されないので、システム中のすべての有機物含有量が反映されるので、同じ試験條件ではCOD除去率は脫色率よりも小さいです。

現在、捺染汚水処理は吸著、凝集、濾過及び沈降プロセスを常に採用しており、主に生物活性汚泥池処理法、物理化學処理法及び膜処理法などを含む。

一級処理は凝集を主とし、二級処理は主にバイオテクノロジーを採用し、表曝、空曝、接觸酸化、生物回転盤などがある。

しかし、これらの方法はプリント廃水を処理する過程で二次汚染が存在します。

近年新しく出現した高級酸化所

紫外線放射法、Fenton酸化法、光觸媒酸化法、オゾン酸化法及び放射線分解法などのように、その高効率分解、無二次汚染などの特徴で次第に研究者の注目を集めています。

多くの高エネルギー酸化方法の中で、放射線技術は効率が高く、プロセスが簡単で、処理効果がよく、環境に影響が少ないなどの特徴を備えています。

放射線技術を使って廃水を処理すると、早くても20世紀の60年代までさかのぼります。

1956年、Lowe Jr.はまずコバルト源を利用して廃水を照射し、効果があった。

以來、放射線処理による廃水の研究が進んでいる。

今の段階の高エネルギー電子加速器技術の急激な発展に従って、及び放射技術は飲料水の浄化と廃水処理などの面での工業化の応用、放射技術は汚水処理の面での巨大な応用の見通しが次第に現れています。

統計によると、國內の捺染工場の年間使用量は紡績工業用水の80%を占め、排水の排出量は6.5億トンに達しています。

プリント廃水はその水量が大きい、有機汚染物質の成分が複雑で、色度が深い、水質の変化が大きいなどの特徴で、國內外で公認されている難処理工業廃水の一つとなります。