放射線技術(shù)は廃水処理を印刷しています。

1プリント廃水処理の現(xiàn)狀

（1）色度が深く、色落ちが難しい

捺染加工生産中、

（2）COD（化學(xué)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(bǔ)助剤を大量に使用しているからである。

これらの補(bǔ)助剤は約95%以上が廃水に殘り、排水CODは2000 mg/Lに達(dá)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]。

2.1常用放射源

現(xiàn)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(jì)測(cè)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放射線発生

のR線はエネルギーが高く、貫通力が強(qiáng)く、半減期が長(zhǎng)いという特徴がありますが、

2.2放射線分解機(jī)構(gòu)

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(chǎng)合、高エネルギー線は汚染物質(zhì)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(jī)汚染物質(zhì)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(nèi)はG値、すなわち放射化學(xué)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(shù)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(jī)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(qiáng)い電子親和力を持ち、酸化還元電位が高く、2.8 Vに達(dá)し、芳しいリングや多重結(jié)合を含む有機(jī)化合物と反応し、飽和した有機(jī)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?jiǎng)垽趣筏皮猡いい扦埂?/p>

3國(guó)內(nèi)外の放射線処理、プリント廃水の現(xiàn)狀

放射線技術(shù)を採(cǎi)用して廃水を処理して、一方では有害な試薬を生むことはできなくて、環(huán)境に対する二次汚染を免れます。

そのため、海外では20世紀(jì)、80年代から研究が始まり、90年代には放射線技術(shù)を使って廃水処理を行う工場(chǎng)がありました。

以下は國(guó)內(nèi)外放射線技術(shù)の廃水処理に関する応用研究について紹介します。

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(píng)価する重要な指標(biāo)の一つである。

現(xiàn)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(zhì)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(zhì)的に高度な酸化処理技術(shù)に屬し、放射過(guò)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。

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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(dá)することができる（1戈瑞は1 kgの照射物質(zhì)が1 Jエネルギーを吸収することを示す）。

高品質(zhì)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(dá)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(dá)した場(chǎng)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(chǎng)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(gòu)造の活性藍(lán)XBR消色率は33%しかなく、アゾ構(gòu)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(yōu)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(shí)、照射時(shí)間が長(zhǎng)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(wú)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(jié)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(zhì)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(chǎng)合、染色液が'放射線を通過(guò)した後、硝酸を利用してpH値を調(diào)整し、染料の吸収ピーク、pH値および有機(jī)炭素全體が著しく減少した。

著者らは，放射過(guò)程で分散色素コロイドが酸化され，いくつかの分子品質(zhì)の大きな有機(jī)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(diào)整すると，これらの有機(jī)酸イオンは不溶性有機(jī)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(lǐng)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(diào)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(dòng)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(shí)に小分子の酸性物質(zhì)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(biāo)であり、COD値が大きいほど、有機(jī)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(jī)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(jī)物の重要な汚染指標(biāo)であることを間接的に表しています。

國(guó)家紡績(jī)?nèi)旧I(yè)水汚染物質(zhì)排出基準(zhǔn)に基づき、CODの日平均排出品質(zhì)濃度は100 mg/L[20]を超えてはならない。

放射処理廃水の過(guò)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(dú)に採(cǎi)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(zhì)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(chǎng)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(dá)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(xué)結(jié)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(xué)結(jié)合の破壊は低分子有機(jī)物に分解されるだけで、無(wú)機(jī)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(jī)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(xiàn)在、捺染汚水処理は吸著、凝集、濾過(guò)及び沈降プロセスを常に採(cǎi)用しており、主に生物活性汚泥池処理法、物理化學(xué)処理法及び膜処理法などを含む。

一級(jí)処理は凝集を主とし、二級(jí)処理は主にバイオテクノロジーを採(cǎi)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(guò)程で二次汚染が存在します。

近年新しく出現(xiàn)した高級(jí)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(wú)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(shù)は効率が高く、プロセスが簡(jiǎn)単で、処理効果がよく、環(huán)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(shù)を使って廃水を処理すると、早くても20世紀(jì)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(lái)、放射線処理による廃水の研究が進(jìn)んでいる。

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

統(tǒng)計(jì)によると、國(guó)內(nèi)の捺染工場(chǎng)の年間使用量は紡績(jī)工業(yè)用水の80%を占め、排水の排出量は6.5億トンに達(dá)しています。

プリント廃水はその水量が大きい、有機(jī)汚染物質(zhì)の成分が複雑で、色度が深い、水質(zhì)の変化が大きいなどの特徴で、國(guó)內(nèi)外で公認(rèn)されている難処理工業(yè)廃水の一つとなります。