1 引言
染料是指在一定的介质中能够使纤维或其它物质牢固着色的一种化合物[1]。它可以分为天然染料和合成染料两大类，由于天然染料存在给色量低、染色时间长、不容易制备等缺点，目前市场上主要是合成染料。以前，缺乏染料毒理数据，染料的危害无法评估，因此在生产、贮藏、运输、使用过程中，都作为非危险货物处理[2]。自2003年之后，国际上开始重视其危害性，尤其是在发现偶氮染料的致癌性后[3]，人们对染料在环境与健康上的影响进行了深入研究。
2 染料废水处理
染料生产的基本原料为苯系、萘系、蒽醌、苯胺及联苯胺类化合物，且在生产工艺过程中多与金属、盐类等物质螯合[4]，造成了染料废水具有成分复杂，难降解等特性。它是染料制造和纺织产生的主要有机污染物，已经成为污水处理的主要问题[5]。染料废水进入环境后，会消耗水体中的溶解氧，造成水中氧气含量降低；且废水中残存的染料组分，即使浓度很低，也会造成水体透光率降低，影响水生生物和微生物的生长。而对人类而言，则会引发各种疾病，严重危害健康。目前国内外对于染料废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法以及一些组合工艺等[6]。
2.1 物理法
物理法主要包括吸附、萃取、混凝沉淀、结晶、膜分离、离子交换、超声波等[1]。其中应用最广的是吸附法，它利用吸附剂的表面活性，将污染物富集在其表面从而去除，主要用于废水的预处理或深度处理。已经研究了许多吸附剂材料，包括介孔二氧化硅、活性炭、海泡石等用于消除水溶性有机染料，如亚甲基蓝（MB），甲基紫（MV）和罗丹明等[5]。物理法简单、环保，但是由于成本消耗高，吸附剂制造工艺不够完善等限制了其在工业上的应用。不过，相信随着科技的发展，物理法会在今后得到更多的应用。
2.2 化学法
化学法是通过使用化学药剂或手段，对废水进行处理的一种方法。废水处理中常用的化学方法有中和、混凝、电解、氧化还原等[7]。化学混凝法是在染料废水中加入混凝剂，使污染物形成胶粒，通过混凝沉淀或气浮，从而去除废水中的污染物[8]。氧化还原法通过向染料废水中添加氧化剂，使染料分子降解，形成分子量较小的有机物或无机物，它是染料废水处理的主要方法之一。电化学法是通过电极反应使染料废水得到净化的方法，在电化学反应过程中，可溶性阳极铁或铝不断地失去电子生成或，在溶液形成具有较高吸附絮凝活性的或，通过吸附和絮凝作用除去染料废水中的有机物和杂质。
2.3 生物法
生物法是通过往废水中加入优势菌种，利用微生物吸附、氧化、分解废水中的有机物从而净化废水的方法。选育出各种优良脱色菌群是生化法的一个重要发展方向[9]。虽然染料废水含有有毒有害物质较多，可生化性差，但某些情况下仍可以通过选育优势菌种对其进行生物降解。传统上把生物法分为好氧与厌氧，不过在工程上一般需要二者的结合才能达到理想的效果。
现阶段国内外对染料废水的处理不只是单纯的使用一种方法，往往是把三种处理策略相互结合，如物理化学法、生物化学法等等，并取得了良好成效。
3 光催化氧化法
光催化氧化法是高级氧化法的一种[10]，在废水治理领域的应用始于20世纪80年代后期。其原理是利用可见光或紫外线使半导体激发产生电子-空穴。
光催化氧化法建立在能带理论的基础上[11]。半导体粒子含有能带结构，能带分为导带和价带，它们之间的能量范围称为禁带。当入射光的能量大于或等于禁带宽度时，其价带上的电子就会被激发到导带上，在导带上产生带负电的高活性光生电子，在价带上相应产生带正电的空穴。光生电子具有很强的还原能力，而光生空穴具有很强的氧化能力，它能够与水分子和溶解氧反应，使水分子失去电子产生氧化能力很强的·OH基团，溶解氧产生。这些高活性的基团可以参与并加速氧化还原反应，从而氧化废水中的有机物，最终使之转化为水或其它小分子化合物，消除对环境的污染。半导体能带理论的电子空穴作用原理见图1。
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