BH1型混凝脱色剂处理针织印染废水的实验研究

第35卷第8期2010年8月环境科学与管理.35.8.2010收稿日期:2010-01-26作者简介:司鹏敏(1985-),女,汉族,山东莱芜人,硕士研究生,研究方向为水污染控制技术。文章编号:1674-6139(2010)08-0050-031型混凝脱色剂处理针织印染废水的实验研究司鹏敏,谢经良,李燕京(青岛理工大学环境与市政工程学院,山东青岛266033)摘　要:采用新研制的1型混凝脱色剂对针织印染废水的脱色和去除效果进行了实验研究。结果表明,1型混凝脱色剂的最佳为8,最佳投药量为1.2/,此时、色度去除率分别为64%、89%,与硫酸铝、硫酸亚铁等常规混凝剂相比,、色度的去除率均有明显提高,其中处理后出水的色度达40倍以下,色度可满足《污水综合排放标准》(8978-1996)表4中的一级标准。关键词:针织印染废水;混凝脱色剂;色度;中图分类号:703.1文献标识码:1,,(,,266033,):1-.,18,1.2/,,64%、89%,-,,,40,1“”(8978-1996)4.:;;;前言纺织印染行业是中国的工业污染大户,废水具有有机物含量高、色度高、碱性大、并有抗氧化、抗生物降解等特点,成为中国水域的重点污染源。近年来有关印染废水处理的研究很多,其中主要是脱除废水中的色度污染和降低的研究。印染废水脱色目前常用的方法有吸附法、絮凝法、氧化法、电解法以及生化法等。絮凝沉淀法因其工艺简单、效率高、占地少、成本低、管理方便等优点而得到广泛应用,是最有效、最经济的脱色技术之一[1-2]。目前印染废水常用的混凝剂主要是铝盐和铁盐类,但这些混凝剂对活性染料和水溶性染料的脱色效果较差[3];有机絮凝剂脱色效果好,但价格较高,这些问题促使研究和开发向各种复合型絮凝剂的发展。实际印染废水中由于各种复杂结构的染料、印染助剂等物质存在使废水成分复杂,难以处理,针对这些问题,研制出1型混凝脱色剂,本文研究了该脱色剂对以活性染料为主的针织印染废水的处理效果和使用参数,以及为该型混凝脱色剂的实际推广和应用提供参考。1　机理分析在传统的理论指导下,混凝剂的开发向着带有高电荷、高分子量的聚合物发展,故目前对聚铝、聚铁的应用及研究越来越多。由于3+、3+在水溶液中能形成结构复杂的多羟基络合物,带有较高正电荷、较强的电中和及吸附能力和良好的沉降性能,故倍加推崇。在混凝脱色处理应用中,13+、3+是靠水解产物的电中和及吸附作用将染料物质除去,由于这种作用力比较弱,对以胶体状态存在或分子量较大的染料去除是有效的,但对于以真溶液形式存在、分子量较小的亲水性活性染料去除就无能为·50·第35卷第8期2010年8月司鹏敏等·1型混凝脱色剂处理针织印染废水的实验研究.35.8.2010力了[4]。相对而言,2+离子能与单个的染料分子发生化学反应,以金属离子为桥基,把染料分子连接起来,使原来分子量、分子体积都比较小的染料分子,组成体积庞大的络合物分子,降低了其水溶性,使其很容易吸附在金属离子水解形成的矾花上,沉降除去,从而使2+具有了优良的除色作用[5]。在适当的条件下,亚铁基本上可以将各种染料除尽,达到色度的完全去除,而且价格便宜,这是三价的铝盐、铁盐所不能比拟的。虽然亚铁离子具有独特的脱色性能,但亚铁在混凝沉淀应用中也有严重的缺陷,其缺点是沉降性能不如聚铝、聚铁,而且在碱性条件下,上清液中残余的二价铁容易被氧化成三价铁,如果上清液中残余的二价铁过多,将会使处理后的上清液泛黄,严重影响处理效果。1型混凝脱色剂就是以上述机理为指导研制而成的,使其同时具有脱色、混凝的双重效果。2　实验部分2.1　实验材料实验仪器:-3型精密计,-621型定时变速搅拌机,恒温加热装置。实验用水:取用青岛地区某印染厂的印染废水,主要组分为活性染料、分散染料等混合物,为489/,色度为370倍,为9.34。实验药剂:1型混凝脱色剂(自制溶液),-4(200/溶液),2(4)3(200/溶液),氢氧化钠(1%溶液),盐酸(1+1)。2.2　实验方法取七个1000烧杯,每个烧杯中加入印染废水600,依次加入一定量的混凝剂,用氢氧化钠和盐酸调节水样到预定值,在快速搅拌条件(60/)下搅拌5,之后慢速搅拌条件(30/)下搅拌10,观察絮体沉淀的形成过程及水样颜色的变化,静置沉降30后,记录沉淀量,取上清液测定其值和色度。其中,用玻璃电极法测定,用重铬酸钾法测定,色度用稀释倍数法测定。3　结果与讨论因不同的混凝剂物理化学性质不同,为节省水样和药剂,先进行定性实验,确定各混凝剂的、投药量适宜范围,以此为前提确定各药剂最佳和最佳投药量。3.1　1型混凝脱色剂的混凝实验结果(1)最佳的确定印染废水试样取600,1型混凝脱色剂投药量为0.8/,在为5到11之间进行最佳确定实验,结果见图1,对1型混凝脱色剂的混凝效果有较大影响,其中对色度去除率影响尤为明显,当在5到7范围内时,、色度去除率均呈现明显递增趋势,去除率由39%增加至48%,色度的去除率由19%增加至69%,可见酸性条件下色度受影响较大,当≥8时,、色度去除率继续上升,但上升趋势变缓。考虑到溶液中的投碱成本,取=8作为1型混凝脱色剂的最佳,此时、色度的去除已达到较好效果,去除率分别为53%和75%,其出水值为229.94/,色度值为93倍。图1　对1型混凝脱色剂混凝效果的影响　　(2)最佳投药量的确定印染废水试样取600,在投加量为0.4/～2.8/范围内进行最佳投药量的确定实验,调节为8,结果见图2,随着投药量的增加,、色度去除率曲线总体呈现递增趋势,当投药量小于1.2/时,曲线变化幅度较大,其中色度去除率·51·第35卷第8期2010年8月司鹏敏等·1型混凝脱色剂处理针织印染废水的实验研究.35.8.2010变化尤为明显,当投药量在1.2/到2.8/范围内时,、色度去除率只有1%的波动幅度,由于混凝剂的混凝沉淀作用首先要有吸附架桥机会,当投加量不足时,混凝剂作用点太少,难以发生最多的吸附架桥,导致染料分子不能凝聚成大颗粒而被沉淀;当混凝剂投加过量时,虽然增加了金属络离子的数量,但架桥作用所必需的粒子表面吸附活性点减少,架桥变得困难,故随着投药量的增加曲线最终基本趋于水平状态,应取曲线转折点投药量作为最佳投药量即1.2/,此时、色度去除率分别为64%、89%,其出水值为175.78/,色度值为40倍。图2　投药量对1型混凝脱色剂混凝效果的影响　　综上所述,1型混凝脱色剂的最佳为8,最佳投药量为1.2/,最高、色度去除率分别为64%、89%,出水值为175.78/,色度值为40倍,其中色度可满足《污水综合排放标准》(8978-1996)表4中的一级标准。3.2　1型混凝脱色剂与常规混凝剂的比较在各自最佳操作条件下,重复混凝实验步骤,观察并比较实验现象。图3　最佳条件下各混凝剂的混凝效果比较　　(1)实验结果显示,硫酸铝絮凝体蓬松,絮凝沉降速度慢,沉淀颜色偏白,溶液色度变化较小;硫酸亚铁沉淀颜色呈墨绿色,絮凝体大小不均,大的沉降速度较快,而很多细小的微粒沉降较慢,最终悬浮在上清液中,但色度去除效果较好;1型混凝脱色剂絮凝过程中,絮凝体的形成速度快且絮团较大,沉降速度快,沉淀密实且颜色深,上清液几乎接近澄清,絮凝效果明显优于前面两种常规混凝剂,克服了铝盐和铁盐絮凝过程中存在的缺点。(2)、色度去除率结果比较见图3,可见,硫酸铝、色度去除率分别为22%、52%,硫酸亚铁、色度最高去除率分别为19%、58%,而1型混凝脱色剂、色度最高去除率分别可达64%、89%,明显优于前两种混凝剂。4　结论(1)硫酸铝最佳为6,最佳投药量为800/,此时、色度去除率(下转第77页)·52·第35卷第8期2010年8月余奇等·室内空气动态净化方法的发展.35.8.2010等离子三种技术的优势,将三种技术有机地组合为一体,具有低成本、高净化率、高普适性和无二次污染等明显特点。参考文献:[1]王元元,张立志.室内空气净化技术的研究与进展[].暖通空调,2006,36(12):24-27.[2]丁照兵,李娟,李波.室内空气净化技术研究综述[].微量元素与健康研究,2008,25(2):63-65.[3]俞珊,瞿爱莎,付新梅,等.室内空气净化材料研究进展[].科技导报,2008,26(5):89-92.[4]陈益武,相里梅琴.室内颗粒状污染物与空气过滤器的确定[].洁净与空调技术,2006(1):26-29.　　[5]郭鹏,葛晓陵,张元.吸附法在室内空气净化中的应用[].环境科学与技术,2003,26(2):60-61.[6]刘德立,王志刚.静电技术在空气净化中的应用[].家用电器,2002(3):15.[7]蒋晓琦,王奎龙.负离子对净化空气及人体健康的作用[].今日科技,2004(2):49-50.[8]张兴华,耿世彬.臭氧与室内空气品质[].制冷与空调,2002,2(6):6-8.[9]张旭,臧建彬.地铁车辆回风用紫外线消毒[].城市轨道交通研究,2003,6(5):88.[10]王硕,高柏,陈泽堂.改性二氧化钛光催化剂的研究进展[].浙江化工,2007,38(7):16-20.[11]宁晓宇,陈红,耿静,等.低温等离子体—催化协同空气净化技术研究进展[].科技导报,2009,27(6):97-101.(上接第52页)分别为22%、52%;硫酸亚铁的最佳为10,最佳投药量为600/,此时、色度去除率分别为19%、58%,1型混凝脱色剂的最佳为8,最佳投药量为1.2/,此时、色度去除率分别为64%、89%,出水值为175.78/,色度值为40倍,其中色度可满足《污水综合排放标准》(8978-1996)表4中的一级标准。(2)1型混凝脱色剂兼有硫酸铝和硫酸亚铁的特点,既能克服硫酸亚铁的出水不清、溶液颜色影响色度去除的缺点,又能克服硫酸铝处理的矾花生成慢、矾花轻、沉降慢的缺点。各混凝剂在其最佳实验条件下,去除效果:硫酸亚铁硫酸铝1型混凝脱色剂;色度去除效果:硫酸铝硫酸亚铁1型混凝脱色剂。　　由各项对比得出,1型混凝脱色剂总体处理效果较好,目前已申请国家专利,应用于工业废水处理中,处理效果较好。参考文献:[1]陈碧,王雪燕.印染废水絮凝脱色研究新进展[].陕西纺织,2006(72):60-62:42.[2]毕韶丹,沈春旭.复合絮凝剂对染料废水的脱色作用[].工业水处理,2009,7(29):57-59;85.[3]戴萍,高宝玉,许鹏举,等.-02有机絮凝剂与复配用于印染废水的脱色研究[].工业水处理,2004,12:40-42.[4]薛锐,赵美玲.印染废水脱色的研究进展[].环境科学与管理,2005,30(3):30-33.[5]王超,张伶,谢雄飞.印染废水脱色絮凝剂浅析[].广东化工,2001,29(2):42-44.(上接第55页)图8　值对罗丹明脱色率的影响折线图　　由图8可见,值为4.37～6.01的脱色效果较好,在=6.01,=90时,脱色率达到98.7%;在强酸性条件下,铁阳极易于溶解,抑制析氧反应;在碱性条件下,铁阳极易于钝化,抑制铁离子的作用。4　结论三维电极法对罗丹明模拟废水的脱色处理,效果显著。研究结果表明在不曝气、填充物活性炭和铸铁屑质量比2：1、=6、外加槽电压16、电极间距6,降解时间为90时,脱色率能达到98.7%。参考文献:[1]张斌,刘井军,车玉泉.三维电极法处理印染废水的实验研究[].吉林化工学院学报,2005,22(4):19-21.[2]莫德清.电絮凝法处理模拟罗丹明废水的研究[].化工技术与开发,2006,35(4):40-43.[3]刘晓波,何国建.活性炭三位电极法对印染废水的处理研究[].环境污染治理技术与设备,2004,5(3):59-62.[4]熊蓉春,贾成功,魏刚.二维和三维电极法催化降解染料废水[].北京化工大学学报,2002,29(5):34-37.·77·