印染废水的脱色研究

维普资讯 http://www.cqvip.com Ｖｏ１．１９　Ｎｏ．３　安徽工业大学学报　第１９卷第３期　２００２年　７月　文章编号：１６７ｌ一７８７２（２００２）０３—０２３７—０４　印染废水的脱色研究　胡小兵，钟梅英，李伏燕　（安徽＿Ｉ２业大学４ｇ￣－ｒ－与环境学院，安徽马鞍山２４３００２）　摘要：研究了用３种无机混凝剂对印染废水脱色，结果表明：硫酸铁与硫酸铝复配脱色效果优于硫酸亚铁与硫酸铝复配；２种复　配对生化池中废水的脱色效果均比原水的脱色效率高，而且硫酸铁与硫酸铝复配脱色率超过９０％，处理水完全可达标排放；复　配比　ｐＨ　搅拌速度时间比对硫酸铁与硫酸铝复配脱色效果影响不是很大，但对硫酸亚铁与硫酸铝复配脱色效果影响大。　关键词：印染废水；脱色；混凝　中图分类号：Ｘ７０３．１　文献标识码：Ａ　Ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｙｅｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ＨＵ　Ｘｉａｏ—ｂｉｎｇ，　ＺＨＯＮＧ　Ｍｅｉ—ｙｉｎｇ，ＬＩ　Ｆｕ—ｙａｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ａｎｈｕｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ　ａｎ　ｓｈａｎ　２４３００２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｙｅｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｗｉｔｈ　ｔｈｒｅｅ　ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏａｇｌａｔａｎｔｓ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ：ｔｈｅ　ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｆｅｚ（ＳＯ４）３　ａｎｄ　Ａ１２（ＳＯ４）３　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｆｅｒｒｏｕｓ　ｓｕｌｐｈａｔｅ—ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ；　ｔｈｅ　ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｆｏｒ　ｗａｔｅｒ　ｆｒｏｍ　ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔａｎｋ　ｗｉｔｈ　ｔｗｏ　ｃｏａｇｌａｔａｎｔ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｆｏｒ　ｒａｗ　ｗａｔｅｒ，　ａｎｄ　ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｏｆ　ｉｒｏｎ—ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｉｓ　ｏｖｅｒ　９０％．ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｍｅｅｔｓ　ｔｈｅ　ｄｉｓ．　ｃｈａｒｇｅｄ　ｓｔａｎｄａｒｄ；Ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ｐＨ，ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｈｉｓｋｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ａｆｆｅｃｔ　ｌｉｇｈｔｌｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｕｌｐｈａｔｅ　ｏｆ　ｉｒｏｎ—ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ，ｂｕｔ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｅｏｌｏｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｆｅｒｒｏｕｓ　ｓｕｌｐｈａｔｅ—ａｌｕ－　ｍｉｎｉｕｍ　ｓｕｌｐｈａｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｒｉｎｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｙｅｉｎｇ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｄｅｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ；ｃｏａｇｌａｔｉｏｎ　马鞍山市海狮巾被厂在漂白、染色和印花等生产工序中都产生大量废水，其色度很大，主要是各种染料　造成的。厂中污水处理站采用生化方法处理废水并脱色，脱色效果不佳。对印染废水的混凝脱色法常用聚铝　或聚铁作为混凝剂，价格昂贵。张林生等利用活性纤维进行印染废水的脱色研究ＩＩ】，取得初步成功。嵇鸣，赵　宜江等用Ｍｇ（ＯＨ）：进行脱色　，效果良好，他们还用氢氧分镁吸附一陶瓷膜微滤脱色…，虽然脱色率也较　高，但工艺比较复杂。影响印染废水混凝效果的主要因素是水温、ｐＨ、药剂的投加量和搅拌方式。印染废水的　水温较高，可加速无机混凝剂的水解过程，对混凝有利１４］。故主要考虑ｐＨ、药剂的投加量和搅拌方式对脱色　效果的影响。本文选用了价格比较便宜的硫酸铝、硫酸铁和硫酸亚铁３种混凝剂对印染废水进行脱色，探索　提高脱色效果的途径。　１实验方法　１．１实验用水　（１）原水取自于海狮巾被厂污水处理站调节池中，水质呈灰蓝色，有时紫色或红褐色，水色随生产产品　的颜色变化而变化，色度约５００倍（稀释倍数法），ｐＨ值９左右。　（２）生化水为海狮巾被厂污水处理站的二沉池出水，外观呈黄色，色度１５０倍（稀释倍数法），ｐＨ值为　７。生化处理已去除色度７３．３３％，但仍然大大超过排放标准。染料废水中大部分有机物是可以生物降解的，　收稿ｌｉｔ期：２００２一Ｏ１—１　１　作者简介：胡小兵（１９６６一），男，安徽泾县人，安徽工业大学化工与环境学院讲师，硕士，主要从事废水处理研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com ２３８　安徽工业大学学报　２００２　但由于染料废水ＢＯＤ／ＣＯＤ值小，限制了微生物的效能，故脱色率不高　。　１．２实验内容　用硫酸亚铁（ＦｅＳＯ　．７Ｈ　Ｏ）、硫酸铁［Ｆｅ　（Ｓ０　）　和硫酸铝［Ａｌ　（Ｓ０　）　·１８ＨｚＯ］３种混凝剂分别对印染废　水的原水和生化水进行脱色处理，先考察各种药剂单独作用时的效果，然后考察各种药剂复配时的效果。　１．３操作方法　在１　０００　ｍＬ烧杯中加入５００　ｍＬ的废水，用ＮａＯＨ和ＨＣ１溶液调节ｐＨ值，一边快速搅拌一边投加混凝　药剂，再慢速搅拌，然后，静置２．５　ｈ。待溶液分层后，吸取上清液，分光光度计测出吸光度，用下列公式计算出　脱色率：　７’＝（１一Ａ／Ａ０）·１００％　式中：４一处理后溶液吸光度；Ａｏ一处理前溶液吸光度。　１．４仪器　ｐＨＳ一２５型ｐＨ计、上海分析仪器厂７２２型分光光度计、可调多联搅拌器。　２实验结果　２．１原水的脱色　２．１．１单独作用对原水的脱色效果　硫酸亚铁（ＦｅＳＯ　·７Ｈ　Ｏ）在不同的投药量、搅拌时间和ｐＨ值条件下，脱　色效果都不太好。硫酸铁［Ｆｅ２（ＳＯ　）　］在ｐＨ＝８、投药量为８００　ｍｇ／Ｌ时脱色率最高达８８．５％。硫酸铝　［（Ａ１　ＳＯ　）　·１８Ｈ２Ｏ１在ｐＨ＝８、投药量为１　０００　ｍｇ／Ｌ时脱色率最高　达９０．６％　组合　Ａ　Ｃ　组合　Ａ　Ｃ　２．１．２投药量配比对脱色的影响在ｐＨ值为８的条件下，复配的药　１　１００　７００　１　１００　７００　剂总投加量为８００　ｍｇ／Ｌ，２种药剂的投加比如表１。由于硫酸亚铁和　２　２００　６００　２　２００　６００　３　３００　５００　３　３００　５００　硫酸铁的复配效果差，不作讨论。本文只讨论硫酸亚铁、硫酸铁２种　４　４００　４００　４　４００　４００　药剂分别与硫酸铝的复配情况。　５　５００　３００　５　５００　３００　由图１可见，硫酸铁与硫酸铝复配的效果较好，而且稳定，各种　６　６００　２００　６　６００　２００　７　７００　１ＯＯ　７　７００　１ＯＯ　复配比下的脱色率均大于９０％，平均值达９２．９８％。其中，最佳配比　注：Ａ一硫酸亚铁；Ｂ一硫酸铁；Ｃ一硫酸铝，　为１：Ｉ，即２种药剂的投加量都为４００　ｍｇ／Ｌ，此时的脱色率高达　下列图表中相同　９４．８％　而硫酸亚铁与硫酸铝的复配效果不好，平均脱色率只有　６５．５５％。配比为３：５时，脱色率为７８．２３％。　２．１．３　ｐＨ值对脱色的影响　复配的药剂总投加量为８００　ｍｇ／Ｌ，硫酸　９０　铁与硫酸铝复配比为１：１、硫酸亚铁与硫酸铝复配为３：５，ｐＨ值对脱　色效果的影响如图２。硫酸铁与硫酸铝复配比的ｐＨ值范围较宽，　＼　ｐＨ＝６～９时的脱色率均大于９０％，平均值９３．８０％，最佳ｐＨ值为　鐾７０　蝥　７．５；而硫酸亚铁与硫酸铝复配的ｐＨ值范围很窄，相对较大的脱色率　５０　时ｐＨ值为７。且脱色率随ｐＨ值增大而急剧下降。　１　２　３　４　５　６　７　２．１．４搅拌速度组合的影响　在最佳投量比和最佳ｐＨ值的条件下：　复配组合　药剂总投加量为８００　ｍｇ／Ｌ；硫酸铁与硫酸铝复配比为１：１、最佳ＤＨ　图１　投药量复配比对脱色的影响　值为７．５；硫酸亚铁与硫酸铝复配为３：５，ｐＨ值为７，不同搅拌速度时　１００　间比（见表２）对脱色率是有影响的。　表２不同搅拌速度时间比　０　褂　墨６０　４０　６　７　８　９　ＤＨ值　注：快搅（４００　ｒ／ｍｉｎ），慢搅（８０　ｒ／ｍｉｎ）　图２　ｐＨ值对脱色的影响　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　胡小兵等：印染废水的脱色研究　２３９　图３表明，２种复配的最佳速度时间配比均为：快速搅拌　（４００　ｒ／ｒａｉｎ）１　ｒａｉｎ、再慢速搅拌（８０　ｒ／ｒａｉｎ）１９　ｒａｉｎ。对于硫酸　铁与硫酸铝复配，脱色率最高达到９５．０％。而硫酸亚铁与硫　酸铝复配的脱色率仍比较低。　２．２曝气生化池出水的脱色　２．２．１单独作用对生化水的脱色效果　硫酸亚铁（ＦｅＳＯ　·　７Ｈ：Ｏ）在投药量为８００　ｍｇ／Ｌ，ｐＨ＝９时，对生化水的脱色效率　１　２　３　４　５　为９０％。硫酸铁［Ｆｅｚ（ＳＯ　）　］和硫酸铝［Ａｌ：（ＳＯ　）　·１８Ｈ　Ｏ］在　搅拌速度组合　ｐＦＩ＝８、投药量为７００　ｍｇ／Ｌ时脱色率最多达到９０％以上，出　图３　搅拌速度组合对脱色的影响　水都能达标（一级色度标准２０倍，污水综合排放标准ＧＢ　表３原水脱色时复配药剂的投加量（ｍｇ／Ｌ）　８９７８—１９９６）排放。　组合Ａ　Ｃ　组合Ｂ　Ｃ　１　５０　４００　１　５０　４００　２．２．２投药量配比对脱色的影响　进行各种药剂复配脱色　２　１００　３５０　２　１００　３５０　时，在保证脱色率的前提下（脱色率８８％，出水色度小于２０　３　１５０　３００　３　１５０　３００　倍），将总投加量逐步减少到了４５０　ｍｇ／Ｌ。具体复配药剂投加　４　２００　２５０　４　２００　２５０　５　２５０　２００　５　２５０　２００　组合见表３。　６　３００　１５０　６　３００　１５０　由图４可见，对生化水的脱色效果仍是于硫酸铁与硫酸　７　３５０　１００　７　３５０　１００　铝复配好些，平均脱色率高达９７．９３％，硫酸亚铁与硫酸铝复　配脱色率，也达到７６．４３％，明显都比原水的脱色率高，说明　曝气的生化处理将染料物质进行了初步的分解后，更易被吸　∞　∞　∞　加　附混凝除去。硫酸铁与硫酸铝复配在投加比为３．５：１（硫酸铁　１０ｇ　｝　３５０　ｍｇ／Ｌ、硫酸铝１００　ｍｇ／Ｌ）时，脱色率达９８．８％。硫酸亚铁　８０｝｝　与硫酸铝复配在投加比为１：８（硫酸亚铁５０　ｍｇ／Ｌ、硫酸铝　６０　ｌ　４００　ｍｇ／Ｌ）时，脱色率也达９５．５％。这主要是硫酸铝的混凝效　翟　Ｉ４０　Ｉ　果，而且随着硫酸铝的量在总投加量的比例减小，脱色效率迅　．　１　２　３　４　５　６　７　速下降：　复配组合　２．２．３　ｐＨ值对脱色的影响　在总投加量为４５０　ｍｇ／Ｌ，硫酸　图４投药量复配比对生化水脱色影响　铁与硫酸铝复配在投加比为３．５：１、硫酸亚铁与硫酸铝复配在投加比为１：８的条件下，ｐＨ值对脱色效果也　有影响。如图５，２种复配的脱色率均随ｐＨ值的增加而增大，尤其是硫酸亚铁与硫酸铝复配更为明显。对于　硫酸铁与硫酸铝复配除了３．５：１和１：８　２种复配以外，其他复配比的脱色率均超过了９５％，出水色度已经达　标ｃ考虑到生化池中水的ｐＨ为７，脱色率达９５．７％，为减少调节ｐＨ值所用药剂的费用，就选用ｐＨ：７为最　佳ｐＨ值ｃ对于硫酸亚铁与硫酸铝复配只有在ｐＨ＝９时，脱色率才超过了８８％，所以最佳ＤＨ值为９。　２．２．４搅拌速度组合的影响　在最佳投量比和最佳ｐＨ值的条件下：药剂总投加量为４５０　ｍｇ／Ｌ；硫酸铁与硫　酸铝复配比为３．５：１，最佳ｐＨ值为７；硫酸亚铁与硫酸铝复配为１：８，ｐＨ值为９，考察不同搅拌速度的时间比　（和原水处理一样，见表２）对脱色的影响，结果如图６　１００　—　８０　＼　一：＝　９０　褂　０　—●　—Ａ十（、　翟６０　一ｔ—Ｂ十（、　蛆］　翟　５０　４０　１　２　３　４　５　６　７　８　９　搅拌速度组合　ｐＨ值　图５　ｐＨ值对生化水脱色的影响　图６搅拌速度组合对生化水脱色影响　维普资讯 http://www.cqvip.com ２４０　安徽工业大学学报　２００２焦　图６表明，搅拌快慢速时间比对硫酸铁与硫酸铝复配比没有太大的影响，在各种搅拌快慢速时间比下　脱色率均超过了９７％。硫酸亚铁与硫酸铝复配随快搅时间的增大，脱色率越高。在组合５（快搅（４００　ｒ／　ｍｉｎ）２　ｍｉｎ、慢搅（８０　ｒ／ｍｉｎ）１８　ｍｉｎ时，脱色率也达到９０％，出水色度达标。因为快搅时间越长，硫酸亚铁与　水混合越充分、越均匀，混凝反应越完全。　３分析讨论　３．１脱色机理分析　印染废水成分复杂　１，主要以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团（如一Ｎ＝Ｎ一、一Ｎ＝０一）及　极性基团（如：一Ｓ０，，一ＯＨ，一ＮＨ）等，这些染料分子要么溶于水中，要么以疏水性悬浮微粒形式存在于废　水中，要么以胶体形式存在。当水中加入铁系、铝系絮凝剂后，絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟　阳离子（多核羟基配合物），压缩水中胶体的双电层，进行电中和脱稳、吸附架桥、形成沉淀，并辅于沉淀物网　捕、卷扫作用去除生成的粗大的絮体。　３．２硫酸亚铁及其复配脱色效果　硫酸亚铁及其复配脱色效果不好，是因为Ｆｅ　压缩染料胶体双电层的作用远低于高价电解质，根据叔　采一哈蒂法则　‘，二价正离子比一价正离子效应高５０～６０倍，三价比一价高７００—１　０００倍，所以Ｆｅ　混凝　效果不如高铁。且Ｆｅ　容易与水中有色物质作用生成颜色更深的溶解物，反而会增加水中色度。　３．３硫酸铁与硫酸铝复配脱色效果　硫酸铁水解的Ｆｅ¨吸附架桥时，可吸附较大的染料颗粒，Ａｌ　所形成的多核羟基配合物或聚合物易吸　附较小的染料颗粒，所以当它们复配使用时，各种大小染料颗粒都能被吸附脱稳而去除，因而脱色效果好。　３．４对生化水的脱色效果优于原水　原水中的染料结构复杂，ＢＯＤ／ＣＯＤ值小，可生化性差，微生物难以将染料杂环大分子彻底降解，故脱　色率不高。但经过生化处理后，可将大分子胶体颗粒初步分解为数量众多的小分子颗粒，增大废水中染料　颗粒密度，导致异向絮凝增强，吸附架桥作用增强，从而使脱色效果变好。　４结　论　（１）硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸铝３种混凝剂单独作用时，对印染废水原水脱色效果不好，不能达标排放；　对生化水池中废水，硫酸铁和硫酸铝都有较高的脱色率，处理后可达标；　（２）硫酸铁与硫酸铝复配脱色效果优于硫酸亚铁与硫酸铝复配；　（３）２种复配对生化池中废水的脱色效果均比原水的脱色效率高，而且硫酸铁与硫酸铝复配脱色率　超过９０％，处理水完全可达标排放。　（４）复配比、ｐＨ、搅拌速度时间比对硫酸铁与硫酸铝复配脱色效果影响不是很大，但对硫酸亚铁与硫酸　铝复配脱色效果影响大，只有在投加量复配为１：８，ｐＨ值为９，快搅２　ｍｉｎ、慢搅１８　ｍｉｎ时，脱色率才达到　９０％，处理水达标　参考文献：　ｆｌ１张林生，蒋岚岚，肖璐宁．活性炭纤维处理染料废水脱色性能的研究【Ｊ】．东南大学学报，２００１，３１（１）：ｌｏ０一ｌｏ３．　【２】嵇鸣，赵宜江，张艳，等．氢氧化镁对印染废水脱色处理【Ｊ】．水处理技术，２０００，２６（４）：２４５—２４８．　【３】赵宜江，嵇鸣，张艳，等．氢氧化镁吸附一陶瓷膜微滤对印染废水的脱色研究【Ｊ】．膜科学与技术，２０００，２０（１）：４ｌ一４５　【４１苏玉萍，林颖，奚旦立．以活性染料为主要成分的印染废水的混凝脱色试验【Ｊ】．化工环保，２０００，２０（７）：７—９．　［５１张林生，蒋岚岚．染料废水的脱色方法【Ｊ】．化工环保，２０００，２０（１）：ｌ４一ｌ８．　－　［６】郑冀鲁，范娟，阮复昌．印染废水脱色技术与理论述评【Ｊ】．环境污染治理技术与设备，２０００，ｌ（５）：２９—３４．　【７１严煦世，范瑾初．给水工程【Ｍ】．第四版．北京：中国建筑工业出版社．１９９９．２５８—２５９．