发表时间：2016-10-05
印染行业是工业废水排放大户,排放的中含有残留的染料、助剂、桨料、酸碱、无机盐等.近年来,随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,一些难于生物降解的有机物大量进入废水中,使得印染废水成为难处理的工业废水之一.以生化法为主的废水处理手段,显然不能满足实际的要求.本文研究了应用物理化学方法——采用絮凝、氧化、吸附三级处理方法对高浓度的印染废水进行处理,获得了良好的效果.
1 原理
高浓度印染废水处理：1 絮凝絮凝是一种使溶液中颗粒脱稳形成聚集体而沉析出来的过程.胶体颗粒之所以能够稳定存在,是由于胶粒总是带电的,这些表面电荷相互排斥,阻止了胶粒的聚集.加入金属离子絮凝剂,即投加可专属吸附的反离子时,该反离子可吸附于颗粒表面,降低甚至中和胶粒表面的电荷,从而使颗粒脱稳.本文用Al2(SO4)3作专属吸附絮凝剂,Al3+在水中水解:Al3+ Al(OH)2+Al(OH)+2 Al(OH)3 Al(OH)-4,其水解产物不但能中和胶粒表面的电荷,而且可以通过羟基架桥作用,生成无机高分子化合物,强烈吸附废水中的胶体微粒,促进微粒聚集而产生絮凝.
除Al2(SO4)3外,本文还应用有机高分子絮凝剂——聚丙烯酰胺(PAM)参与絮凝,当往废水中投加PAM时,高分子聚合物的不同链节吸附在不同颗粒上发生架桥,从而使聚集得以发生.
高浓度印染废水处理：2 氧化印染废水含有大量苯胺类物质,用漂粉精作氧化剂,进行氧化处理,可产生二个效果:①使苯胺中的胺基——NH2被氧化而破坏;②氧化后的产物(氯化物)在溶液中的溶解度很小,成为沉淀除去.此外,漂粉精对染料具有很好的脱色作用,氧化处理可大大降低废水的色度.
高浓度印染废水处理：3 吸附活性炭具有巨大的比表面积和吸附能力,它能够强烈吸附污水中的颗粒在其表面上而净化污水.同时,它还能很好地起到脱色、除臭作用.
2 实验部分
2.1 实验材料2.1.1 仪器 电磁加热搅拌器、电热套、比色管常用玻璃仪器.2.1.2 试剂 PAM、Al2(SO4)3、高岭土、FeSO4、活性炭、漂粉精、K2Cr2O7、硫酸等.2.1.3 废水水质 废水取自晋江市某印染厂,色度深且略带粘稠状,有异味,其COD值为13000mg/l,色度为3500倍.
2.2 实验操作2.2.1 絮凝 各取200ml废水,调节pH=7,分别加入Al2(SO4)3及PAM,快速搅拌(200转/分)5min,慢速搅拌(50转/分)10min,静置取上清液测定COD值和色度.2.2.2 氧化 取最佳条件下一级处理后的废水200ml,调节pH为6,加入漂粉搅拌5min,再加入FeSO4,快速搅拌5min,慢速搅拌10min,静置.2.2.3 吸附 取最佳条件下二级处理后的废水200ml,调节pH值,改变活性炭的投入量,搅拌(100转/分)10min,静置后取上清液测COD值和色度.COD值,用K2Cr2O7法测定.用稀释倍数表示色度.
3 结果与讨论
高浓度印染废水处理3.1 絮凝剂投入量对废水处理效果的影响Al2(SO4)3作用的最佳pH值为6～8,本文选择pH为7.在此酸度下,加入Al2(SO4)3和PAM,生成了体积较大的絮状物.由于PAM吸附搅拌中形成的气泡,使絮状物悬浮在水中难以沉降.为此加入高岭土,让PAM吸附高岭土来达到降沉的目的.各物质投加量与COD去除率的关系曲线见图1、图2和图3.
从图中可看出,Al2(SO4)3、PAM的最佳投加量分别为0.75%和1.2%.而高岭土的投加量越大,处理效果越好.但投加量超过3%后,效果增加得不明显.考虑到投加量大会增加药剂及污泥的量,确定高岭土的最优投加量为3%.按照这些最佳条件对废水进行絮凝处理,测得COD去除率为68.2%,脱色率为96.4%.具体参见更多相关技术文档。
高浓度印染废水处理3.2 氧化剂投加量对污水处理效果的影响废水中的有机物被氧化后,生成溶解度很小的氯化物絮状沉淀,由于废水粘性较大,这些絮状物沉降速度很小,故加入FeSO4絮凝剂促使其聚集沉降,而且氧化——絮凝联合处理比单独用漂粉精处理效果更好,见表1.漂粉精和FeSO4絮凝剂作用时的最佳pH都为6,在此pH条件下,改变漂粉精和FeSO4投加量,按实验方法操作,获得二条关系曲线见图4、图5.
从图可看出,FeSO4的最优投加量为0.4%,而漂粉精用量越大处理效果越好,但投加量超过3%后,增效较慢.从节约成本角度考虑,确定漂粉精的投加量为3%.单独用FeSO4或漂粉精处理和氧化-絮凝联合处理的实验结果比较见表1
3.3 pH值和活性炭的投加量对吸附效果的影响印染废水经过上述二级处理后,剩下的是一些小分子有机物,这些小分子有机物难以絮凝和氧化,因此进一步用活性炭吸附进行第三级处理.影响活性炭吸附效果的因素有二个:(1)吸附时体系的pH值.(2)活性炭的投加量.分别改变吸附时的PH值和活性炭的投加量进行实验,得到二条关系曲线见图6、图7.
从图中可以看出,增强酸性有利于增大活性炭的吸附能力,但考虑到废水排放前需要中和,故选择pH=1为吸附时的pH条件.对于活性炭用量,实验表明,COD去除率随活性炭投加量增加而增加,当活性炭投加量为0.75%,处理后的COD值仅为462mg/1,已达到国家三级水质排放标准.显然,0.75%这个投加量是恰当的,可选择作为实验条件.依此条件处理的结果是COD去除率72.2%,脱色率96%.
4 结论根据上述各级处理的最优条件和最佳投加量对废水进行了处理,实验结果见表2.
注:原废水COD=13000mg/l,色度=3000倍. 从表2中数据可以看出,本文讨论的絮凝——氧化——吸附三级处理方法,COD去除率96.4%,脱色率99%.处理后的废水清沏透明,无味,COD值为462mg/l,达到国家三级水质排放标准,是可供参考的一种处理方法.
