活性染料是一種廣泛應(yīng)用于棉、麻、絲、毛及聚酰胺纖維織物染色的反應(yīng)性染料[1],其產(chǎn)量約占全部染料總產(chǎn)量的20%,我國是活性染料的生產(chǎn)大國。由于在活性染料生產(chǎn)過程中需加入氯化鈉使染料析出,故在活性染料生產(chǎn)廢水中不僅含有大量的未反應(yīng)完的原料及副產(chǎn)物,也含有高濃度的無機鹽。
活性染料生產(chǎn)廢水因含鹽量高、色度高、化學(xué)耗氧量高、毒性大,BOD低,所以很難采用傳統(tǒng)方法對廢水進行處理。目前國內(nèi)一般采用單一的生化處理法[2]、吸附脫色法[3]和混凝脫色法[4]等廢水處理方法,但對活性染料廢水的處理效果均不夠理想[5]。
考慮到活性染料在水中以陰離子膠體形式存在,在水中不能聚集成大的顆粒沉降。為了使染料膠體在水溶液中脫穩(wěn),從而凝聚成大的顆粒,可先加入無機凝聚劑以降低染料膠體粒子的電位,壓縮膠體的雙電層,減小膠粒表面靜電斥力,使染料膠體聚集并沉降。分離后再往濾液中投加有機高分子凝聚劑,聚合物上一側(cè)的活性基因與膠粒表面某個點位相吸時,另一側(cè)伸展在膠液中捕捉另一些膠粒,由此似橋架一樣,使膠粒聚成大的集體而沉降。
在實驗中我們嘗試采用無機凝聚劑聚鐵(PFS)和有機高分子凝聚劑(HL-08)雙重處理的方法對高濃度活性染料廢水進行處理,以期達到處理活性染料廢水的目的。
1·藥劑與測試方法
1.1藥劑
活性染料廢水來自湖北華麗染料廠活性艷橙K-GN車間集水池,色度5.34萬倍,CODCr 8130ppm,pH值為5.3,外觀為絳紅色。
實驗所用凝聚劑硫酸亞鐵、堿鋁、聚鐵和HL-08均為工業(yè)品,由湖北華麗染料廠提供。
測試所用其它化學(xué)試劑均為分析純試劑。
1.2測試方法
廢水色度采用稀釋倍數(shù)法(國標GB11903-89)進行測定,化學(xué)需氧量采用重鉻酸鉀法(國標GB 11914-89)進行測定。
色度去除率與COD去除率計算公式如下:
2·處理條件實驗
2.1無機凝聚劑的選擇
無機凝聚劑選用硫酸亞鐵、堿鋁和聚鐵三種常見的無機凝聚劑,有
投入量為600 mg/L時不同凝聚劑脫色效果見表1。
實驗結(jié)果表明聚鐵和堿鋁凝聚劑對活性染料廢水的脫色效果和化學(xué)需氧量去除效果較好,優(yōu)于其他凝聚劑。鑒于堿鋁凝聚劑的毒性,實驗選擇聚鐵作為廢水處理的無機絮凝劑。
2.2攪拌方式
廢水的凝聚反應(yīng)包括三個方面:混合、反應(yīng)、沉降?;旌弦笏巹┡c廢水充分混合,迅速均勻分散而形成微凝聚,攪拌速度要快。反應(yīng)階段既要防止絮凝體被打散,又要給微凝聚體有碰撞聚集的機會,攪拌時溶液需要一定速度梯度,速度以慢為好。
實驗選擇的攪拌方式為:快速400r/min,攪拌時間為5min;慢速30r/min,攪拌時間為20min。
2.3聚鐵的適宜酸度
在化學(xué)凝聚中,酸度是影響凝聚處理效果重要因素,酸度不同,鐵鹽水解產(chǎn)物也不同,凝聚的效果也各不相同。
可見,聚鐵宜在弱堿性條件下使用,pH值控制在9左右凝聚效果較佳。
2.4凝聚劑用量實驗
調(diào)節(jié)廢水酸度為pH 9,投加不同濃度的聚鐵,經(jīng)攪拌、靜置、過濾后,分析處理后濾液的色度與COD去除率。聚鐵凝聚劑濃度對色度和COD的影響見表3。
結(jié)果表明,開始時隨聚鐵濃度的增加,色度和COD的去除率也隨之增加,但當聚鐵濃度增加到800mg/L后,繼續(xù)增加濃度,去除效率反而有所下降。
2.5有機凝聚劑用量實驗
根據(jù)有機高分子絮凝劑HL-08產(chǎn)品使用說明,控制pH值為5,在廢水中投入有機凝聚劑HL-08,觀察不同投加量對活性染料色度的去除效果。HL-08濃度對色度去除率的影響見表4。
從實驗結(jié)果表明:HL-08投加量越大,廢水色度去除率越高。
考慮到HL-08的價格較高,故采用無機凝聚劑(PFS)與有機凝聚劑(HL-08)復(fù)配的方法有一定的效果。
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2.6聯(lián)合處理實驗
實驗先
測得濾液色度去除率為96%,COD去除率達到98%,遠遠高于使用單一絮凝劑的處理效果。
3·結(jié)語
活性染料廢水因色度高、COD高、BOD低,用傳統(tǒng)廢水處理方法難以達到理想的處理效果。嘗試采用無機聚鐵絮凝劑和有機HL-08高分子絮凝劑雙重處理方案對活性染料生產(chǎn)廢水進行處理,結(jié)果證明,這是一種較好的高濃度活性染料廢水處理方法。
3.1單獨采用聚鐵PFS、堿鋁對活性染料艷橙K-GN高濃度廢水有較好的凝聚脫色作用。FPS的最佳投入量為800mg/L,pH值9為最佳條件。
3.2經(jīng)600mg/L的PFS和300mg/L的HL-08雙重凝聚處理,能使色度5.34萬倍CODCr 8130ppm的高濃度有色廢水色度去除率達到96%,CODCr去除98%,達到理想的處理效果。
3.3采用無機與有機凝聚劑對活性染料廢水進行處理,成本低,效果好,工藝簡單,是一種值得推廣采用的處理方法。
參考文獻
[1]陳榮圻,王建平.禁用染料及其代用[M].北京:紡織工業(yè)出版社,1996.162-163.