鄧書平

（遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 撫順 113001）

復(fù)合混凝劑的制備及其對(duì)印染廢水的處理效果

鄧書平

（遼寧石油化工大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 撫順 113001）

采用聚二甲基二烯丙基氯化銨、陽(yáng)離子型聚季銨鹽和粉煤灰自制新型混凝劑，并考察了藥劑投量、pH值、吸附時(shí)間對(duì)處理效果的影響。結(jié)果表明：復(fù)合混凝劑投加量為12g/L、吸附時(shí)間為55min、pH值=9、反應(yīng)溫度為20℃時(shí)，印染廢水的脫色率可達(dá)97.9%以上。

復(fù)合混凝劑；印染廢水；脫色

印染行業(yè)是工業(yè)廢水的排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年印染廢水的排放量約在6.5億t以上。印染廢水主要是棉、毛、麻、絲、化纖等材料在預(yù)處理、染色、印花和整理等過(guò)程中排出的廢水。印染廢水中的污染物主要以膠體或半溶解態(tài)存在，且粒徑很小，難以分離。同時(shí)，它還具有顏色深，COD值較高，組成復(fù)雜，分布面廣等特點(diǎn)。目前常用的處理方法有化學(xué)沉淀法、生物法和吸附法等。近年來(lái)，化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步使PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，給處理增加了難度。針對(duì)印染廢水色度高、成分復(fù)雜、可生化性差的特點(diǎn)以及采用單一絮凝劑(如鋁鹽、鐵鹽等)效果不夠好的實(shí)際狀況[1]。本文利用聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)、陽(yáng)離子型聚季銨鹽(BT-3)和粉煤灰自制了一種新型復(fù)合混凝劑，并應(yīng)用該混凝劑吸附處理印染廢水，結(jié)果表明該混凝劑具有混凝和脫色速度快、用量少、受pH值及溫度影響小、產(chǎn)生的污泥量少等優(yōu)點(diǎn)。

1 材料及方法

1.1 材料

粉煤灰取自撫順某電廠，其平均成分(%)為：SiO250.6、Al2O316.1、Fe2O314.1、CaO4.8、MgO3.2、其他11.2。

聚二甲基二烯丙基氯化銨[2]外觀無(wú)色或淡黃色粘稠液體，pH值在6～8之間，密度為1.06g/cm3，分子量在50萬(wàn)以上。

陽(yáng)離子型聚季銨鹽(BT-3)：甲醛與有機(jī)胺的縮合物，固含量＞50%，ρ=1.28g/cm3。由山東濱州嘉源環(huán)保有限責(zé)任公司提供。

廢水：撫順某印染廠未處理廢水，廢水中染料品種復(fù)雜，但以水溶性的活性染料為主。水樣呈藍(lán)、綠色，經(jīng)測(cè)定廢水的最大吸收波長(zhǎng)在420nm處。

1.2 主要儀器

SHZ-82水浴恒溫振蕩器，S-6A型磁力攪拌器；UV-751型分光光度計(jì)；PHS-25型酸度計(jì)。

1.3 復(fù)合混凝劑的制備

預(yù)處理：將一定量的粉煤灰于500℃下煅燒3 h，并磨碎過(guò)100目篩，備用。

復(fù)合混凝劑制備：向經(jīng)預(yù)處理后的粉煤灰中加入5%的硫酸，再向其中加入適量聚二甲基二烯丙基氯化銨和陽(yáng)離子型聚季銨鹽，在45℃下緩慢攪拌1h，過(guò)濾，再用蒸餾水洗滌至中性，真空抽濾，烘干，然后研磨再過(guò)100目篩，備用。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

于若干個(gè)錐形瓶中加入印染廢水各100mL，水樣預(yù)先用稀NaOH或稀H2SO4調(diào)pH值至一定數(shù)值，改變復(fù)合混凝劑的投加量；然后固定混凝劑的投加量，分別改變pH值、吸附時(shí)間和反應(yīng)溫度，取上清液離心分離，以去離子水為參比，用UV-751可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)量吸光度[3]。計(jì)算脫色率。

式中：A0為吸附前溶液的吸光度；A為吸附后溶液的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素結(jié)果分析

2.1.1 酸度對(duì)印染廢水脫色率的影響

為考察溶液pH值對(duì)印染廢水處理效果的影響，取7個(gè)錐形瓶向其中加印染廢水100mL，調(diào)溶液pH值，分別加1.0g復(fù)合混凝劑，快攪5min后轉(zhuǎn)入慢速攪拌(50r/min)10min，靜置沉降20min后，離心分離，測(cè)定其吸光度，計(jì)算脫色率[4]，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可以看出，其脫色率隨pH值的變化而變化。在pH值＜9條件下，印染廢水的脫色率隨pH值的增大而增大，在pH值＞9堿性條件下印染廢水的脫色率隨pH值的增大而減小。這說(shuō)明復(fù)合混凝劑的活性在偏弱堿性環(huán)境下被激活，其離子交換與吸附性能增加。在強(qiáng)堿性條件下，其H+被中和，活性減少，吸附與交換性能減弱。因此，最佳脫色酸度為pH值=9.0。

2.1.2 反應(yīng)時(shí)間的影響

為考察溶液反應(yīng)時(shí)間對(duì)印染廢水處理效果的影響，取8個(gè)錐形瓶向其中加印染廢水100mL，調(diào)溶液pH值為8，分別加1.0g復(fù)合混凝劑，吸附不同時(shí)間后，離心分離，測(cè)定其吸光度，計(jì)算脫色率，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可見(jiàn)脫色率在55min時(shí)已經(jīng)達(dá)到97%以上，隨著反應(yīng)時(shí)間的繼續(xù)增加，脫色率又緩慢下降。因此脫色最佳時(shí)間取55min。

2.1.3 復(fù)合混凝劑的用量對(duì)印染廢水脫色的影響

在室溫25℃、pH值=8的條件下， 于7只燒杯中分別加入不同量的復(fù)合混凝劑及已知濃度的100mL印染廢水，攪拌吸附35min，離心分離，測(cè)定復(fù)合混凝劑投加量對(duì)脫色率的影響[5]，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可見(jiàn)，脫色率隨用復(fù)合混凝劑投加量的增加而增大，當(dāng)復(fù)合混凝劑投加量達(dá)到10g/L時(shí)，脫色率達(dá)到98%，繼續(xù)增加復(fù)合混凝劑的投加量,印染廢水脫色率變化不大，考慮到處理費(fèi)用，選擇復(fù)合混凝劑的投加量以10g/L為適宜。

2.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)各單因素試驗(yàn)結(jié)果，取印染廢水100mL，為測(cè)定實(shí)驗(yàn)條件對(duì)吸附效果的影響，確定復(fù)合混凝劑及其他各因素對(duì)吸附處理印染廢水的關(guān)系，特設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，選擇復(fù)合混凝劑用量(A，g)、吸附時(shí)間(B，min)、pH值(C)、溫度(D，℃)作為正交實(shí)驗(yàn)中的4個(gè)影響因素，各因素選取4個(gè)水平。然后參照正交表分別選擇4因素和4個(gè)水平進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)因素水平具體如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)的因素與水平

2.2.2 結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)極差分析可知，影響脫色率各因素的重要順序?yàn)椋築＞A＞C＞D，即振蕩時(shí)間影響最大，其次復(fù)合混凝劑投加量，然后是是pH值，最后是反應(yīng)溫度。最佳水平組合為：A4B3C3D1，即當(dāng)復(fù)合混凝劑投加量為12g/L(投加量為1.2g)，吸附時(shí)間為55min，pH值=9，反應(yīng)溫度為20℃時(shí)，印染廢水的脫色率可達(dá)97.9%以上。

3 結(jié)論

(1)復(fù)合混凝劑對(duì)染料廢水有較好的脫色效果，當(dāng)復(fù)合混凝劑投加量為12g/L(投加量為1.2g)，吸附時(shí)間為55min，pH值=9，反應(yīng)溫度為20℃時(shí)，印染廢水的脫色率可達(dá)97.9%以上。

(2)由于復(fù)合混凝劑中添加了聚二甲基二烯丙基氯化銨，因此吸附脫色后的廢水能在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到澄清。

[1]室旭卿,王國(guó)慶.印染廢水的脫色方法[J].廣東化工,2004,31(2):62-66.

[2]趙華章,欒兆坤,等.PDMDAAC系列絮凝劑的脫色性能研究[J].環(huán)境化學(xué),2002,21(2):149-154.

[3]肖杰,賴喜德,周卿.PDMDAAC改性粉煤灰脫色性能研究[J].西華大學(xué)學(xué)報(bào),2005,24(4):50-53.

[4]鄭振暉,高寶玉,王紅梅.有機(jī)高分子絮凝劑PDMDAAC對(duì)活性染料印染廢水混凝脫色研究[J]. 能源環(huán)境保護(hù),2006,20(1):31-33.

[5]肖杰,錢駿,等.PDMDAAC改性粉煤灰預(yù)處理油墨廢水的研究[J].四川環(huán)境,2005,24(4):14-16.

Preparation of Compound Coagulant and Treatment of Dyeing Wastewater

Deng Shuping
(Vocational and Technical College, Liaoning University of Petroleum ＆ Chemical Technology, Fushun 113001, China)

A new type of compound coagulant was prepared from macromolecular flocculant poly-dimethyl-diallyl-ammonium chloride (PDMDAAC), cationic polyquaternium(BT-3)and fly ash, the effect of the dosage, pH value and the contacting time for dyeing wastewater was investigated. The result shows that the discoloring rate can be over 97.9% with the dosage of modified fly ash 12g/L, the contacting time is 55 min, pH value is 9 and the reaction temperature is 20℃.

compound coagulant; dyeing wastewater; decolourization

X703.1

A

1007-9386(2010)02-0043-03

2009-12-21