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采用高效脫色劑處理染料廢水的研究　

近些年來(lái)隨著化纖織物的發(fā)展，仿真絲的興起和印染整理技術(shù)的進(jìn)步，染料品種在日益增多的同時(shí)，在功能上亦朝著抗光解、抗氧化、抗生物氧化的方向發(fā)展，從而使染料廢水處理難度加大[1-3]。含水溶性染料，如活性染料、酸性染料等的廢水很難使用目前成熟的廢水處理工藝去除。因此，研究對(duì)這類染料有特效脫色功能的脫色劑是含染料廢水處理的一個(gè)重要研究方向[1-2]。為此，我們以雙氰胺和甲醛為主要原料，以硫酸鋁為催化劑并引入添加劑合成了高效脫色陽(yáng)離子有機(jī)絮凝劑雙氰胺甲醛樹(shù)脂（以下簡(jiǎn)稱脫色劑），并與聚合鋁（PAC）和助凝劑聚丙烯酸胺（PAM）復(fù)配使用，處理模擬染料廢水，通過(guò)正交試驗(yàn)尋求出最佳試驗(yàn)條件。

1 試驗(yàn)部分

1.l 試劑與儀器 試劑：雙氰胺（CP），甲醛（CP），氯化鋁（CP），硫酸鋁（CP），硫酸亞鐵（CP），重鉻酸鉀（AR）；20％聚合鋁（PAC）水溶液，0.1％聚丙烯酸胺（PAM）水溶液等。 染料：活性藍(lán)KR，活性橙KGN，活性草綠GN，酸性蒽酮蘭，弱酸藏青，分散藍(lán)HGL，分散黃 SE－6GFL，紅玉 S－2GFR，分散黃棕 S－2RFL，由常熟市雙鷹集團(tuán)公司提供。 儀器：721型分光光度計(jì)，S－212恒速攪拌器，pHS－3C型酸度計(jì)，HH－2型數(shù)顯恒溫水浴。1.2 脫色劑的制備與性能指標(biāo) 在裝有電動(dòng)攪拌器、溫度計(jì)?；亓骼淠艿乃目跓?，依次加入雙氰胺，硫酸鋁，添加劑，甲醛，攪拌溶解后，控制反應(yīng)溫度為70±1℃，恒溫反應(yīng)3h，冷卻至室溫即可制得脫色劑雙氰胺-甲醛樹(shù)脂，產(chǎn)品主要性能指標(biāo)見(jiàn)表1。制得的產(chǎn)品稀釋20倍后使用。

1.3 染料廢水試樣的處理與測(cè)定 ①分別將500 mL模擬印染廢水置于燒杯中，攪拌速度為 120 r／min，加入一定量的脫色劑和PAC，攪拌2 min后加入適量助凝劑PAM，再攪拌3 min，靜置分層，取上層清液進(jìn)行測(cè)定。反應(yīng)在室溫下進(jìn)行。 ②分別將染料配成質(zhì)量濃度為 100 mg／L的水溶液，在721型分光光度計(jì)上測(cè)定各染料的最大吸收波長(zhǎng)，分別作為光電比色時(shí)的工作波長(zhǎng)。 ③色度測(cè)定：?jiǎn)我蝗玖系臏y(cè)定采用分光光度法，混合染料的測(cè)定采用稀釋倍數(shù)法。 ④脫色率的計(jì)算 脫色率 R％＝（1－A／A。）×100％ 式中：A——處理后的吸光度； 　A。——處理前的吸光度。 ⑤化學(xué)需氧量測(cè)定采用重鉻酸鉀法[4]。

2 結(jié)果與討論

所做的4類8種染料的模擬廢水的絮凝試驗(yàn)表明，在不加脫色劑的情況下，采用無(wú)機(jī)絮凝劑如氯化鋁、硫酸鋁、硫酸亞鐵等的脫色絮凝效果皆不理想，聚合氯化鋁對(duì)染料廢水的脫色絮凝效果明顯優(yōu)于其它無(wú)機(jī)絮凝劑，但對(duì)于部分活性染料、酸性染料的脫色絮凝效果較差若將脫色劑與PAC配合使用，不僅可有效降低絮凝劑的用量，而且絮體形成速度與沉降速度大大加快，污泥量少，表

2.2 脫色劑用量對(duì)脫色率的影響 脫色劑的用量是影響染料溶液脫色的重要參數(shù)之一。試驗(yàn)表明，染料的種類不同，對(duì)脫色劑用量的要求有所不同。本試驗(yàn)考察了脫色劑用量對(duì)幾種染料脫色率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。

由圖1可知，當(dāng)脫色劑的用量在0.2－2.4mL幾范圍內(nèi)變化時(shí)，脫色劑用量越大，染料溶液的脫色率越高。但再增加脫色劑的用量，染料的脫色率又有所降低。這是因?yàn)樵谳^低濃度范圍內(nèi)，作為有機(jī)聚合電解質(zhì)的高效脫色劑在水體中電性中和。吸附架橋作用占主導(dǎo)，當(dāng)濃度較高時(shí)，由于染料膠體微粒過(guò)多的吸附脫色劑，反而使粒子帶正電荷而再趨穩(wěn)，阻礙絮凝過(guò)程的進(jìn)行，造成脫色率的降低。2.3 PAC用量對(duì)脫色率的影響 為考察PAC用量的影響，分別取 500 mL不同染料的模擬廢水，加入一定量的脫色劑，攪拌30s，再加入聚合鋁，攪拌 30s，加入適量 0.1％的PAM以促進(jìn)絮體沉降，靜置0.5 h，取其上層清液測(cè)吸光度，計(jì)算脫色率。改變聚合鋁用量進(jìn)行平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知，當(dāng)PAC濃度在一定范圍內(nèi)，染料溶液的脫色率隨PAC用量的增加而迅速增大，但濃度達(dá)到一定值后，脫色率趨于穩(wěn)定，因此，過(guò)量地加入PAC并不能提高脫色率，只會(huì)造成浪費(fèi)。

2.4 酸度對(duì)脫色率的影響 染料溶液的pH值是影響脫色絮凝效果的一個(gè)重要影響因素。試驗(yàn)了脫色劑用量為 1.0 ml／L，PAC用量為60mg／L時(shí)pH值對(duì)染料脫色的影響，結(jié)果見(jiàn)圖

2.5 正交試驗(yàn)與結(jié)果分析 為了綜合考察各因素水平的變化對(duì)染料脫色絮凝效果的影響，更經(jīng)濟(jì)有效地處理染料廢水，我們采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行了條件優(yōu)化試驗(yàn)。選擇高效脫色劑用量、聚合鋁用量。pH值作為3個(gè)因素，根據(jù)前期試驗(yàn)的結(jié)果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，作3因素4水平試驗(yàn)，重點(diǎn)考察各因素之間的協(xié)同作用對(duì)染料廢水脫色絮凝效果的影響，結(jié)果表明，對(duì)于大多數(shù)染料而言，影響脫色效果的主次因素依次為：脫色劑用量，pH值，聚合鋁用量。對(duì)所試驗(yàn)的8種染料，在各自的最佳試驗(yàn)條件下其脫色率均可達(dá)96％以上，而CODcr的去除率因染料種類不同而存在一定差異，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.6 廢水處理試驗(yàn) 分別取常熟市振新印染廠、森泉國(guó)聯(lián)印染廠、常熟市雙鷹印染有限公司的印染廢水進(jìn)行試驗(yàn)，其間原水水質(zhì)的色度在80－200倍之間變化，ρ（CODcr）在300－800 mg／L之間變化，經(jīng)處理印染廢

3 結(jié)論 ①雙氰胺甲醛縮聚物是一類性能優(yōu)良的高分子陽(yáng)離子絮凝劑，它能提供大量陽(yáng)離子使染料分子上所帶的負(fù)電荷被中和而失穩(wěn)，同時(shí)該脫色劑因水解生成大量的絮狀物而具有網(wǎng)捕、架橋和卷掃作用以及絡(luò)合沉降作用，從而大大提高對(duì)染料廢水的脫色效果。 ②絮凝劑的加入順序、用量、配比以及廢水的pH值是影響染料廢水脫色絮凝效果的主要因素。在優(yōu)化的混凝條件下，對(duì)活性染料、酸性染料、分散染料的脫色率均可達(dá)96％以上，CODcr的去除率與染料的分子結(jié)構(gòu)以及在水中的存在狀態(tài)有關(guān)。 ③高效脫色劑的原料易得，便宜，制備容易，其產(chǎn)品用于處理染料廢水具有絮凝沉降速度快，污泥量少，操作簡(jiǎn)便，處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。在常熟市數(shù)家印染廠試驗(yàn)使用，處理后染料廢水的色度＜5，ρ（CODcr）為70－85 mg／L，符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。