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脫色劑的脫色機理及應用技術(shù)研究

來源:中國印染網(wǎng) 發(fā)布時間:2012年12月25日

用粉煤灰作脫色的吸附劑,其投資和運行費用明顯低于活性炭,因此,在經(jīng)濟上較為合理。張竹青網(wǎng)研究結(jié)果表明粉煤灰對活性染料艷紅x.3B和活性艷紅x.8B具有良好的脫色效果。

活化煤是以劣質(zhì)煤為原料,經(jīng)破碎、篩選、浸泡、接種等工藝制成的一種新型優(yōu)質(zhì)水處理濾料。它具有較大的內(nèi)表面積,中孔較為發(fā)達,有利于對較大分子有機物的吸附。郭麗等[9]用活化煤處理印染廢水試驗結(jié)果表明,活化煤作為三級處理印染廢水的效果是明顯的。去除率基本穩(wěn)定在:COD去除率大于80%,脫色率大于70%左右。該方法具有投資低(比活性炭低40%),占地面積小,操作簡單,便于管理,處理效果穩(wěn)定,為廢水深度處理開辟了一條經(jīng)濟有效的途徑。

1.4 合成無機吸附劑

含有二氧化硅的復合氧化物和活性MgO可用于處理染料廢水,且具有熱再生性。采用Mg(OH) 吸附處理陰離子染料廢水顯示了優(yōu)良的脫色效果,其脫色原理是利用鎂鹽加堿生成帶正電荷的Mg(OH)2沉淀,強烈吸附帶負電荷的陰離子染料而使染料廢水脫色,許坤等[10]的研究表明,Mg(OH)2對陰離子染料的脫色率高達99%~100%,Mg(OH)2吸附后放置時間不宜過長,否則可能發(fā)生解吸影響脫色效果。

1.5 離子交換樹脂吸附劑

近年來,針對水溶性離子型染料廢水脫色困難這一問題,進行了利用磺化煤和改性纖維素離子交換樹脂進行脫色的研究。

磺化煤是一種新型水處理離子交換劑,是由劣質(zhì)煤(如褐煤)經(jīng)過硫酸處理進行縮聚反應和在結(jié)構(gòu)中引入磺基和羧基,其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,并在相當秸度上提高了離子交換吸附能力,增加了化學穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性。宋光薄[11]以棉纖維為原料,利用尿素和磷酸脂H型陽離子交換纖維,對陽離子染料進行了脫色的初步探索,發(fā)現(xiàn)其吸附脫色性能遠優(yōu)于一般的活性炭。

1.6 天然廢料吸附劑

除上述幾類吸附劑外,也有研究者采用各種天然植物廢料如鋸屑、稻殼、玉米棒、甘蔗渣等進行印染廢水的脫色試驗,均表現(xiàn)了一定的脫色能力。

在埃及,大量的玉米棒成為農(nóng)業(yè)廢棄物,該國開展了利用玉米棒對紡織廢水進行吸附脫色的研究。實驗采用玉米棒對兩種堿性染料Astrazon Blue和

Maxilon Red以及兩種酸性染料Telon Blue和Eri.onyal Red的吸附結(jié)果,研究結(jié)果表明,玉米棒對堿性染料的吸附容量較酸性染料高[12]。玉米棒上染有色物質(zhì)后仍具有可燃性,可作為一種燃料使用。

利用吸附法處理印染廢水,應當重視吸附染料后的吸附劑再生以及廢吸附劑的后處理,這對于減少二次污染是十分有利的。粘土、煤渣等類型吸附劑可考慮作為工業(yè)燒磚的原料以經(jīng)高溫分解有機物而實現(xiàn)廢渣的無害化處理。

2 絮凝脫色

印染廢水絮凝脫色機制就是以吸附架橋理論為基礎的。就無機絮凝劑而言,是鐵系、鋁系等絮凝劑發(fā)生水解和聚合反應,生成高價聚羥陽離子,與水中的膠體進行壓縮雙電層、電中和脫穩(wěn)、吸附架橋并輔以沉淀物網(wǎng)捕、卷掃作用,沉淀去除生成的粗大絮體(礬花),從而達到凈水脫色目的。對于有機高分子絮凝劑而言,除了電中和與架橋作用外,可能還存在類似化學反應成鍵的絮凝機制。

2.1 無機混凝劑

常用無機混凝劑是鐵、鋁等金屬鹽。這些金屬鹽的分子電荷數(shù)多,故具有較大的混凝凝效果。鐵鹽、鋁鹽的混凝效果受pH的影響較大。以鋁鹽為例,鋁與水中之OH。作用形成氫氧化鋁,表現(xiàn)出大的混凝效果。如果此時水中堿度不足(pH低),形成氫氧化鋁的氫氧根離子不足便形不成沉淀。另一方面,如DH過高,氫氧化鋁就會變成鋁酸根離子而再度溶解,從而降低凝集效果。pH值過高或過低,其溶解度都變大,不利于凝集。因此必須對染色廢水的pH進行調(diào)整,分別調(diào)整到其最適宜值。根據(jù)實驗可求得各種混凝劑的最佳pH值。

高寶玉[13]研制的含金屬離子的聚硅酸脫色混凝劑(PSMA),用來處理含分散染料、酸性染料的廢水,當投加量為45mg/L時,色度去除率均達95%以上。

通過多方面的研究及實踐證明,利用無機混凝劑可以較好地去除印染廢水中大部分懸浮態(tài)染料、分散染料、還原染料、硫化染料及水溶性染料中分子量較大的部分直接染料,但對于活性染料、金屬絡合染料的去除效果則較低[14]。

2.2 有機絮凝劑

由于普通的無機混凝劑在廢水處理中藥劑投加量大,處理費用高,且隨水質(zhì)的變化需改變加藥條件,因此運行管理比較復雜。最近幾年的研究結(jié)果表明,有機絮凝劑特別是人工合成的高分子絮凝劑對印染廢水顯示出更好的脫色效果。目前用于印染廢水中的有機絮凝劑主要分為表面活性劑、天然高分子及其改性劑、人工合成的有機高分子絮凝劑三大類[15]。

2.2.1 表面活性劑

有研究者用十二酰胺基乙基吡啶氯化物或十六烷基溴化吡啶鹽處理水溶性陰離子染料廢水,如澄堿H2R、Ostazin棕H4GR、Ostazin亮橙H2R等,其處理效果都很理想。

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