复合混凝剂处理模拟酸性大红染料废水的研究

3收稿日期:20061221作者简介:张毅,工程师,工程硕士,从事废水处理研究;陈泽智,教授,从事废水处理与大气污染控制研究。文章编号:100926094(2007)0320040204复合混凝剂处理模拟酸性大红染料废水的研究3张毅1,2,王伟1,朱伟1,2,田炯1,2,唐秋萍1,2,陈泽智2(1国家环境保护总局南京环境科学研究所,南京210042;2南京大学环境学院污染防治与资源化国家重点实验室,南京210093)摘要:通过单一混凝剂的筛选与混凝剂间的复合方法,配制了FeSO4MgSO4Ca(OH)2PAM复合混凝剂。采用该混凝剂对CODCr值为28813mg/L、色度为25000倍的模拟酸性大红GR染料废水进行试验研究,通过改变各药剂投加次序、搅拌与沉降时间以及投加方式等,确定了取得最佳处理效果时的优化操作条件为FeSO4MgSO4Ca(OH)2PAM配比(质量比)=100∶200∶150∶(01047～01093),pH=915～1010。试验结果为CODCr去除率最高可达8513%,当复合混凝剂投加量为115～2.25g/L时,脱色率最高可达9715%,其处理效果明显优于单一混凝剂;当脱色率达90%时,药剂成本为1112元/T废水,结果表明,该复合方案从成本和处理效果方面考虑均是可行的。关键词:废水处理;染料废水;混凝;复合混凝剂中图分类号:X70311文献标识码:A0引言染料和印染废水成分复杂、浓度高、色度高、难降解[1,2],是我国主要的工业废水之一[35]。目前,常用的染料废水处理方法有中和法、氧化法、吸附法、反渗透法、混凝法等[610],其中,混凝法由于适用范围广、操作简单、基建投资低等优点被广泛使用[11]。苏玉萍等[12]使用PAC(聚合AlCl3)对上海第一丝绸印染厂的印染废水进行处理,其脱色率可达93%。洪金德等[13]使用聚合硫酸铝(PAS)处理直接、硫化和分散等3类染料的废水,结果表明,pH值为5～7、PAS用量大于300mg/L时,其脱色率可达90%以上。虽然使用铝盐絮凝剂脱色的pH适用范围广,对大部分染料废水能获得较理想的脱色效果,但铝盐水解是吸热反应,温度过低时(<5℃),所需投药量大[14,15]。此外,使用铝盐混凝剂会导致铝残留,而铝对人体有毒害作用[16],GB5749—2001《生活饮用水卫生标准》[17]中增加了铝的标准值为012mg/L。染料废水种类繁多,使用同一种混凝剂处理不同的印染废水,其处理效果存在较大差异,因此,通过研究染料分子结构和各种混凝剂作用机理,开发出高效复合混凝剂,是目前染料及印染废水混凝处理技术的主要发展方向之一[14]。酸性大红GR染料是对氨基偶氮苯经重氮化后,与G盐(2萘酚6,8二磺酸盐)耦合而成的,取代基团(—OH、—SO3Na)的存在使其具有很好的水溶性,因此,酸性大红GR染料在水溶液中一般以近似真溶液的状态存在,采用常规混凝剂,如硫酸铝(AS)、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)等,通常不能取得满意的处理效果。本文通过混凝剂的筛选与复合试验配制复合混凝剂,并研究其对模拟染料废水的色度和CODCr的去除效果,以期找到高效、经济的复合混凝剂的复合方法。1材料与方法111试验材料采用商品酸性大红GR染料配制模拟染料废水,水样的各项水质指标见表1。表1试验水样水质指标Table1Experimentalwaterqualityindex酸性大红GR染料浓度/(g·L-1)CODCr/(mg·L-1)色度/倍pH014528813250008132试验药剂有:无机混凝剂(FeSO4、Fe2(SO4)3、聚合硫酸铁、FeCl3、聚合氯化铝、碱式氯化铝、复合聚铝、MgSO4)、有机絮凝剂(PAM、阴离子高分子絮凝剂AMN706、阳离子絮凝剂PC-30)、pH调节剂(石灰乳,Ca(OH)2)。试验仪器主要有:721型分光光度计、六联搅拌机、PHS-3S酸度计。112试验原理与方法混凝法试验原理:向废水中投放混凝剂,使污染物由溶解或胶体状态变为凝胶状态,并集结为絮体,絮体进一步吸附、捕集悬浮物并使之集结沉淀。操作步骤:取200mL水样,投药混合,调节pH值,先快搅1min,搅拌速度400r/min,然后慢搅3min,搅拌速度40～50r/min,搅拌完后沉淀半小时,取上清液,分别采用密封消解法和稀释倍数法测定其CODCr和色度[15,18,19]。采用721型分光光度计测得酸性大红GR废水的最大吸收峰波长λmax为475nm,然后测定该波长下废水在处理前后的吸光度,并按下式计算脱色率[4]。η=A0-AA0×100%式中η为脱色率,%;A0和A分别为废水处理前后的吸光度。2单一混凝剂筛选试验2.1试验结果采用FeSO4、MgSO4和PAM等11种常用的无机和有机