酸性红73废水处理技术

酸性红酸性红73废水处理技术废水处理技术为改善镀件表面结构或对其表面进行加工处理时，钢铁件电镀前处理工序通常利用强酸的腐蚀作用来对其进行清洗。酸洗过程中产生的大量酸洗废液中含有高浓度的Fe2+、Fe3+及残酸。考虑到其中含有大量的铁盐及5%~8%的残余酸，对其进行综合利用无疑是重要的发展方向。在纺织印染过程中，每年约消耗30万t各种不同染料，其中约有60%~70%属于偶氮染料。酸性红73（AR73）俗称酸性大红GR，是一种活性偶氮染料，具有染色效果好，不易褪色，且价格低廉的特点，主要用于羊毛、丝织物、皮革以及纸张的染色。AR73具有中等毒性，能与人体内具有重要功能的生物分子相结合，因此必须控制排放废水中AR73的含量。常规的方法可以将AR73的出水质量浓度降到10mg/L左右，但因AR73颜色过于鲜艳，出水色度难以达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287—2012）中的排放要求。因此，对其进一步处理不仅是脱色的需要，更是避免其环境毒性的需要。笔者以钢铁件电镀前处理产生的酸洗废液和工业废铝为原料，制备出高性能的聚合氯化铝铁（PAFC）絮凝剂，并将其用于处理低浓度的AR73废水，探讨了PAFC絮凝剂对低浓度AR73废水的处理性能，以期达到以废治废的目的。1实验部分1.1原料、试剂和仪器钢材酸洗废液，Fe2+浓度为3.04mol/L，Fe3+浓度为0.30mol/L，颜色为深绿色；工业废铝，Al的质量分数为74.4%。氯酸钠，天津市福晨化学试剂厂，分析纯；盐酸，衡阳凯信化工试剂有限公司，分析纯；氢氧化钠，天津市大茂化学试剂厂，分析纯；酸性红73，阿达玛斯试剂有限公司，质量分数≥98%；市售PAC，固体，氧化铝质量分数为27%；市售PAFC，固体，氧化铁质量分数为3%，氧化铝质量分数为29%。UV752N型紫外可见分光光度计，上海佑科仪器仪表有限公司；pHS-25型酸度计，上海盛磁仪器有限公司；FA1204B型电子天平，上海精密科学仪器有限公司；85-2型恒温电磁加热搅拌器，常州普天仪器制造有限公司；TA2-9型程控混凝试验搅拌仪，武汉恒岭科技有限公司。1.2制备方法在酸性溶液中，氯酸钠将Fe2+氧化成Fe3+的同时，溶液中的pH随之升高，Fe3+和Al3+发生水解反应，继而形成单体配离子［Fe（OH）2］+和［Al（OH）2］+。［Fe（OH）2］+和［Al（OH）2］+发生共聚合反应生成高分子聚合物。按照一定的铝铁物质的量比（6∶4、7∶3、8∶2、9∶1）进行混合，混合液氧化前的pH控制在1.9~3.0。然后用恒温搅拌器控制混合液的温度在60~70℃，加入NaClO3恒温氧化聚合1h，并定容于容量瓶中。制备工艺流程见图1。1.3实验方法取200mLAR73废水于程控混凝试验搅拌仪的烧杯中，接着加入一定量的PAFC，在一定温度及pH的条件下以250r/min的转速快速搅拌1min，再以30r/min的转速慢速搅拌10min，静置，然后取液面下2cm的水样，利用分光光度计测定其吸光度，并按式（1）计算AR73的去除率。1.4分析方法采用氧化还原-络合滴定法测定Fe3+、Fe2+含量〔8〕；采用硫酸铜标准溶液滴定法测定Al3+含量；采用《水处理剂聚合硫酸铁》（GB14591—2006）中方法测定盐基度；用pH计测定pH；用稀释倍数法测定色度；用紫外可见分光光度计在波长为509nm〔9〕下测定不同浓度的AR73吸光度，并由此得出吸光度（X）与AR73质量浓度（Y）的标准曲线方程为Y=23.8663X+0.0095（R2=0.9999），据此计算AR73的去除率及经处理后的AR73浓度。2结果与讨论2.1不同铝铁比的PAFC制备PAFC中配位水分子含量随铝铁比不同而变化，当铝铁比大于6∶4后，Al-Fe羟基共聚体中配位水量保持相对不变，中心离子的键合作用增强，可使得PAFC长期稳定，因此本工作选择铝铁比为6∶4~9∶1的比例合成，氧化前的pH及合成后的盐基度见表1。在制备过程中，混合液氧化前的pH主要通过废铝与盐酸以及废铝与酸洗废液的反应比例来控制，降低其制备成本。表1不同铝铁比制备的PAFC的指标对比由表1可知，随着铝铁比的升高，合成PAFC时所需氧化前的pH越低。这可能是因为随着铝铁比的升高，一方面由于Al3+含量上升，其对Fe3+羟化物活性制约随之增强，另一方面由于氧化后Fe3+降低，水解后促使［Fe（OH）2］+单体配离子发生反应生成β-FeOOH的趋势减弱；Fe2+氧化成Fe3+的同时，Fe3+和Al3+水解生成的配离子发生配位共聚合反应生成PAFC。而当铝铁比处于低位时，主要通过提高氧化前的pH，使得部分Al3+提前水解生成［Al（OH）2］+单体配离子，从而使得［Al（OH）2］+与氧化后Fe3+水解生成的部分［F