废弃聚酯制季铵盐对印染废水的絮凝性能研究

57CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2018.7聚焦水污染防治FocusonWaterPollutionPreventionandControl纪汉锋1、2，马驰1、3*，高天旭1，李艳3，何伟1，潘崇祥1，刘长伟1（1.沈阳化工大学材料科学与工程学院，沈阳110142；2.沈阳东学碧水环境工程有限公司，沈阳110003；3.涟水新源生物科技有限公司，江苏淮安223001）摘要：利用废弃聚酯制季铵盐表面活性剂（QAS-PET）进行印染废水的处理，探讨了pH值和投放量对废水化学需氧量（COD）去除率的影响，并将其与复配聚合氯化铝、木质素改性絮凝剂、聚丙烯酰胺和传统BWD-01季铵盐型絮凝剂的去除效果进行了对比。研究发现废QAS-PET的絮凝效果明显优于上述絮凝剂，在pH值为7、QAS-PET浓度为20mg/L时，其废水COD去除率达81.96%，并且其对中性及碱性印染废水具有较好的普适性。关键词：季铵盐；表面活性剂；絮凝效果；废水处理中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1006-5377（2018）07-0057-03废弃聚酯制季铵盐对印染废水的絮凝性能研究1前言目前我国的水体污染主要来自工业废水的排放。据统计，全国工业废水排放总量的35%来自印染行业，印染废水每天的排放量就达约4×106m3[1]，并且随着我国印染工业的飞速发展，日排放量还将逐年增长，这将给环境污染的治理带来巨大压力。印染废水的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为主，通常具有水质色度高、成分复杂、毒性大等特点[2]。在印染废水中加入絮凝剂是目前国内外普遍采用的一种处理方法。目前被广泛使用的絮凝剂有两种，一种是无机类絮凝剂如复合氯化铝、聚合氯化铁等，该类絮凝剂由于自身带有电荷，因此具有良好的电中和效果，且价格低廉，是目前使用最广的一类絮凝剂，但其絮凝速度较慢、投放量大，且随着时间延长易发生胶体再稳现象而失去絮凝效果；另一种是以聚丙烯酰胺（PAM）为代表的有机类絮凝剂，虽然其絮凝效果较好，但由于PAM的分子量较大，投放量过大时会使体系黏度迅速增加，堵塞排污管道[3～5]。本研究利用一种由废弃聚酯制备的季铵盐表面活性剂（QAS-PET）对含有印染废水进行脱色处理，考察此种新型季铵盐表面活性剂用量、溶液pH值和絮凝时间对COD去除效果的影响。2实验部分2.1试剂及仪器废弃聚酯制备的季铵盐表面活性剂（QAS-PET），参照文献[6]的方法实验室自制；复合氯化铝絮凝剂（工业品），阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂（工业品），BWD-01型季铵盐絮凝剂（工业品），木质素改性絮凝剂（工业品），氢氧化钠、盐酸、重铬酸钾、邻菲啰啉、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、浓硫酸、硫酸银、硫酸汞均为分析纯；印染废水样品（棕黑色、有臭味），COD：853mg/L；恒温磁力搅拌器，DF-101S；真空干燥箱，DZF-6090；电子分析天平，BSA124S型；pH酸度计，PHSJ-4F型；六联磁力搅拌器，HJ6型。基金项目：国家自然科学基金青年基金（No.51403130）；辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划（No.LJQ2015089）；江苏省淮安市“淮上英才计划”创新创业领军人才项目。58中国环保产业2018年第7期聚焦水污染防治FocusonWaterPollutionPreventionandControl2.2实验方法2.2.1样品pH值的调节取400mL印染废水样品置入500mL烧杯中，在持续搅拌的条件下，向烧杯中缓慢滴加0.10mol/L的HCl或NaOH溶液来调节样品的pH值。2.2.2化学需氧量（COD）的测定首先向已调节好pH值的废水样品中缓慢滴加计量的絮凝剂水溶液，然后放入搅拌器中，先快速（200r/min）搅拌5min，再慢速（60r/min）搅拌20min，再静置20min吸上清液。分别取印染废水原液、蒸馏水及已静置好样品的上清液各10mL置入锥形瓶中，然后用10mL蒸馏水进行稀释，参照《水质化学需氧量的测定》（GB1/T1914-1989）方法测定COD的值，并按照下式计算其COD去除率。COD去除率=（CO-CT）/CO×100%式中：CO为处理前废水的COD值（mg/L）；CT为处理后废水的COD值（mg/L）。3结果与讨论3.1不同絮凝剂对印染废水COD去除率的影响在用量相同的条件下，分别选取目前市售不同种类的絮凝剂：复配聚合氯化铝絮凝剂、聚丙烯酰胺絮凝剂、木质素改性絮凝剂、BWD-01型季铵盐絮凝剂与自制QAS-PET的絮凝效果进行对比，结果见表1。铵盐絮凝剂的分子结构（见图1）与传统季铵盐表面活性剂不同，在其分子结构中两个季铵盐基团被中间的联接链基团连接在一起，而使两季铵盐之间连接得更加紧密，更易形成胶束，在与印染废水作用时更有利于形成