印染污泥吸附劑處理印染廢水的工業試驗研究

梁祥京 李珍珍 杜道洪

（1廣州海滔環保科技有限公司 廣東廣州 511338 2廣州新滔水質凈化有限公司 廣東廣州 511340）

廣州新塘素有牛仔服裝名鎮之稱，是中國最大的牛仔服裝生產基地。但牛仔服裝大量生產的同時也產生了大量的印染廢水。印染廢水的處理過程中會產生的大量印染污泥，這些污泥多是被簡單填埋在閑置的廢石坑里。

本文研究了印染污泥吸附劑用于印染廢水處理的中試情況，自行設計的印染污泥吸附劑攪拌-吸附-沉淀一體化裝置可成功用于印染廢水的連續處理，在試驗條件下印染吸附劑對印染廢水的處理效果接近于商品活性炭的性能。

1 試樣與試劑

1.1 試樣1

本研究使用的污泥吸附劑是以廣州增城某工業園水質凈化廠的污泥為原料，樣品外觀呈黑色、塊狀、硬脆、類似木炭。該種污泥吸附劑的物理、化學性質見表1。

表1 污泥吸附劑的物理/化學性質

對污泥吸附劑做以下流程的預處理：將中試樣品經研缽破碎至粒徑1cm左右，球磨30min，過50目篩，干燥2h，分別稱取1kg保存于樣品袋中待用。

1.2 試樣2

試驗用印染廢水取自廣州增城新洲環保工業園水質凈化廠細格柵后的污水。由該廠水處理流程知，格柵后的污水尚未經生化處理，可認為是原水。在試驗過程中發現，在印染廢水進口經過細格柵處，每天的水質水量變化很大，有時瞬間變化也很大；顏色變化大，時而呈淡藍色，時而黑色，時而褐色。印染廢水經過細格柵后懸浮物SS在0.160～0.634gL-1；PH值一般大于11；COD變化范圍為612～1143mgL-1。

2 實驗裝置及評價方法

2.1 實驗裝置

本試驗裝置設計是根據吸污泥吸附劑處理印染廢水，處理過程中需要有一定的混合程度及接確時間，而處理后出水是固液混合物，需沉淀進行固液分離，故分別設置攪拌池和沉淀池。

本工業試驗裝置攪拌吸附池廢水有效容積約為40.8L，沉淀池廢水有效容積約為31.2L。按流量計量程16～160Lh-1流計算，處理污水的規模：0.384～3.840td-1，在攪拌吸附池停留時間：2.55～0.255h，在沉淀池停留時間：1.95～0.195h。

2.2 試驗方法

COD的測定用重鉻酸鹽法[1]：pH值的測定采用玻璃電極法[2]；懸浮物SS的測定采用重量法[3]；脫色率的測定采用分光光度法。

3 試驗結果與討論

取集水井處印染廢水至各調節桶，混勻。將廢水的pH值調至設定值后，將廢水注滿攪拌池，投入按設計好的投加量的污泥吸附劑，攪拌吸附至所設定的時間后，再按設定流量連續進水，按設定的投加量連續投加吸附劑。攪拌吸附至設定時間在采樣點2取約250mL。當水注滿沉淀池時自動流出時，分別在進水口1、采樣點3及出水口4（見圖1）取水樣約250mL。分別檢測分析pH、懸浮物、吸光度及COD，出水則取上清液進行吸光度和COD分析。

圖1 監測采樣點布置圖圖

3.1 吸附劑投加量對處理效果的影響

圖2 吸附劑投加量對印染廢水pH 值變化的影響

控制進水流量60 Lh-1，攪拌吸附時間40 min，在pH值為10的條件下，改變沉淀時間，改變吸附劑投加量，考察吸附劑投加量對印染廢水處理效果的影響。

由圖2實驗結果表明：印染污水進水的pH值為10，經攪拌吸附沉淀后，隨著吸附劑投加量的增大，出水的pH值會逐漸變小。這是由于在印染污泥制備吸咐劑活化過程中采用氯化鋅溶液作為活化劑，氯化鋅呈酸性，使得制備出來的污泥吸咐劑明顯偏酸性，檢測pH值在3.47～3.95。因此，吸附劑投加量的增大，出水的pH值會隨之變小。

圖3 吸附劑投量對脫色率和COD去除率的影響

由圖3實驗結果表明：隨著隨吸附劑投加量的增大，脫色率和COD去除率也增大。但到達一定量后，脫色率和COD去除率均有趨于平穩。這是由于吸附劑達到一定投加量時，吸附劑與廢水中可被吸附物質基本達到吸附平衡；同時也說明廢水中存在一些吸附劑不可吸附的物質，即使增加投加量，COD、脫色率提高不明顯。考慮到經濟性及改變其他條件試驗的可行性，選取吸附劑投加量為10gL-1進行往后試驗。

表2 吸附劑投加量對懸浮物的變化影響

由表2可知：進行物料衡算，試驗存在進水的懸浮物加上投加的吸附劑的固體物質的量高于攪拌吸附池后采取的樣品的懸浮物含量。可能的原因大至有以下幾點：

（1）干燥后的吸附劑吸水，增加吸附劑重量，影響稱得的實重；（2）污泥吸附劑有部分成分溶于水中，因為在吸附劑的生產過程中添加氯化鋅等化學藥品，同時一些物質性質的改變，由不可溶變為可溶。此外，可能有部分殘余化學藥品吸存于污泥吸附劑中；（3）污泥吸附劑中較重顆粒未能帶出沉淀池而累積，說明攪拌強度不夠。

3.2 改變印染廢水pH 再進行處理

控制進水流量60Lh-1，投加量為10gL-1，改變印染廢水pH值，通過攪拌吸附沉淀裝置處理印染廢水，考察pH值對印染廢水處理效果的影響。

由圖4實驗結果可知：由于污泥吸附劑pH值為3.47～3.95。經攪拌吸附沉淀后，進水pH為3的廢水經攪拌吸附后，出水的pH值為3.43，pH值有所上升；進水pH值大于5的廢水經攪拌吸附后，出水的pH值均有所下降。

由表3可知：在吸附劑投加相同為10gL-1，改變印染廢水進水的pH值，通過攪拌-吸附-沉淀一體化裝置處理印染廢水。不能達到懸浮物進出平衡。采樣點2的懸浮物處于7.097～7.859gL-1之間變化。

3.3 吸附時間對處理效果的影響

控制吸附劑投加量為10gL-1，調節印染廢水進水的pH值為10，改變進水流量，從而改變攪拌吸附時間，沉淀時間。通過攪拌-吸附-沉淀一體化裝置處理印染廢水。

由圖5實驗結果可知：在吸附劑投加相同，印染廢水進水的pH值為10不變條件下，改變吸附時間，處理后出水的pH值在6.6左右，趨于平穩，說明吸附時間長短不影響對處理后出水的pH值。

圖5 吸附時間對印染廢水pH 值變化的影響

表4 吸附時間對懸浮物的變化影響

圖6 吸附時間對脫色率和COD去除率的影響

由表4實驗結果可知：在吸附劑投加相同為10gL-1，印染廢水進水的pH值為10不變條件下，改變攪拌吸附時間，通過攪拌-吸附-沉淀一體給裝置處理印染廢水，也不能達到懸浮物進出平衡。采樣點2的懸浮物處于7.379～7.976g L-1之間變化。

由圖6實驗結果可知：在吸附劑投加相同為10gL-1，印染廢水進水的pH值為10不變條件下，改變攪拌吸附時間對廢水脫色率影響不太明顯，脫色率基本在90%左右波動，在編號為2的試驗中可能是由于廢水水質變化的原因，使其脫色率有所偏低；而COD去除率側隨著時間的增加達到峰值后又有所下降。這可能是因為吸附質與吸附劑有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，但長時間的攪拌接觸又可能破壞平衡，將已吸附的物質解吸。

吸附時間分別為60min、90min時脫色率和COD去除率效果接近，脫色率分別為90.00%和91.11%，COD去除率分別為35.91%和39.28%。考慮到能耗，確定吸附時間為60min為最佳吸附時間。

3.4 與商品活性炭比較

采用天津市科密歐化學試劑有限公司的商品粉未活性炭處理印染廢水，與污泥吸附劑進行對比。共同試驗條件為：控制進水流量40Lh-1，印染廢水pH值為5，吸附劑投加量為10gL-1，攪拌吸附時間約為60min。試驗結果如表5。

表5 活性炭與污泥吸附劑處理印染廢水效果比

由表5對比可知，在此條件下通過攪拌-吸附-沉淀一體化裝置，分采用污泥吸附劑和商品活性炭處理印染廢水，商品粉未活性炭處理后的出水pH為7.42處于中性（因粉未活性炭pH在5～7之間），而污泥吸附劑處理后的出水pH為3.96比粉未活性炭處理的低；粉未活性炭對廢水脫色率為90.82%，污泥吸附劑92.65%較粉未活性炭處理的好；粉未活性炭對廢水COD去除率為57.14%，污泥吸附劑47.33%稍差于粉未活性炭處理的，由此可見，粉未活性炭與污泥吸附劑處理印染廢水總體出水效果相近。因此，印染廢水在水處理方面，可用污泥吸附劑代替粉未活性炭。

4 結語

4.1 印染廢水經過酸堿調節后，初沉池沉淀后水質相對穩定，用污泥吸附劑處理印染廢水處理效果相對于進水處較好。

4.2 在印染廢水pH值為5時，吸附劑投加量為10gL-1，攪拌吸附時間約為60min，沉淀時間約為45min的條件下，污泥吸附劑處理后的出水pH為3.96，對廢水脫色率為92.65%，COD去除率為47.33%。

4.3 由于原印染廢水pH值一般偏堿性，故在用污泥吸附劑處理印染廢水去除顏色和有機物的同時可進行酸堿調節。

4.4 采用污泥吸附劑和商品活性炭處理印染廢水，出水效果總體相近，印染廢水在水處理方面，可用污泥吸附劑代替粉未活性炭。

[1]GB/T11914-1989[S].

[2]GB/T6920-1986[S].

[3]GB/T11901-1989[S].