絮凝沉淀法處理真絲精練廢水的工藝研究

蔣星　張建娟　賈龍龍

摘要：為降低真絲精練廢水的處理成本，采用絮凝沉淀法對其進行預處理，討論了不同絮凝劑的處理效果。結果表明：單用聚合氯化鋁時，絮凝形成的沉淀小而松散，無法直接濾除；單用陽離子聚丙烯酰胺時，絮凝形成的沉淀結實易過濾，但COD去除率僅為7.5%；用聚合氯化鋁和陽離子聚丙酰胺復配處理時，絮凝形成的沉淀結實易過濾，COD去除率可達到71%。

關鍵詞：真絲；精練廢水；絮凝沉淀法；COD

中圖分類號：X791文獻標志碼：A文章編號：1009-265X（2017）04-0058-03Study of Treating Silk Scouring Wastewater with Flocculation Precipitate Method

JIANG Xing， ZHANG Jianjuan， JIA Longlong

（College of Materials and Textiles； Zhejiang SciTech University， Hangzhou 310018， China）Abstract：In order to reduce the treatment cost of silk scouring wastewater， flocculation precipitate method was adopted for pretreatment， and the effects of different flocculants were discussed. The results show that the precipitation formed by flocculation in case only polyaluminum chloride is adopted is small and loose and cannot be directly filtered out ； the precipitation formed by flocculation in case only cationic polyacrylamide is adopted is solid and easily filtered out， but the removal rate of COD is only 7.5%； in case that polyaluminum chloride and cationic polyacrylamide are adopted for compounded treatment， the precipitate formed by flocculation is solid and easy to filter out， and the removal rate of COD can reach up to 71%.

Key words：silk； scouring wastewater； flocculation precipitate method； COD

1實驗

1.1材料與儀器

實驗材料：聚合氯化鋁（PAC，工業級，鞏義市先科凈水材料廠），陽離子聚丙烯酰胺（CPAM，工業級，鞏義市先科凈水材料廠），濃硫酸（分析純，杭州傲鷹化工有限公司），氫氧化鈉（分析純，杭州高晶精細化工有限公司），脫膠廢水（取自某絲綢廠）。

實驗儀器：JJ4A六聯電動攪拌器（常州國華電器有限公司），THZ82數顯恒溫振蕩水浴鍋（常州國華電器有限公司），5B3F型COD快速測定儀（蘭州連華環保科技發展有限公司），pHS3C型酸度計（杭州雷磁分析儀器廠）。

1.2實驗方法

1.2.1工藝流程

精練廢水（調節pH值、溫度）→投加絮凝劑→攪拌→靜置→100目篩網過濾→對過濾后的清液進行COD測定。

1.2.2測試方法

COD去除率/%=COD0-COD1COD0×100

式中：COD0為絲膠廢水原液測試值，COD1為絮凝沉淀處理后的絲膠廢水測試值。

2結果與討論

2.1PAC或CPAM單獨處理真絲精練廢水

效果按照1.2.1的工藝流程，研究了PAC和CPAM單獨使用時對真絲精練廢水的處理效果，結果如表1所示。由表1可知，PAC處理廢水后，所生成的沉淀小且分散，無法通過篩網過濾。陽離子聚丙烯酰胺處理后，生成的沉淀結實，易通過篩網過濾，但廢水COD去除率不高，僅有7.5%。這是因為在PAC處理廢水時，除了氯化鋁的鹽析作用造成粒子的失穩[4]，還有膠粒表面對異電荷膠粒有強烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了固體粒子的部分電荷，減少了粒子間的靜電斥力，因而容易與其他顆粒互相接近、吸附而脫穩。因此形成的沉淀小而松散。CPAM結構單元中含有酰胺基，易形成氫鍵，水溶性較好。在處理廢水時，分子一部分吸附在微粒上，另一部分吸附在其他顆粒上，產生橋連作用。CPAM處理廢水主要通過吸附架橋機理形成絮凝體[5]，沉淀結實易過濾，但由于CPAM分子上與微粒產生吸附的位點不多，絮凝效果較差，COD去除率不高。

2.2PAC和CPAM復配處理真絲精練廢水

效果基于以上兩種絮凝劑的特點，本試驗采取兩者相結合的方法，先投加PAC再投加CPAM易獲得容易濾除的沉淀，探討了工藝因素對真絲精練廢水處理效果的影響[6]。

2.2.1復配絮凝劑質量濃度的影響

當CPAM的質量濃度為2 mg/L，改變PAC的質量濃度，如圖1所示。由圖1可知，CPAM質量濃度固定時，COD的去除率隨著PAC質量濃度的增加呈現先增大再減小的趨勢，當PAC的質量濃度為150 mg/L時，COD的去除率達到最大。這是由于PAC的質量濃度超過150 mg/L時，固體微粒吸附了過多的反離子，使原來帶的負電荷轉變成帶正電荷，微粒發生再穩現象[7]，從而導致絮凝效果變差，COD去除率下降。

當PAC的質量濃度為150 mg/L，改變CPAM的質量濃度，如圖2所示。由圖2看出，隨著CPAM質量濃度的增加，COD的去除率一直增大，但當CPAM質量濃度超過2 mg/L時，處理后廢水粘度大，沉淀濾除難度增大，所以CPAM的質量濃度控制在2 mg/L以內。CPAM質量濃度的增加，不僅使能與固體微粒發生吸附的位點增加，而且可以通過吸附橋連作用[8]和網捕作用形成更加致密的網絡結構，在降低COD的同時，增大了處理液的粘度，為了后續處理方便，故須控制CPAM的質量濃度2 mg/L左右。圖1PAC和CPAM復配時PAC

質量濃度對COD去除率的影響

2.2.2pH值的影響

表2表明當pH值為10時，廢水COD去除率最高，且沉淀顆粒大，易通過篩網過濾。當pH值超過12或偏酸時，將會使絮凝劑帶有大量的電荷，它們之間將產生排斥，很多絮凝劑將吸附在同一顆粒上導致絮凝效果下降；同時，pH值對PAC與CPAM的離子化程度也有一定的影響，影響分子鏈的伸展情況，從而影響絮凝劑處理效果，pH值控制在9～11均可。

不同溫度對脫膠廢水進行處理，結果如表3所示。由表3可以看出，溫度對CPAM和PAC復配處理效果有一定的影響，單就COD去除率而言，影響不大；對于沉淀效果而言，隨著溫度的升高，會出現小而散的礬花，篩網過濾后，濾液中會有細小的沉淀顆粒。因為溫度升高，絮凝劑的擴散速率和吸附速率相應的增加，若溫度太高，絮凝劑處理效果不理想，對絮凝不利，由于吸附過程是一個放熱過程，故室溫可以作為處理廢水的最佳溫度。

2.2.4靜置時間的影響

不同靜置時間后的真絲精練廢水處理效果如表4所示。由表4可知，靜置時間對于廢水COD去除率的影響并不大，攪拌靜置20 min即可。

3結論

單獨使用聚合氯化鋁處理真絲精練廢水，無法形成可過濾的沉淀，單獨使用陽離子聚丙烯酰胺處理真絲精練廢水，絮凝效果好，但COD去除率低；聚合氯化鋁和陽離子聚丙烯酰胺復配處理真絲精練廢水，絮凝效果好，當聚合氯化鋁質量濃度150 mg/L，陽離子聚丙烯酰胺質量濃度2 mg/L，室溫下靜止20 min后，廢水pH值控制在9～11時，COD去除率可達70%左右。參考文獻：

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（責任編輯：張會巍）