不同混凝劑及生物脫色劑對皮革印染廢水各項指標去除效果對比研究

尹德勝，官春平

(廣東輕工職業技術學院，廣州 510308)

處理印染廢水是所有印染企業生產過程的必要環節，由于多種新型且復雜的染料及相關助劑的投入使用，使印染企業廢水的處理過程及難度都極大地增加。膜過濾脫色、臭氧脫色和混凝脫色是眾多印染企業采取的脫色技術，其中混凝脫色技術經濟環保且具有較好的成本優勢，故在行業內使用廣泛[1]。

印染企業常用染料的種類及分類方法較多，有中性、弱酸性染料、直接染料、還原性染料、活性和分散性染料等。懸浮態、膠體態及溶解度低的染料適合使用混凝法處理，如分散性、還原性染料；而易溶解的染料通常不能用該法處理，如活性和中性類染料[2]。

皮革印染加工與生產過程的各個環節如染色、印花等工段都能產生含不同有機污染物的工業廢水，難以降解處理[3]。由于精細化工和印染工業的快速發展，用作染料的藥劑種類達上萬種，其中最被各類印染企業廣泛使用的是色譜齊全的活性染料。但是就化學分子結構而言，活性染料藥劑（含-SO3-基團）大多是親水性分子結構，使其成為印染污水中最難被去除的有機污染物。通過對多種試驗條件進行對比和分析，可確定最佳效果的混凝劑品種及混凝條件[4]。

1 實驗方法

1.1 主要試劑、儀器

聚合氯化鋁（PAC），化學通式為[Al2（OH）nCl6-n]m、Al2（SO4）3、聚合氯化鋁鐵（PAFC）；分析純：FeCl3、FeSO4·7H2O、FeAl（SO4）2；Ca（OH）2和H2SO4；陰離子聚丙烯酰胺（APAM）；自主研制的生物脫色劑。

化學需氧量（COD）消解測試儀、分光光度計、攪拌器、pH計等。

1.2 實驗水質

實驗用水取自增城市仙村鎮某棉紡織造有限公司印染廠廢水，COD約為1 000～2 000 mg/L，色度為800～1 000倍，pH值為9.0～10.0。

1.3 方法

1.3.1 色度測定

采用目測比色法測定色度。

1.3.2 化學需氧量（COD）測定

采用快速密閉催化消解法。

1.3.3 污泥沉降比、平均沉降速率的測定與計算

將1 000 mL印染廢水加入燒杯中，置于六聯攪拌器上，分別向燒杯中加入一定量的混凝劑，以400轉／分鐘的速度快速攪拌15秒，然后以80轉／分鐘的速度慢速攪拌3分鐘。

測定與計算方法：分別將不同混凝劑加入廢水中，攪拌后靜置，每沉淀300 s記錄一次污泥體積和高度的下降量。

1.3.4 污泥密度測定

干污泥質量的測定：靜置5 h后，去除上清液，在110 ℃烘箱中恒溫烘干2.5 h后稱量；計算、測定污泥的密度。

2 結果和討論

2.1 最優pH值及藥劑量的確定

對pH值要求高一直是無機混凝劑的一大弱點，是影響混凝效果的重要因素。任何一種混凝劑都存在一個相對合適的pH值，只有在這樣的酸堿環境下，還原、吸附架橋等物理化學作用才能發生，也才能使混凝效果達到最佳。針對該廠廢水，在試驗中廢水水溫保持在25 ℃，初始pH值在7.0～11.0范圍內變化。各混凝劑與PAM搭配使用的最佳pH值和投加量結果見表1。

表1 各混凝劑與PAM搭配使用的最佳PH值和投加量

2.2 化學需氧量（COD）及色度去除率比較

在混凝實驗中，自主研制用脫色劑WH的使用量、脫色效果均為最優：混凝劑用量為210 mg/L；化學需氧量（COD）去除率為54.8%；色度去除率為91.5%。三氯化鐵的COD去除率及色度去除率最差，分別為40.5%和73.6%。

2.3 平均沉降速率、污泥體積、污泥密度的比較

產生絮體效果最好的是脫色劑WH，但絮體質量較小，故沉降速率相對較慢。絮體沉降速率最快的為鐵鹽類絮凝劑，在15 min內絮體即可完全沉降。這是因為鐵鹽的親OHˉ能力強所致。產生的絮體較多的是鋁鹽類混凝劑，絮體平均沉降速率曲線見圖1，污泥沉降比曲線見圖2，各混凝劑所產生污泥的密度見表2。

表2 各混凝劑所產生污泥的密度

圖1 絮體平均沉降速率曲線

圖2 污泥沉降比曲線

2.4 脫色劑與聚合氯化鋁的聯合使用

由于吸附和中和的共同作用，使得聚合氯化鋁PAC和脫色劑聯合使用時的色度和COD的去除率都得到了不同程度的增加。平均沉降速率提高至60 mm/min，沉降時間降至35 min。

3 結論

脫色劑WH的使用量、脫色效果均為最優：混凝劑用量為210 mg/L；化學需氧量（COD）去除率為54.8%；色度去除率為91.5%。產生絮體效果最好的是脫色劑WH。絮體沉降速率最快的為鐵鹽類絮凝劑，在15 min內絮體即可完全沉降。聚合氯化鋁PAC和脫色劑聯合使用時沉降速率提高至60 mm/min，沉降時間降至35 min。