NaOH和硫酸亞鐵用于活性染料印染污水的脫色研究

王勇（浙江博華環境技術工程有限公司，浙江省310012）

NaOH和硫酸亞鐵用于活性染料印染污水的脫色研究

王勇（浙江博華環境技術工程有限公司，浙江省310012）

本文探討了NaOH和硫酸亞鐵去除活性染料印染廢水中色度的工藝操作條件和脫色效果。通過實踐證明采用NaOH和硫酸亞鐵凈化工藝對去除活性染料印染廢水的色度具有脫色效果好、工藝操作簡單、投資少、成本低、原料來源廣的優點，是一種去除活性染料印染廢水色度的較佳方法

NaOH、硫酸亞鐵、脫色、印染廢水

1 概述

印染廢水,水量大,色度高,成分復雜,廢水中含有染料、漿料、助劑、酸、堿、纖維雜質及無機鹽等。目前染色加工過程中的10%～20%的染料排入廢水中,這給印染廢水的脫色處理帶來了一定困難。隨著染料工業的發展和印染加工技術的進步，染料結構的穩定性大為提高，給脫色處理增加了難度，目前印染廢水的脫色問題已成為國內外廢水處理中急需解決的一大難題。

國內部分印染廠采用生化處理的方法,生化處理采用微生物法降解染料分子和有機物,但是生化處理過程中有害分子降解速率低,設備投資大，運行費用高。近年來，雖然國外對印染廢水的脫色也有過一些成功的報道。如“英圓Arehaeus技術集團開發的Arcasorb天然聚合吸附材料對活性等可溶性染料吸附去色。美國棉花公司采用費通(Featon)試劑(H2O2和FeSO4)對印染廢水進行脫色等。但是，在國內由于受資金、技術等因素的制約，這些方法在印染廠中的實際應用還相當少。因此，選擇一種簡單經濟有效的處理方法成為印染廢水脫色的研究重點。

我公司采用NaOH和硫酸亞鐵對印染廢水進行脫色處理，取得了較理想的效果。實踐證明，用NaOH和硫酸亞鐵法處理印染廢水，其工藝操作簡單、污水處理成本低、設備結構簡單、容易上馬、原材料來源廣泛、脫色效果好。此法是比較適合我國基本國情的一種印染廢水的脫色方法。本文主要對NaOH和硫酸亞鐵法處理印染廢水的脫色效果、工藝操作方法和主要工藝控制條件進行了探討，并就此方法存在的問題進行了闡述。為印染廠采用此法去除印染廢水中的色度提供參考。

2 實驗的基本情況

2.1 實驗的污水水質情況

本試驗所采用的印染污水主要來自于德清縣龍奇絲綢煉染有限公司的染色車間。該廠絲絨染整的生產過程中要使用大量的活性染料，每年各類活性染料的消耗量在數千公斤。該車間所排出的污水色度大約在400～600倍之間，該廠老污水處理系統雖已采用生化鼓風曝氣法和物化混凝沉淀法對污水進行脫色處理，但處理效果不佳，尤其對活性紅染料的脫色效果較差。根據該廠污水處理的現狀，我們采用染色車間的廢水為試驗對象。目前.此類污水的水質通常在如下范圍內：

色度：400～600倍

COD：l50～200mg/L

SS；3O0～500mg/L

S2-：lmg/L以下

該廠過去采用堿鋁、石灰等混凝劑對廢水進行脫色處理，其色度去除率僅為40～60，經生化后出水色度仍未能達到排放標準要求。

2.2 試驗工藝流程及主要設備

為了解決該廠污水處理中活性染料引起的色度問題，我們采用廢堿液+硫酸亞鐵混凝沉淀的方法去除污水中活性染料的色素。

2.2.1 試驗工藝流程

廠區污水經管網收集后進入調節池，經調節池提升泵提升至混凝沉淀池，在混凝沉淀池的反應區投加預先配置好的硫酸亞鐵溶液并投加廢堿液調節PH，反應區采用機械攪拌進行充分混合反應，反應后進入斜管沉淀池進行沉淀和泥水分離，上清液進入后段生化處理設施進一步處理，污泥排入污泥濃縮池進行重力沉降，濃縮后污泥再經板框壓濾機脫水后外運處理。

數學理解意義是數學思維的根基，探索學生總是出錯的原因是對等式意義理解不透，等式100x=4兩邊同時除以100(或乘以1/100)，學生理解等式性質的規則和意義就不會做錯。筆者認為，解方程不能機械地要速度，更要側重于理解。

2.2.2 試驗主要設備

（1）3m3反應池

（2）1.5m3廢堿液投加池

（3）20m3廢堿液儲槽

（4）1.5m3硫酸亞鐵溶藥投藥池

（5）200m3斜管沉淀池

（6）加藥泵3臺

2.2.3 試驗藥劑

（1）硫酸亞鐵，固體工業級，在溶藥投藥池配成10%的溶液。

（2）NaOH，工業廢堿，濃度約12.5%。

2.3 試驗工藝條件控制

2.3.1 PH控制對脫色效果的影響

實驗發現，該廠污水混凝脫色處理過程中，廢堿液的投加量多少對污水色度的去除率起著至關重要的作用。為此我們改變混合池中污水的PH值，考察該廠活性染料印染廢水在達到最佳色度去除率時的最佳PH控制范圍。測試結果如表1和圖1所示：

表1 PH值對污水色度去除率的影響

備注：硫酸亞鐵投加量為750mg/l，進水流量控制在20t/h，進水色度280倍。

由表1和圖1可見，當PH控制在8以上，色度去除率即可穩定達到85%以上，雖然PH控制在11以上，其色度去除率較高，但由于控制PH過高將導致進入生化系統PH超過微生物耐受能力上限。所以理想的PH控制范圍為9～10之間。在此范圍內色度既可以達到86%～91%,又能保證沉淀池出水能直接進入后續生化系統。

2.3.2 硫酸亞鐵控制對實驗效果的影響

控制PH在9～10之間，進行硫酸亞鐵投加量控制實驗，確定硫酸亞鐵最佳投加量范圍，結果見表2和圖2。

表1 PH值對污水色度去除率的影響

圖2 硫酸亞鐵投加量對污水色度去除率的影響

由表2和圖2可見，當硫酸亞鐵投加量控制在700～800mg/L，脫色效果較好，投加量過低紅色脫不凈，過高出水有泛黃的現象，水色變黃，經生化處理后出水有紅色。

由上述二例實驗可見，NaOH和硫酸亞鐵處理活性染料印染污水時，只要嚴格控制硫酸亞鐵的投加量在750m/l左右，并用NaOH調節PH在9～10之間，充分攪拌混合，活性染料的色度去除率可穩定達到91%以上，這是采用聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等混凝劑所不能及的。

3 結果與討論

（1）采用NaOH和硫酸亞鐵法處理活性染料污水，脫色率可穩定達到91%以上，脫色效果好。

（2）NaOH投加量的多少對脫色效果起著重要作用，一般來說，NaOH投加量越多（PH值越高），脫色效果越好。但在實際操作中，NaOH投加量應始終，污水的PH值應控制在9～10為宜，投加量過多將引起沉淀池出水PH過高，超過生化池微生物耐受極限，對后續處理產生破壞性影響，并且增加處理成本。NaOH投加量過少，脫色效果欠佳，達不到理想的脫色效果。

（3）硫酸亞鐵的投加量應根據原水色度和NaOH的投加量做出適當調整，一般情況下，硫酸亞鐵的投加量控制字700～800 mg/L為宜，過少則影響礬花的形成質量，過多則會造成出水泛黃，且經生化處理后出水泛紅，影響處理效果。

（4）成本分析：經測試計算，處理一噸活性染料印染污水，其投藥費用在0.3元左右，硫酸亞鐵用工業級固體配置成10%的溶液投加。NaOH采用12.5%左右的工業廢堿直接投加。

（5）存在問題

a、NaOH和硫酸亞鐵的投加量控制要求較高，硫酸亞鐵投加偏少脫色不夠完全，投加量過多則會出現出水沉淀池泛黃，影響脫色效果。NaOH投加量過多會導致沉淀池出水PH偏高，超過生化處理微生物耐受極限酸堿度，影響后續處理系統的正常運行。我們雖然采用PH在線監控自動控制NaOH投加量，但仍需對PH探頭定期進行清洗和校正。

b、采用此工藝，產生的污泥量較多，需要適當增加污泥脫水的處理能力，污泥處理的費用增加。

c、對色度較高的高濃度活性染料印染污水，需要較大的投藥量。

4 結束語

本文對采用NaOH和硫酸亞鐵法處理活性染料印染污水色度的方法和工藝控制條件研究表明，NaOH和硫酸亞鐵法對活性染料印染污水的脫色是有效的，只要嚴格控制投藥量，并調節PH在9～10之間，不僅能使污水色度去除率達到91%以上，而且污水處理費用較低。據測算，處理一噸活性染料印染污水的藥劑費用僅為0.30～0.35元。該工藝不但為活性染料印染污水提供了一種技術上和經濟上可行的污水處理方法，而且對活性染料的廣泛使用以及環境保護都具有積極的現實意義。