不同混凝劑對印染廢水的脫色效果的研究

林榮斌，鄭離妮，陳靜華，王 堅

1.廣州市賽特檢測有限公司，廣東廣州 510650

2.廣州市京水水務有限公司，廣東廣州 510385

對印染廢水進行處理是整個印染行業在發展的必經之路，由于印染廢水有機物含量高、成分復雜、色度深、水質變化大而成為業界內公認的難處理的工業廢水之一。而且隨著科技的發展，各種新型染料以及助劑的應用，更加增加了印染廢水的處理難度。目前國內外對印染水進行脫色的技術很多，有混凝脫色，臭氧脫色，膜過濾脫色等等，但是在實際的應用中，混凝脫色由于其成本較低，經濟性高，被大多數印染廠的廣泛使用。

1 染料的分類

染料的混凝脫色效果與其在水中的存在狀態密切相關，而染料在水中的存在狀態取決于其分子結構及物理化學特性。染料在印染廢水中有三種存在形式：溶解態、膠體態及懸浮態。根據染料分子的結構以及在在中的存在狀態，將染料分子進行分類，可分為弱酸性染料、還原性染料、分散性染料、直接染料、活性染料和中性染料。其中，還原性染料和分散性染料溶解度低，在水中以懸浮物存在，容易用混凝方法去除。而中性染料和活性染料，由于溶解度高，在水中以溶液的形式存在，極難用常規的混凝方法去除。

2 不同混凝劑的脫色效果比較試驗

在化驗室，我們分別量取300mL水樣于燒杯中，用濃硫酸調節pH在10左右，分別投加一定量的硫酸亞鐵、硫酸鋁和堿式氯化鋁，攪拌均勻，用石灰乳調節pH=8～9，靜沉30min后取上清液進行色度和COD檢測，檢測結果如表1所示。（注：色度檢測方法為鉑鈷標準比色法，COD檢測方法為重鉻酸鉀氧化法。）

原水樣水質為色度：2000度，COD：720mg/L。

3 不同混凝劑的脫色效果分析

從上表中可以看出，無論是鐵鹽還是鋁鹽，在隨著其藥劑投加量的增加，其色度和COD的去除率呈現先上升后下降的趨勢。分析其原因，一方面隨著藥劑量的加大，混凝劑離子有效的中和了水中染料分子間的電荷，使得染料分子互相聚合而沉淀。另外，加藥量的增大，混凝劑離子間的吸附架橋能力增強，產生的絮體表面積大，可以更高效的網捕水中的不溶性染料顆粒，從而有效的降低水中的色度。混凝劑的吸附電中和作用和網捕作用是相輔相成的。只有通過電中和，才可能促進染料分子間的聚合，增大染料分子體積，使其成為非溶性染料顆粒，為網捕提供可能；而同時只有通過網捕作用，才能有效的降低水中懸浮的非溶解性染料顆粒，促進了電中和作用的進行。

但是隨著藥劑投加量的增加，混凝劑帶入的電量超過了染料分子的負電荷量，過量的混凝劑離子吸附在絮凝體上，使得絮凝體出現脫穩，同時過量的混凝劑離子與絮凝體上的離子相互爭奪，導致色度去除率下降。另外，過量藥劑的加入，過量的Fe2+易轉化成Fe3+，直接導致出水色度以及COD上升。

另外，對比色度和COD的去除率，可以發現，COD去除率不及色度去除率（COD去除率最高為31%，色度去除率最高為95%），這是因為一方面是由于活性染料和中性染料的溶解度較高，混凝劑對其去除率較差。另一方面，混凝劑帶入的離子的殘留，導致處理后水質COD仍較高。

從沉降速度上看，投加硫酸亞鐵的水樣，其絮凝體沉降速度最快，沉降時間最短（約15min），投加硫酸鋁和堿式氯化鋁的水樣則需要較長的沉降時間（約30min）。這個主要是因為鐵鹽分子量較大，其形成的絮體重量較大，在水中比鋁鹽絮體更容易沉降下來。

4 結論與建議

鐵鹽和鋁鹽是目前最為廣泛應用的無機混凝劑，從化驗室的燒杯試驗中可以看出，鋁鹽在脫色作用上略優于鐵鹽，色度的去除率可達到95%。但在工程應用上時，仍存在值得深思的地方。

4.1 嚴格控制pH值

pH值要求高一直是無機混凝劑一大弱點，只有在適合的pH值下，混凝劑才能發揮出最好的還原，吸附架橋作用，目前用的較多的是硫酸亞鐵，其最優的反應pH在8～10之間，過低或過高的pH都將降低其對色度的去除率。而且鐵鹽絮體在pH>7的時候易發生解吸的現象，導致出水水質色度上升。在條件許可的情況下，可以在反應區前端增加在線pH檢測儀，檢測反應區污水的pH值。

4.2 控制配藥濃度

任何物質都存在一個溶解度。配藥濃度高于藥劑的溶解度時，過量的藥劑將會在溶解槽中沉淀而造成藥劑的浪費。另外，混凝劑的脫色作用是通過溶解于水中的離子進行反應的，因此未溶解的混凝劑干粉對廢水的脫色作用較差。硫酸亞鐵在20℃、30℃、40℃的溶解度分別為26.5%、32.9%、40.2%。而實際操作中發現，實際工業用鐵鹽的溶解度相對較高，這主要是由于工業用鐵鹽純度較低，雜質的帶入增加了鐵鹽的溶解度。

4.3 鐵鋁鹽聯用

鐵鹽有著價格便宜，絮體易沉降的優點，但是同時也有著殘余離子對出水色度的影響。而鋁鹽有著無后續色度影響的優點，但其產生的絮體難沉降。所以，綜合這兩種混凝劑的優點，可以考慮同時啟用兩種混凝劑，一方面減少鐵鹽的用量，降低其對出水色度的影響，另一方面，通過增加鋁鹽混凝劑，保證了混凝劑的網捕吸附作用，同時由于產生的是鋁鹽和鐵鹽的混合絮體，也保證了良好的沉降效果。廣州市自來水公司在2001年采用鐵鹽和鋁鹽聯用凈水的試驗。試驗結果表明在受嚴重工業、生活污染的珠江原水的水質條件下，采用鐵鋁鹽混凝劑聯用的凈水效果比單用任何一種混凝劑處理的凈水效果好[3]。

[1]賀啟環，張勇，方華.處理印染廢水的復合混凝劑研究進展，工業處理，2002，22(4)：1-4.

[2]郭建平，王繼徽.鋁鹽混凝劑的研究及應用進展，2002.

[3]梁偉杰，聚合硫酸鐵和鋁鹽混凝劑聯用的凈水效果，中國供水衛生，2001.