改性聚合硫酸鐵處理印染廢水的研究

馬萬征，胡 強，石 磊

（安徽科技學院 城建與環境學院，安徽 鳳陽 233100）

印染廢水的水質復雜，具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性和pH值變化大、水質變化劇烈，色度高，有的可高達4000倍以上等特點.前人對印染廢水的色度與COD進行了深入的研究.胡娟等[1]對不同活性炭進行性能指標測試,據此篩選出對大分子有機物吸附性能較好的3種活性炭：混合炭、原煤炭和果殼炭,并進行吸附容量實驗.丁純梅等[2]探討了不同的殼聚糖用量、PH值、吸附溫度和吸附時間對印染廢水吸附效果的影響.閆偉奇等[3]對混凝—生物接觸氧化法聯合膜生物反應器（M B R）—反滲透（R O）工藝處理印染廢水進行了試驗研究.胡娟等[4]對不同活性炭進行性能指標測試,據此篩選出吸附劑混合炭、原煤炭和果殼炭,并進行吸附容量實驗.

聚合硫酸鐵（PFS）稱為堿氏硫酸鐵或羥基硫酸鐵，是一種新型的高分子絮凝劑.它在溶液中存在多種絡離子，并以氫氧根作為架橋形成多核絡離子，從而變成較大的無機高分子化合物.本文硫酸亞鐵為原料，通過氯酸鉀氧化、水解、聚合制備聚合硫酸鐵，以聚丙烯酰胺（PAM）為助凝劑對聚合硫酸鐵進行了改性聚合硫酸鐵（PFAM）.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

儀器：分光光度計，比色皿，50mL具塞比色管，移液管，容量瓶，恒溫振蕩器,以及其它常規儀器.

試劑：硫酸亞鐵；優級純重鉻酸鉀；鄰非羅啉；硫酸亞鐵銨；硫酸銀；濃硫酸；鄰苯二甲酸氫鉀；硫酸汞；沸石.

1.2 印染廢水

本試驗中所用水樣為安徽鳳陽染料化工有限公司生產過程中產生的廢水.

1.3 標準色列的制定

取12支50mL比色管，依次加入0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0mL重 鉻 酸 鉀標準溶液，用水稀釋至標線，搖勻.各管色度依次是0、5、10、15、20、25、30、40、45、50、60、70度.密封保存.

利用分光光度計測出吸光度，得出標準曲線.色度的標準曲線方程：y=0.0176x-0.0009，R2=0.9951.

圖1 標準色列曲線

1.4 分析方法

1.4.1 色度去除率的測定方法

用分光光度計在350nm處測定系列一定濃度范圍內廢水的吸光度，以蒸餾水作參比，廢水的濃度與吸光度成正比例關系.用分光光度法測定吸光度,然后根據吸光度計算脫色率,計算公式為[5]:

式中:A0為廢水混凝前的吸光度，A1為混凝沉淀后清液的吸光度.

1.4.2 COD的測定

COD去除率的計算公式為：

式中：C0廢水混凝前的化學需氧量，C1為廢水混凝沉淀后清液的化學需氧量.

1.5 PFS的制備及改性

室溫條件下，在500ml燒杯中加入100g硫酸亞鐵加入水60ml，再放入恒溫振蕩器中震蕩攪拌，滴加硫酸6ml，然后慢慢加入9.0g氯酸鉀，快速攪拌60min，取下，于室溫放置24h進行熟化，即得紅褐色粘稠狀聚合硫酸鐵液體.將配制好的一定濃度的改性助凝劑聚丙烯酰胺按一定比例加入到聚合硫酸鐵中，即可制得改性聚合硫酸鐵.

2 實驗結果

2.1 助凝劑（PAM）處理印染廢水效果

量取250m l的印染廢水于250ml燒杯中，放入恒溫攪拌器進行攪拌10min，然后加入一定的助凝劑（PAM）,快速攪拌10min后將其靜置20min，取上清液測其吸光度，求出色度去除率.結果如圖2所示：

圖2 不同PAM投加量對印染廢水色度的影響

由圖2可知，PAM的投加量在0.2-0.26ml之間，色度去除率隨PAM投加量的增加而增大，當超過0.26mL時色度去除率反而下降.PAM的最佳加入量0.26mL，最大去除率為59.67%.

2.2 聚合硫酸鐵改性前后處理印染廢水的效果比較

在相同條件下，取兩份相同體積的印染廢水，放到恒溫攪拌器攪拌10min，分別加入聚合硫酸鐵、改性聚合硫酸鐵（FPAM）,快速攪拌10min，然后靜置20min，取上清液分別測出吸光度和COD,求出色度去除率、COD去除率.實驗結果如圖3、圖4所示：

圖3 不同PFS投加量對印染廢水色度的影響

圖4 不同PFS投加量對印染廢水色度的影響

由圖3、圖4可知本實驗合成的PFS及改性PFS的絮凝效果好于PAM,改性后的PFS的色度去除率、COD去除率明顯高于PAM，效果極其顯著.

3 結論

3.1 在室溫下，PAM的加入量，改性前和改性后PFS加入量對色度去除率有一定影響，且PFAM對廢水色度去除率效果明顯，最高可達94.85%；同一投加量，改性后PFS大于改性前PFS，改性前PFS明顯大于PAM.

3.2 在室溫下，改性前后PFS加入量對COD去除率都高于61%，且同一加入量，改性后的PFS高于改性前的，最高去除率是75.67%.

3.3 PFS可作為新型、高效的凈水劑，增強去除效果，在印染廢水處理中有重要作用.

〔1〕胡娟，黃流雅，段俊，等.活性炭吸附對印染廢水深度處理的研究[J].環境污染與防治，2009（31）:46-49.

〔2〕丁純梅，宋慶平，王崇俠，等.殼聚糖對印染廢水吸附性能的研究 [J].環境與健康雜志，2008,25（8）：688-690.

〔3〕閆偉奇，邢奕，侯佳，等.混凝—生物接觸氧化聯合MBR－RO工藝處理印染廢水試驗研究[J].給水排水,2011（37）:301-304.

〔4〕胡娟，黃流雅，段俊，等.活性炭吸附對印染廢水深度處理的研究 [J].環境污染與防治，2009,31（8）：46-49、54.