当前位置：环保信息网 > 环境污染治理 > 水污染治理 > 新型复合净水剂ZY-1用于印染污水的脱色性能研究

新型复合净水剂ZY-1用于印染污水的脱色性能研究

来源: 环保信息网切记！信息来至互联网，仅供参考2010-05-08 访问：次

【摘　要】以硫酸铝、食盐电解含镁废渣、盐酸、和三氯化铁为主要原料，研制了一种用于印染污水处理的新型复合净水剂zy-1。试验了ph值、投加浓度、染料种类等相关因子对其混凝脱色效果的影响，并与常用的絮凝剂：pac、pfs、feso4进行了对比，探讨了其混凝脱色极的作用机理。实验结果表明：zy-1较常用的絮凝剂具有更好的脱色能力和絮凝沉降性能，能够适用于多种染料污水的处理，尤其是用于以小分子为主的活性染料的污水去除，在ph值>9范围内，zy-1能够实现95%以上的脱色率，出水经过滤后能够回用于生产。

【关键词】净水剂zy-1；脱色；印染污水

1前言

随着染料和染色工业的迅速发展，活性染料由于其色泽鲜艳、色谱齐全而正被越来越广泛地应用[1]。然而，活性染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌等重金属元素具有较大的生物毒性，不仅具有严重的环境危害性，且难以被常规的生物方法所处理。加上pva浆料、新型助剂的采用，致使传统的用于印染污水处理的生化工艺的处理效率从70%下降到50%，甚至更低，无法满足日益严格的排放要求。而吸附法、氧化法、电解法等新近推出的处理工艺虽然能不同程度上取得一定的效果，但因其运行费用高、设备投资高、能耗大、技术不成熟等诸多原因限制了它们的应用。因此，混凝法是处理印染工业污水的主要方法之一[2-6]。但由于染料发展的多样性和水溶性及印染污水组成的复杂性，使得常规混凝剂（如铁盐、铝盐及其聚合物等）很难取得到理想的脱色效果。因此，研制低成本、广谱、高效、无二次污染的混凝剂成为混凝研究中的一个热点。以硫酸铝、食盐电解含镁废渣、盐酸、和三氯化铁为主要原料，研制了一种用于印染污水处理的新型复合净水剂zy-1。试验了ph值、投加浓度、染料种类等相关因子对其混凝脱色效果的影响，并与常用的絮凝剂：pac、pfs、feso4进行了对比，探讨了其混凝脱色极的作用机理。结果表明zy-1是一种高效、优良的印染污水处理剂。

2试验方法

2.1试验材料

及食盐电解含镁废渣取自广东某盐厂。

所用染料均为工业级：氯化镁（macl2•7h2o，工业级）；氢氧化钙（ca(oh)2，工业级）；聚合氯化铝（pac，工业级，河南巩义市）；聚丙烯酰胺（pam，工业级，1600万分子量，snf）；聚合硫酸铁（pfs，工业级，河南巩义）；三氯化铁（fecl3，工业级，山东青岛）。

其它药剂均为ar级

实际工业印染污水：取自广州某印染厂调节池污水，其中以3bs、be-3rn、3rs、gr、m-4g型小分子活性染料为主，直接和发散染料为辅。呈红、蓝、棕、绿、黑等多种颜色，以红色和深褐色为主，25-48℃，ph值为7-9，色度400-1000倍，cod为350-700mg/l。

2.2试验仪器

分析天平：德国 sartorious 型号：bs210s 读数精度0.1mg，称量范围210g

分光光度计：多功能水质测试仪，德国 wtw 型号：photolabs6

cod消解器：德国 wtw 型号：thermoreactors cr2200

ph计：phsj-4a型实验室ph计上海雷磁仪器厂

搅拌器：my3000-6d型六联定时变速搅拌器，湖北省潜江市梅宇仪器有限公司

2.3试验方法

取污水水样200ml，加入250ml的烧杯内，放置于六联定时、变速搅拌器上，先充分搅拌3min，调节ph值至既定值，设定搅拌器的搅拌速度和时间，开始搅拌、反应，搅拌停止后，静置、沉淀，测量相应的数据。对于沉淀的污泥界面和沉淀时间测量的数据，则将搅拌后均匀的反应体系转入带有精确均匀刻度的深烧杯内测量，液面高度选择为200mm。

污水的色度分析采用稀释倍数法，采用分光光度法进行校准；cod分析采用德国wtw公司生产的thermoreactors cr2200和photolabs6，进行快速cod消解和测量，采用标准的重铬酸钾法进行校准。

3试验结果与讨论

3.1 ph值对zy-1脱色效果的影响

为清楚了解zy-1对不同染料的脱色性能。试验水样采用单一染料配制的模拟染色废水，配制浓度为100mg/l，并依照实际染色工艺，煮沸或加热染液。

根据前期的对zy-1的脱色性能研究，对于一般印染污水在投加浓度为150－300mg/l的投加浓度时，可以完全实现最佳脱色效果和cod、ss去除率。因此，试验选择的zy-1的投加浓度为300mg/l，确保不因zy-1的浓度不足而影响试验结果。试验结果表明：（1）zy-1对活性染料具有非常理想的脱色率，经其处理后的污水清澈透明，几乎没有色度，且污泥体积少、沉降快；（2）ph值对zy-1的脱色性能具有非常明显的影响，当ph>8以后均能够取得较为理想的脱色率（>80%）；（3）zy-1对于阳离子染料没有脱色作用，可能由于zy-1的主要成分为mg、fe、al、ca等金属盐，其作用机理是通过与染料反应、形成难容氢氧化物或压缩双电层实现胶体的脱稳而凝聚、去除，阳离子染料因其带正电性而难以与其反应。

3.2 zy-1投加浓度对脱色效果的影响

选择ph值为9.0时，通过改变zy-1的投加量试验了zy-1投加量对其脱色效果的影响。试验结果表明：对于试验浓度的各种活性染料污水，zy-1的投加浓度小于200mg/l时，脱色率随zy-1的投加浓度的增大而增大；zy-1的投加浓度为200mg/l时，能够取得较高的脱色率，（>70%）；zy-1的投加浓度为250mg/l时，实现最佳脱色效果，且不再随zy-1的投加浓度增加而增大。因此，zy-1的最佳投加浓度为200－300mg/l。

3.3 zy-1处理工业印染污水

以广州某印染厂调节池污水为研究对象，分别试验了ph值、zy-1投加浓度等各影响因子对zy-1用于实际印染污水处理的影响。同时，对比了pac、pfs、feso4等常规采用的混凝剂的脱色性能。

3.3.1 ph值的影响

在zy-1为300mg/l的条件下，采用盐酸和石灰水调节污水的ph值，研究ph对zy-1用于实际印染污水脱色率关系。试验结果与单一染料污水的试验结果一致，ph值>8以后均能够取得理想的脱色效果，ph值为10时实现最佳的脱色率。因此，zy-1具有较宽的脱色ph范围，只要在碱性条件下就能够取得理想的脱色效果。

3.3.2 zy-1投加量的影响

维持污水的ph为10，通过改变zy-1的投加浓度，研究zy-1投加浓度对其脱色效果的影响。试验结果表明，对于实际的污水处理，zy-1的投加浓度大于225mg/l时，能够取得90%以上的脱色率；当投加浓度达到300mg/l时，脱色率达98%，出水没有色度。

3.3.3 不同絮凝剂脱色性能对比

选择feso4、聚合氯化铝（pac）、聚合硫酸铁（pfs）3种最常用于印染污水处理的无机絮凝剂与zy-1进行了脱色率和cod去除率的对比。zy-1的浓度按上述实验结果的最佳投加浓度，即300mg/l，feso4、pac和pfs的投加浓度在初步的浓度实验和常规使用浓度基础上，选择如下：feso4=1000mg/l、pac=400mg/l和pfs=400mg/l。试验结果表明：以zy-1为絮凝剂用于活性染料的处理相对于常规采用的feso4、pac、pfs而言具有明显的优势。zy-1的最大脱色率可以达到98%，而pac和pfs的最大脱色率仅为64%和72%，feso4虽然能够实现85%以上的脱色率，但出水种含有一定浓度的fe2+，容易返色，表现除黄褐色。

另外，选择有代表性的不同印染工业污水，采用几种典型的混凝剂进行处理效果的对比，总结出如表1所示的性能对比表。从表中可能看出采用zy-1用于以活性染料为主的印染工业污水处理具有明显的优势。

表1 不同絮凝剂的性能对比表

2.4 zy-1脱色机理探讨

从以上试验结果可以看出，zy-1用于印染污水处理较常规采用混凝剂具有脱色效率高、用量少、污泥量少、出水水质稳定、ph值适用范围广等优点。分析其原因，主要因为常规的无机混凝剂主要采用单一的金属盐成份，其作用机理单一，对ph存在相对较严格的要求；而zy-1是将多种无机盐复配在一起，形成复合物，不仅能够发挥众多组分的不同净化和混凝机理，且能够适应较广的ph变化。zy-1中的主要成分是聚合的mg、al、fe、ca等，针对于溶解性染料而言，尤其实阴离子型染料，其中的mg和ca与染料上的磺酸基发生反应，以金属离子为核心形成螯合物，改变染料的溶解性，形成不溶物，而fe和al通过水合与压缩双电层作用，形成絮体，将不溶的螯合物凝聚在一起，通过沉淀作用从污水中分离。因各种组分相互配合，形成较单一组分更好的脱色效果，

2.5 污水处理后回用的可行性分析

印染行业因生产产生大量的污水，随着水资源的匮乏和自来水费用的不断上升，污水经处理后回用对于印染企业而言是势在必行的事情。印染污水中的主要污染物质是染料和化学浆料，只要能够将这些成份，尤其是染料成份有效去除，然后在回用于对给水水质要求相对较低的工艺段是可行的。主要原因如下：

（1）印染工业的用水，真正对水质要求较高的是染色工艺，但其用水量不足17%。绝大部分工艺对水质要求都是很低的。

（2）印染污水中的浆料不会对漂洗、煮炼等工艺构成影响，只要能够有效去除污水中的ss、色度，使水质变得清澈透明即可。

（3）污水处理过程中不引入影响回用水质的药剂。zy-1主要以al、mg为主，且在碱性条件下的溶度积都非常低，处理过程中不会引入影响回用的污染物质，且脱色率高。

采用zy-i净水剂处理印染污水，药剂费用与采用常规絮凝剂基本相同，若处理后的水可用作回用水源，每吨水含排污费实际可节约1.5-2.0元。具有可观的经济效益和良好的社会、环境效益。

4 结论

（1）zy-1是一种含有铝、镁、铁、钙等多种金属离子的新型复合混凝剂。ph值大于8的范围内，zy-1具有良好的脱色性能。

（2）zy-1自身的协同混凝作用，使其对实验选用的各种活性染料水样具有优良的脱色效果。能够有效处理溶解性阴离子小分子染料，但对于阳离子染料的脱色效果很低。

（3）用于活性染料污水处理时，zy-1的最佳投加量为300－500mg/l。

（4）对于印染工业污水的处理，zy-1的絮凝效果、脱色率、沉降性能及对污染因子的去除率均优于其它三种絮凝剂。

（5）zy-1用于印染工业污水处理，能够实现80%的cod去除率和97%以上的脱色率，出水清澈、透明、无色，经简单处理后有望用作回用水源。