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新型复合净水剂ZY-1在印染污水脱色中的应用

文章出处:北京水处理药剂作者:水处理药剂网发表时间:2013-02-25

  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。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。

  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,可以完全实现更好的脱色效果和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。

  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,实现更好脱色效果,且不再随ZY-1的投加浓度增加而增大。因此,ZY-1的标准投加浓度为200-300mg/l。

  3.3ZY-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。

  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时实现更好的脱色率。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。

  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。

  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标准投加浓度,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的脱色率可以达到98%,而PAC和PFS的脱色率仅为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。

  工业循环水药剂ZY-1的应用总结

  (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的标准投加量为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。

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