活性黑染料废水处理工艺
养殖污水处理_煤矿印染污水处理设备厂家
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印染行业废水处理一直是化工行业废水处理的热点问题〔1-2〕?在众多的染料废水脱色处理方法中,絮凝法因其投资费用低?设备占地少?处理量大?脱色率高而得到广泛应用?常用的絮凝剂有硫酸亚铁?三氯化铁?硫酸铝?聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PES)等?铝盐?铁盐絮凝剂对憎水性染料脱色效果较好,但对酸性?活性染料等含有偶氮键及多个磺酸基团水溶性染料脱色效果较差〔3-6〕?张显球等〔7〕对采用镁铁复合絮凝剂处理印染废水进行了研究, 结果表明其COD 去除率不高?笔者针对某企业的活性染料废水采用石灰-硫酸镁复合絮凝剂进行处理,系统考察了溶液pH?絮凝剂用量等对染料废水的脱色率及COD 去除率的影响?
1 实验部分
1.1 废水水质
含盐染料废水: 取自工厂膜分离车间,pH=6.8,色度2 000 倍,COD 为896 mg/L,NaCl?Na2SO4质量浓度分别为0.9?3.4 g/L, 活性黑染料质量浓度100mg/L?
1.2 试剂与仪器
试剂:七水合硫酸镁,郑州化学试剂二厂,分析纯;氧化钙?氢氧化钠,北京化工厂,分析纯?
仪器:电子天平,AB204-N,梅特勒-托利仪器有限公司;pH 酸度计,pH211 型, 意大利哈纳公司;UV2540 紫外-可见分光光度计,日本岛津公司?
1.3 实验方法
取染料废水100 mL, 加入NaOH 调pH 至碱性, 在磁力搅拌下加入一定量的CaO 粉末待其完全溶解分散均匀后加入一定量的MgSO4·7H2O,搅拌一定时间后静置待溶液分层后取上层清液,在紫外分光光度计上测定其在600 nm 下的吸光度,考虑到介质的pH 可能对染料分子的结构有影响,在测吸光度前把处理后的染料液调至处理前的pH,根据吸光度的变化计算脱色率;以重铬酸钾法测定溶液COD, 并根据COD 的变化计算COD 去除率?
2 结果与讨论
2.1 CaO 投加量对废水处理效果的影响
调节废水pH=13, 单独使用CaO 为絮凝沉淀剂,CaO 投加量对脱色率和COD 去除率的影响如图1 所示?
由图1 可知,随着CaO 投加量的增大,染料的脱色率增大?这是因为CaO 加入溶液中形成Ca(OH)2,Ca(OH)2沉淀过程中吸附染料分子一起形成絮凝体, 经过一定时间的沉降使溶液中染料含量降低?但当CaO 投加量增大到一定程度后,继续增大投加量,Ca(OH)2对染料的吸附作用变化不再明显?根据本实验结果,将CaO 投加质量浓度控制在2.0 g/L 即可?总体而言,使用CaO 作为絮凝沉淀剂的效果并不理想?
2.2 MgSO4·7H2O 投加量对废水处理效果的影响
调节废水pH=13, 单独使用MgSO4·7H2O 为絮凝沉淀剂,MgSO4·7H2O 投加量对脱色率和COD 去除率的影响见图2?
由图2 可知, 开始时对染料废水的脱色率随MgSO4·7H2O 投加量的增大而迅速提高, 当MgSO4·7H2O 投加质量浓度达到1.2 g/L 时, 脱色率达到93%,COD 去除率达到84%?此后继续增大MgSO4·7H2O 投加量,脱色率及COD 去除率增加不大,但此时沉淀颗粒较小,沉降速度较慢;同时由于投加量增大会导致处理成本及沉淀量增加, 综合考虑硫酸镁的投加质量浓度选择1.2 g/L?比较图1 和图2 可知,钙盐?镁盐作为絮凝沉淀剂的变化规律一致,但镁盐作为絮凝沉淀剂的效果要优于钙盐的效果, 其原因在于Mg(OH)2沉淀过程中吸附染料分子形成絮凝体的能力要强于Ca(OH)2?
2.3 CaO 与MgSO4·7H2O的协同效应
调节废水pH=13, 固定MgSO4·7H2O 投加质量浓度为1.2 g/L, 改变CaO 投加量, 考察CaO 与MgSO4·7H2O 共同作用的结果,见图3?
由图3可知, 当MgSO4·7H2O 投加质量浓度为1.2 g/L 时,随着CaO 投加量减小,染料的脱色率及COD 去除率均呈先增后减的变化趋势?在CaO 为0.6 g/L, 即m(MgSO4·7H2O)∶m(CaO)=2∶1 时废水处理效果最好, 此时废水的脱色率达99%,COD 去除率达95%以上; 并且絮凝吸附后沉降时间由2 h 降至20 min, 沉降速度明显加快?可以认为,CaO 与MgSO4·7H2O 的协同效应优于单一种物质的作用?
2.4 pH 对絮凝效果的影响
实验进一步考察了使用CaO-MgSO4·7H2O 复合絮凝剂处理该染料废水时pH 的变化对处理效果的影响,结果见图4?
由图4 可知, 采用CaO 与MgSO4·7H2O 作为絮凝沉淀剂,随着染料废水pH 增大,该复合絮凝剂对染料废水的脱色率和COD 去除率逐渐增大?但在pH<11 的情况下,处理效果很差,只有在pH>12 时处理效果才较好?当pH=13 时,投加MgSO4·7H2O 1.2g/L?CaO 0.6 g/L,絮凝沉降20~30 min 后,染料废水的脱色率可以达到99%,COD 去除率可以达到95%?
2.5 重复实验结果
在pH=13,加入CaO 0.6 g/L?MgSO4·7H2O 1.2 g/L的条件下,进行了多次重复实验,结果都较好,废水的脱色率均在99%以上,COD 可以降至25 mg/L 以下,经废酸中和调整溶液pH 到中性,可以达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一类水质对染料工业废水色度和COD 的要求?具体参见http://www.chinahkjt.com更多相关技术文档。
3 结论
对于活性黑废水,采用CaO-MgSO4·7H2O 复合絮凝剂的效果优于两种物质单独使用; 废水pH 的控制非常重要, 在pH<11 的情况下,COD 和色度的脱除效果均很差?优化的工艺条件为:在pH=13 的条件下, 投加MgSO4·7H2O 1.2 g/L?CaO 0.6 g/L 即m(MgSO4·7H2O)∶m(CaO)=2∶1 为佳?此时,废水脱色率达到99%,COD 去除率达到95%,COD 降至25mg/L 以下,达到国家《污水综合排放标准》一类水质要求?而且CaO?MgSO4·7H2O 原料均廉价易得,使得废水处理成本大大降低, 在工业废水处理中有广阔的应用前景?
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