脫色混凝及混凝劑在染料廢水處理中的應用
隨著(zhu)我(wo)國工業(ye)的(de)(de)發展,特(te)別是近年來國際市場對(dui)我(wo)國染(ran)料(liao)(liao)的(de)(de)需求增長,我(wo)國染(ran)料(liao)(liao)工業(ye)飛(fei)速發展,染(ran)料(liao)(liao)工業(ye)廢水(shui)排放(fang)量(liang)大幅度(du)增加。這種現(xian)象在(zai)武強縣(xian)尤為突出,武強縣(xian)現(xian)已成為河北省化工密集縣(xian),又地處滏陽河流域,治理(li)染(ran)料(liao)(liao)工業(ye)廢水(shui)成為我(wo)縣(xian)環(huan)保(bao)工作的(de)(de)重(zhong)要內容(rong)。
1 染(ran)料廢水的來源(yuan)及特點
廢水(shui)來源(yuan)于染(ran)料及中(zhong)間體行業,由各種產品及中(zhong)間體的結晶母(mu)液,生產過程中(zhong)流失的物料,設備和地面的沖洗水(shui)組成(cheng)。
武強(qiang)縣染(ran)料工業具有品(pin)種多(duo)產量小的特點(dian),全部是間(jian)歇操作(zuo),廢(fei)水(shui)間(jian)斷性排放;水(shui)質、水(shui)量變化范(fan)圍(wei)大,生(sheng)產流程較長,產品(pin)收率較低(di),廢(fei)水(shui)組分(fen)(fen)復雜;濃度高(COD 1 000-10 000 mg/L,色(se)度大(500-10萬倍(bei)),廢(fei)水(shui)中的有機組分(fen)(fen)含量高,主(zhu)要(yao)為芳(fang)烴及雜環化合物,苯(ben)胺類(lei),并帶(dai)有顯色(se)基團及極性基團;含有較多(duo)的原料和副產品(pin),以及酸、堿、NaCl、Na2SO4、Na2S等無機鹽(yan)類(lei)。
染(ran)料(liao)廢水(shui)的處理難(nan)點在于,一是(shi)COD 高(gao),形(xing)成(cheng)COD 的主要成(cheng)分為苯胺類、芳烴、酚(fen)類等(deng)性(xing)質穩定的有機(ji)物,可生化性(xing)差;二是(shi)色度高(gao),組分復雜,COD 去(qu)除(chu)與脫色相關聯(lian),但(dan)脫色問題難(nan)度大。
2 混凝法
混凝法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)向(xiang)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)添加一定物質,通過物理或(huo)化(hua)(hua)學的(de)(de)作(zuo)用,使原先溶于廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)或(huo)呈(cheng)微(wei)細狀態,不(bu)易沉降、過濾(lv)的(de)(de)污染物集結(jie)(jie)成(cheng)較(jiao)大(da)顆粒,以便于分(fen)離(li)(li)的(de)(de)方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。染料廢(fei)水(shui)(shui)處理方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)很多。物理方法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)有吸附法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、膜(mo)分(fen)離(li)(li)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、超聲(sheng)波振氣法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)。化(hua)(hua)學法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)包括(kuo)混凝法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、臭氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、濕(shi)式空氣氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、焚燒(shao)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。電(dian)化(hua)(hua)學法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)包括(kuo)點(dian)混凝法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、電(dian)氣浮法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、電(dian)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、微(wei)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。光(guang)化(hua)(hua)學氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)包括(kuo)光(guang)激發氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)、光(guang)催化(hua)(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)。其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)混凝法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)因(yin)其(qi)固定投入少,運營成(cheng)本(ben)低,操(cao)作(zuo)簡單,適(shi)應面(mian)廣,效果(guo)(guo)較(jiao)好等(deng)優點(dian)成(cheng)為(wei)我縣(xian)染料工(gong)業廢(fei)水(shui)(shui)處理的(de)(de)重要(yao)手段(duan)。尤其(qi)根據廢(fei)水(shui)(shui)性質的(de)(de)不(bu)同結(jie)(jie)合其(qi)他(ta)手段(duan)能(neng)達到很好的(de)(de)效果(guo)(guo),特(te)別適(shi)合基層(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)小(xiao)規(gui)模的(de)(de)企業廢(fei)水(shui)(shui)治(zhi)理。在我縣(xian)尤其(qi)是(shi)和吸附法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa),微(wei)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)結(jie)(jie)合有成(cheng)功的(de)(de)典范。
3 混凝法處理(li)機理(li)
在混(hun)(hun)凝(ning)劑(ji)加入染(ran)料廢水(shui)(shui)中(zhong)后,混(hun)(hun)凝(ning)劑(ji)在水(shui)(shui)中(zhong)發(fa)生水(shui)(shui)解、聚(ju)合(he)等(deng)化學反應(ying),生成的(de)(de)水(shui)(shui)解聚(ju)合(he)產(chan)物再與水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)顆粒發(fa)生靜(jing)電中(zhong)和、粒間駕橋、黏附(fu)卷掃等(deng)作用生成粗大的(de)(de)混(hun)(hun)凝(ning)體,再經沉淀除去(qu)。以上(shang)(shang)幾種作用可(ke)能(neng)同(tong)時產(chan)生,在不同(tong)的(de)(de)條(tiao)件下某種作用可(ke)能(neng)是(shi)主(zhu)導因素(su)。染(ran)料廢水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)發(fa)色(se)基團就是(shi)通過(guo)上(shang)(shang)述復雜過(guo)程而完成脫色(se)處理(li)(li)。混(hun)(hun)凝(ning)法的(de)(de)關(guan)鍵在于(yu)混(hun)(hun)凝(ning)劑(ji)的(de)(de)選(xuan)擇。投加量少(shao)、操(cao)作管理(li)(li)方便、能(neng)取得最佳(jia)效果(guo)是(shi)選(xuan)擇混(hun)(hun)凝(ning)劑(ji)的(de)(de)原則。
4 常用混凝劑(ji)
染料廢水處(chu)理中(zhong)使用(yong)的混凝劑很多,大致分為無機混凝劑和有機混凝劑。
4. 1 無機(ji)混凝劑
在實際應用(yong)中無(wu)(wu)機混(hun)凝劑以鐵鹽、鋁(lv)鹽為(wei)主,鎂鹽也與其他混(hun)凝劑復(fu)配而廣泛采用(yong)。PAM 是一(yi)種(zhong)(zhong)含有(you)(you)鐵、鋁(lv)、鎂等多種(zhong)(zhong)金屬離(li)子(zi)的(de)(de)(de)新型復(fu)合(he)混(hun)凝劑,pH 在5-10 的(de)(de)(de)范圍內,具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)混(hun)凝除濁(zhuo)性,對我(wo)縣的(de)(de)(de)匯泉染(ran)料化工公(gong)司混(hun)合(he)染(ran)料廢(fei)(fei)水(shui)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)脫色效(xiao)果(guo)和COD 去除能力;聚合(he)硫酸鐵有(you)(you)投加量小(xiao),沉降(jiang)速度快,脫色率高等優(you)點,特別是pH 值適(shi)應面(mian)廣,對pH值4左右的(de)(de)(de)廢(fei)(fei)水(shui)脫色率達(da)85%,pH為(wei)6 以后(hou)能達(da)到(dao)92%;最常見的(de)(de)(de)無(wu)(wu)機混(hun)凝劑成分(fen)還有(you)(you)MgCl2·6 H2O、PAC、Al2(SO4)3、AlCl3 等,根據廢(fei)(fei)水(shui)性質的(de)(de)(de)不同,選用(yong)不同的(de)(de)(de)無(wu)(wu)機混(hun)凝劑,能達(da)到(dao)很(hen)好的(de)(de)(de)脫色效(xiao)果(guo)。
4. 2 有機混凝(ning)劑
由于普通的(de)(de)無機(ji)混凝(ning)劑(ji)在廢水(shui)處(chu)理中藥劑(ji)投入量大,造(zao)成(cheng)(cheng)處(chu)理費用高(gao),而(er)(er)且多數無機(ji)混凝(ning)劑(ji)適(shi)應(ying)性(xing)(xing)差,對于排放廢水(shui)水(shui)質變化較大的(de)(de)企(qi)業,需要(yao)專(zhuan)人跟蹤(zong)分(fen)析廢水(shui)特點(dian),隨時調整加藥條(tiao)件甚至改變混凝(ning)劑(ji)種類(lei),才能有(you)很(hen)(hen)好的(de)(de)效果(guo),造(zao)成(cheng)(cheng)管理成(cheng)(cheng)本(ben)過(guo)高(gao)。而(er)(er)最近幾年開發的(de)(de)有(you)機(ji)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)混凝(ning)劑(ji),具(ju)有(you)用量少(shao)(shao),pH 適(shi)用范(fan)圍(wei)廣,受鹽類(lei)及環境條(tiao)件影響小,污(wu)泥量少(shao)(shao),處(chu)理效果(guo)好的(de)(de)優良性(xing)(xing)能。目前的(de)(de)有(you)機(ji)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)混凝(ning)劑(ji)主要(yao)分(fen)為天然和合(he)成(cheng)(cheng)兩大類(lei)。天然高(gao)分(fen)子(zi)(zi)混凝(ning)劑(ji)有(you)殼聚(ju)糖、甲殼素類(lei)、微生物(wu)(wu)混凝(ning)劑(ji)三大類(lei)。通常用農副產品中的(de)(de)有(you)機(ji)高(gao)分(fen)子(zi)(zi)物(wu)(wu)質提取制(zhi)得,價廉、易降(jiang)解(jie),但電荷密(mi)度小,分(fen)子(zi)(zi)量低,且易發生生物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)而(er)(er)失去混凝(ning)活性(xing)(xing),所以使用范(fan)圍(wei)不廣,在染(ran)料(liao)廢水(shui)的(de)(de)處(chu)理中很(hen)(hen)少(shao)(shao)應(ying)用。
人工合成(cheng)的(de)有(you)機高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)量(liang)大,分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)鏈中所帶的(de)官(guan)能(neng)團多(duo),在(zai)(zai)水(shui)中伸展(zhan)度(du)大,混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)性好(hao),用(yong)(yong)量(liang)小(xiao),pH 適應(ying)范(fan)圍(wei)廣(guang),同時在(zai)(zai)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)過濾、脫(tuo)水(shui)等分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)(li)操作方面都具(ju)有(you)優越的(de)性能(neng)。人工合成(cheng)的(de)高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)種(zhong)類(lei)很(hen)多(duo),按其官(guan)能(neng)團分(fen)(fen)(fen)(fen)類(lei),主要分(fen)(fen)(fen)(fen)陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)型、陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)型、非離(li)(li)(li)子(zi)(zi)型三大類(lei)。在(zai)(zai)人工合成(cheng)的(de)高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)中,應(ying)用(yong)(yong)最(zui)廣(guang)的(de)是聚(ju)丙(bing)烯(xi)酰胺及(ji)其衍生(sheng)物(wu)的(de)復(fu)(fu)配(pei)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji),能(neng)在(zai)(zai)廣(guang)泛的(de)條件下對染料廢(fei)水(shui)起到很(hen)好(hao)的(de)脫(tuo)色作用(yong)(yong)。發達國家在(zai)(zai)有(you)機高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)的(de)研究已經很(hen)成(cheng)熟,普(pu)遍推(tui)廣(guang)的(de)有(you)聚(ju)丙(bing)烯(xi)肽胺的(de)改性物(wu)、環氧丙(bing)烷和(he)胺的(de)反(fan)應(ying)產物(wu)、聚(ju)亞胺類(lei)、聚(ju)季胺等為(wei)主的(de)復(fu)(fu)配(pei)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)。我國有(you)以聚(ju)丙(bing)烯(xi)肽胺的(de)改性物(wu)和(he)與天然(ran)高(gao)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)接枝共聚(ju)物(wu)為(wei)主的(de)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji)開發出很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)(yong),另(ling)外雙氰胺-甲醛系列陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)聚(ju)合物(wu)是一種(zhong)新(xin)型的(de)陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)混(hun)(hun)凝(ning)(ning)(ning)(ning)劑(ji)(ji),對染料廢(fei)水(shui)、造紙廢(fei)水(shui)、染整廢(fei)水(shui)均可顯著降低(di)色度(du),降低(di)COD 值。
有(you)機高(gao)分(fen)子混凝劑(ji)品種(zhong)繁多(duo),針對性強,尤其(qi)有(you)些(xie)專用的混凝劑(ji)能(neng)達到很高(gao)地去除效果。如國(guo)內(nei)邵青等合(he)成的無色黏稠液(ye)體混凝劑(ji),它是一種(zhong)分(fen)子結(jie)構(gou)(gou)和空間形態與植物纖(xian)維以及蛋白質纖(xian)維的結(jie)構(gou)(gou)和空間結(jie)構(gou)(gou)相似(si)的線(xian)性分(fen)子,該脫(tuo)色劑(ji)對能(neng)染上(shang)這種(zhong)纖(xian)維的染料具有(you)強親和力(li),對這種(zhong)廢水COD 去除率最高(gao)能(neng)達95%。
5 廢水脫色的混(hun)凝組(zu)合(he)處(chu)理
染料廢(fei)水的(de)脫色處理,由于經濟等(deng)方面的(de)原因(yin)(yin),往往不能采(cai)(cai)用(yong)單(dan)一(yi)方法,此(ci)(ci)外(wai),染料廢(fei)水處理除色度(du)外(wai)還(huan)包括SS、COD、pH 值等(deng)多項指標要(yao)(yao)求,因(yin)(yin)此(ci)(ci)采(cai)(cai)用(yong)組合方式是完(wan)全必(bi)要(yao)(yao)的(de)。
混(hun)凝(ning)(ning)脫色(se)—CASS 處理(li)(li)工(gong)藝是以生(sheng)化為(wei)主,輔以物化,二者結合的(de)處理(li)(li)流程,不僅去除(chu)色(se)度而且(qie)對(dui)于(yu)部(bu)分(fen)不可生(sheng)化的(de)中高(gao)濃度COD有機質有較好的(de)去除(chu)效(xiao)(xiao)果(guo)。同步吸附—混(hun)凝(ning)(ning)—氧(yang)化處理(li)(li)工(gong)藝利用吸附劑、氧(yang)化劑、混(hun)凝(ning)(ning)劑的(de)共同反應(ying)作用以及(ji)空氣(qi)鼓泡攪拌,對(dui)陽(yang)離子染料和(he)陰離子染料的(de)廢水(shui)治理(li)(li)效(xiao)(xiao)果(guo)很好。氧(yang)化法(fa)對(dui)親水(shui)性染料脫色(se)速度快效(xiao)(xiao)果(guo)好,和(he)混(hun)凝(ning)(ning)法(fa)結合即(ji)混(hun)凝(ning)(ning)—氧(yang)化法(fa)來處理(li)(li)染料廢水(shui)脫色(se)率可達95%;內電解—混(hun)凝(ning)(ning)—SBR—生(sheng)物碳組合工(gong)藝處理(li)(li)染料廢水(shui)確(que)定最佳(jia)控制(zhi)條件后,在原水(shui)COD為(wei)5 000 mg/L 色(se)度6 000 時(shi)去除(chu)率能達95%以上。
6 結束語
從(cong)(cong)以上(shang)的(de)比(bi)較(jiao)可(ke)知,每種(zhong)處理方法(fa)從(cong)(cong)技術性(xing)、經濟(ji)性(xing)、實用(yong)性(xing)以及可(ke)操作(zuo)性(xing)上(shang)都有自身的(de)優點和缺點,在實際的(de)工程中(zhong)應(ying)按照具(ju)體的(de)條件和要求選擇合理的(de)工藝組合,我縣作(zuo)為(wei)化工大縣,已(yi)經開始(shi)有選擇的(de)把(ba)混凝劑和混凝法(fa)應(ying)用(yong)到污水(shui)治理的(de)實際工作(zuo)。
實踐表明,只要選取合(he)適的混凝劑,采用適當的處(chu)理技術,完全(quan)可(ke)以達到染料廢(fei)水的有效處(chu)理,解(jie)決染料廢(fei)水的污染問題。
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[作者簡介] 王東(dong)立(1971-),男,助理工程師,主要從事水污染控制(zhi)與(yu)治理研究工作。

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