【集萃網(wǎng)觀察】前言 近些年來隨著化纖織物的發(fā)展,仿真絲的興起和印染整理技術(shù)的進步,染料品種在日益增多的同 時,功能上亦朝著抗光解、抗氧化、抗生物氧化的方向發(fā)展,人工合成染料種類越來越多,結(jié)構(gòu)日趨復雜,性能日趨穩(wěn)定,當前染料分子主要是以芳烴和雜環(huán)化合物為母體,并帶有顯色基團和極性基團, 難以脫色降解,從而使染料廢水處理難度加大。含水溶性染料,如活性染料、酸性染料等的廢水很難使用目前成熟的廢水處理工藝去除。因此,研究對這類染料有特效脫色功能的脫色劑是含染料廢水處理的一個重要方向[1-3]。 現(xiàn)有的脫色劑對于活性染料、分散染料等脫色效果較好,但對于酸性染料等水溶性好的染料脫色效果欠佳。染料大多為陰離子型,對可溶性染料, 陽離子型季銨鹽作為脫色劑是較好的選擇,且對其它染料廢水的處理效果也較好。本文以陽離子型季銨鹽類絮凝劑BWD-01為脫色劑,處理不同類 型染料廢水,考察了廢水的脫色率以及COD去除率。配置模擬染料廢水所用的染料包括:毛皮藍MN-DR、毛尖藍TL-MV、毛皮紅BBA。 1 試驗部分 1. 1 藥品及儀器 藥品:BWD-01,江蘇宜興市藍波化學品有限公司;重鉻酸鉀(分析純,含量≥99. 89% ),北京市 化學試劑研究所;濃硫酸(分析純,相對密度1. 84); 硫酸亞鐵銨(分析純,含量≥99. 5% ),天津市北方天醫(yī)化學試劑廠;染料毛皮藍MN-DR、毛尖藍TL -MV、毛皮紅BBA,北京泛博科技有限公司。 儀器: pHS-25型數(shù)字式pH計,上海日島科學 儀器有限公司; JJ-4型六聯(lián)攪拌機,國華電器有限 公司制造;LG(1000W)微波爐, LG電子天津電器有 限公司; JJ500型精密電子天平,常熟雙杰測試儀器 廠;分析天平METTLER,AE240,北京賽多科斯儀器 系統(tǒng)有限公司; 722N型可見分光光度計,上海精密 科學儀器有限公司。其它試驗常用儀器。 1. 2 染料廢水脫色試驗 用自來水配制一定濃度的單一染料模擬廢水。 取一定量模擬廢水,加入一定量稀釋10倍后的絮凝 脫色劑(下文試驗中所用脫色劑均為稀釋10倍后 使用),在六聯(lián)攪拌機上快攪[4](200 r/min)1 min, 慢攪(60 r/min)5 min,靜置后取上層清液在722N 型分光光度計上測吸光度,根據(jù)GB11914-89規(guī)定 測定CODCr。并計算脫色率和CODCr去除率。 2 結(jié)果與討論 2. 1 BWD-01對毛皮藍MN-DR染料廢水的處理 2. 1. 1 BWD-01的投加量對廢水處理效果的影響 BWD-01稀釋至10%用于試驗,模擬水樣濃 度為1. 0 g/L,測定吸光度的最大吸收波長為 416nm,結(jié)果如圖1。 由圖1可知,絮凝劑投加量為6. 7mL/L時廢水 的脫色率達到最高(91. 9% ),此時廢水的COD去 除率也達到最高(58. 1% ),COD去除率的變化曲線 規(guī)律與脫色率的變化曲線規(guī)律比較一致,都存在一 個較佳的投加量范圍。所不同的是,在達到最大值 后,COD去除率卻會隨著BWD-01投加量的增多 而下降。這是由于染料膠體微粒過多的吸附陽離 子型絮凝劑而帶正電荷,在水中膠體物質(zhì)再次趨于 穩(wěn)定,阻礙絮凝過程的進行,造成脫色率和COD去 除率的下降。此外,本試驗使用的脫色絮凝劑本身是一種有機藥劑,對水樣的COD值有一定的貢獻。 雖然它能有效地去除色度,但過量的BWD-01會 增加水樣的COD值。綜合考慮,絮凝劑最佳投加量 在6~10 mL/L。 2. 1. 2 廢水pH對處理效果的影響 固定BWD-01的投加量為6. 7 mL/L,改變廢 水pH,考察處理效果,結(jié)果如圖2所示。 由圖2可知,廢水的pH為6時脫色率最高,達到97. 7%,此時COD去除率為58. 1%。pH對脫色率的影響不大,但對COD去除率有一定影響。脫色劑用量一定的情況下, COD去除率隨廢水pH的下降而增大, pH為4時,COD去除率達到67. 0%。綜合考慮處理效果,最佳pH范圍在5~7。這主要是因為染料在不同酸度下形態(tài)略有差別,從而影響處 理效果。 2. 2 BWD-01對毛尖藍TL-MV染料廢水的處理 2. 2. 1 BWD-01的投加量對廢水處理效果的影響 BWD-01稀釋10倍(10% )用于試驗,模擬水樣質(zhì)量濃度為0. 67 g/L,測定吸光度的最大吸收波 長為430 nm,結(jié)果如圖3。 由圖3可知:絮凝劑投加量為5. 7mL/L時廢水 的脫色率達到最高值91. 1%,此時廢水的COD去 除率達到最高值87. 5%,脫色率和COD去除率變化規(guī)律基本一致。由圖3還可以看出脫色率和 COD去除率先增大,達到最佳處理效果后,曲線趨于平緩。這是由于BWD-01分子上有帶正電荷的基團,投加量過大會使原來因電荷中和而失穩(wěn)的染料膠體帶上了正電荷,這時膠粒間會出現(xiàn)斥力和導 致ξ電位增加。為此,染料膠體顆粒又重新穩(wěn)定存在于水樣中。另一方面,藥劑投加量過大,相對而言染料膠粒數(shù)目較少,則高分子縮合物的伸展部分就粘不上第二個膠粒,時間一長就會被原膠粒吸附在高分子的其它部位上,這時絮凝脫色劑就失去了架橋功能,膠粒能處于穩(wěn)定狀態(tài)而出現(xiàn)了再穩(wěn) 現(xiàn)象[5]。 2. 2. 2 廢水pH對處理效果的影響 固定BWD-01的投加量為5. 7 mL/L,改變廢水的pH,考察廢水處理效果,結(jié)果如圖4所示。 由圖4可知, pH對脫色率和COD去除率的影響都不大。廢水pH在6~9范圍內(nèi)脫色率基本相同,COD去除率略有變化,但幅度不大。BWD-01 對于此類染料廢水pH具有普遍適用性。這主要是因為絮凝劑的型態(tài)分布和染料的存在形式與溶液的pH值密切相關(guān)[6],脫色劑BWD-01受pH影響較小,染料毛尖藍TL-MV性質(zhì)穩(wěn)定,不同酸度下形態(tài)變化不大。因此,脫色率和COD去除率受pH影響不大。 2. 3 BWD-01對毛皮紅BBA染料廢水的處理 2. 3. 1 BWD-01的投加量對廢水處理效果的影響 BWD-01稀釋十倍(10% )用于試驗,模擬水樣濃度為1. 0 g/L,測定吸光度的最大吸收波長為 414 nm,結(jié)果如圖5。 由圖5可見,脫色率隨絮凝劑投加量增加而增大,投加量為23. 3 mL/L時廢水的脫色率達到最高 值94. 4%,此后脫色率曲線趨于平緩,略有下降趨勢。COD去除率隨絮凝劑投加量增加而先增大,投 加量為10 mL/L時廢水的COD去除率達到最高值 80. 4%,而后明顯下降。這是由于BWD-01分子上有帶正電荷的基團,染料膠體微粒過多的吸附陽離子型絮凝劑而帶正電荷,在水中膠體物質(zhì)逐漸趨于穩(wěn)定,阻礙絮凝過程的進行,造成脫色率不再提高,甚至下降。此外,本試驗使用的脫色絮凝劑本身是一種有機藥劑,過量的BWD-01不再發(fā)生絮凝作用,反而會增加水樣的COD值,導致COD去除率明顯下降。綜合考慮處理效果,BWD-01的最佳投加量范圍在8~15 mL/L。 2. 3. 2 廢水pH對處理效果的影響 固定BWD-01的用量為10 mL/L,考察廢水不同pH對處理效果的影響,結(jié)果如圖6所示。 由圖6可以看出, pH對脫色率影響較大,酸性條件下明顯高于堿性條件, pH為6時脫色率最高達 到98. 5%。COD去除率受pH影響不大,在中性條件pH為7時達到最高80. 0%。 最佳pH范圍在6~7。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是,絮凝劑的型態(tài)分布和染料的存在形式與溶液的pH值密切相關(guān)[6]。脫色劑BWD-01的性質(zhì)受 pH影響不大,但染料毛皮紅BBA為酸性染料,不同酸度條件下形態(tài)會略有不同,從而影響到脫色率和 COD去除率。 2. 4 BWD-01對三種染料處理結(jié)果的比較 陽離子型季銨鹽絮凝劑BWD-01對三種染料的脫色效果均較好,均可達到90%以上,在最佳條件下,對毛皮紅BBA染料廢水的脫色率達到98. 5%。COD去除率相差較大,一般在60%左右,最佳條件下, BWD-01對尖板藍TL-MV廢水的COD去除率達到87. 5%。實際應用中,染料廢水大多含有幾種染料,需根據(jù)試驗找到綜合廢水的最佳工藝條件。 3 結(jié)論 (1)BWD-01處理毛皮藍MN-DR廢水,適宜投加量為6~10 mL/L, pH為5~7。投加量為6. 7 mL/L,廢水pH為6時,脫色率最高達到97. 7%, COD去除率最高為58. 1%。 (2)BWD-01處理尖板藍TL-MV廢水,適宜投加量為4. 5~6. 5 mL/L。投加量為5. 7 mL/L時的脫色率達到最高(91. 1% ),同時COD去除率也達到最高(87. 5% )。pH對脫色率及COD去除率影響不大。 (3)BWD-01處理毛皮紅BBA廢水,適宜投加量為8~15 mL/L。投加量為23. 3 mL/L時的脫色 率達到最高(94. 4% ),投加量為10 mL/L時, COD去除率達到最高(80. 4% )。pH對脫色率影響較大, pH為6時脫色率最高(98. 5% )。COD去除率受pH影響不大。最佳pH范圍在6~7。 參考文獻: [1]于剛,楊志華,祝萬鵬,等.染料廢水物理化學脫色技術(shù)現(xiàn)狀與進展[J].環(huán)境科學, 1994, 15(4): 74-79. [2]戴日成,張統(tǒng),郭茜,等.印染廢水水質(zhì)特征及處理技術(shù)綜述[J].給水排水, 2000, 26(10): 33-38. [3]謝紹東,李愛國.混凝法處理高濃度印染廢水的研究 [J].四川師范學院學報(自), 1994, (4): 335-340· [4]張毅,王偉,朱偉等.復合混凝劑處理模擬酸性大紅染料廢水的研究[ J].安全與環(huán)境學報, 2007, 7 (3): 40 -43. [5]黎載波,王國慶.改性雙氰胺-甲醛絮凝劑(MDF)的脫色性能[J].韶關(guān)學院學報, 2004, 25(6): 69-72. [6]馮利,楊鴻霄.鋁鹽最佳凝聚形態(tài)及最佳pH范圍研究 [J].環(huán)境化學, 1998, 17(2): 52-54.
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