印染废水具有色度大、碱性大、成分复杂、有机污染物含量高等特点,是我国主要的难处理工业废水之一特别是色度的去除一直是印染废水治理的难点.[1]印染废水的主要处理方法有中和法、混凝法、氧化法、吸附法、膜法等.[2]噪用混凝法处理印染废水具有投资费用低、设备简单、操作管理方便等特点,是目前印染废水处理行之有效的方法.[3-6]
传统铝系混凝剂的絮体沉降慢,对低温、低浊水处理效果不佳,往往要通过改性来提高其混凝性能.[7-8]在我国,铝铁复合(或共聚)作为铝基混凝剂改性研究已有10多年,研究多集中在使用Fe3+进行改性[9-11],其中报道最多的是聚合氯化铝铁——CPAF(Fe3+).但是,由于Fe3+和Al3+在水解速率和结构上的差异(Fe3+和Al3+)的离子势相差比较大),导致CPAF(Fe3+)的共聚性能不是太好,且Fe3+,的残余色度很大,使得CPAF(Fe3+)不能广泛应用于印染废水,这就促使了新型混凝剂的快速发展.本文根据金属离子水解产生的金属配离子单体的配位聚合能力取决于其离子势(Fe离子势为58.3,Fe2+离子势为41.9,Al3+的离子势为31[121)假说[13],首次采用离子势相近的Al3+、Fe3+进行聚合,以不含其他重金属的钢铁盐酸酸洗废液和氯化铝为原料,制备了一系列聚合氯化铝亚铁混凝剂CPAF(Fe2+).通过CPAF(Fe3+)处理高岭土模拟水样的正交试验确定最佳的工艺条件,探讨了CPAF(Fe3+)浓度及pH对印染废水混凝效果的影响,并将CPAF(Fe3+)与其他混凝剂[CPAF(Fe3+)和PAC]对印染废水的脱色效果进行对比.
1试验
1.1材料
钢铁盐酸酸洗废液(咸阳石油钢管钢绳厂),高岭土(工业品),氯化铝、无水碳酸钠等(分析纯),CPAF(Fe3+)(自制),PAC[w(Al2:03)=26.5%,工业品】.印染废水减阳3530印染厂,pH=11.2,COD1100mgm,浊度655.96NTU,色度640倍).
1.2CPAF(Fe2+)的制备
在酸洗废液中加入足量钢铁屑和适量炭粉(组Fe-C微小原电池,加速盐酸的消耗及催化作用),充反应后过滤[w(Fe)=12.5%,w(HCl)=3%~5%],将滤液成2.0mmol/L储备液.取一定量储备液和AlCl3·6H2O溶液(2.0mmol/L),充分反应后,取样进行水解碱化测定.同时在强烈搅拌下定量缓慢滴加NaCO。溶液mol/L)至表观碱化度分别为1.5、2.0、2.5,补水到一定体积,陈化24h,即得到不同碱化度的CPAF(Fe2+).
1.3应用
在自制Gator杯(10cmxl0cmx20am1中加入染废水,快速搅拌(200r/min)下投加混凝剂1min后慢速搅拌(30~50r/min)反应10min,静置30min,取层清液测定相关水质指标.
1.4水质指标测定
浊度、色度、COD等测定见参考文献[14].
2结果与讨论
2.1正交试验(高岭土模拟水样)
由表1可知,极差主次顺序n(Al3+):n(Fe2+)>碱化度>pH>[CPAF(Fe)]浓度,其中n(Al3+):(Fe3+)、碱化度极差较大,说明它们对浊度去除率有较大影响.较好的工艺条件为n(Al3+):(Fe3+)=9:1,碱化度=2.0.
2.2影响印染废水浊度去除率、色度去除率的因素
2.2.1CPAF(Fe2~)浓度
由图1可看出,在开始阶段,浊度去除率和色度去除率均随着CPAF(Fe3+)浓度的增加而呈明显的上升趋势;2.0mmol/L时,浊度和色度去除效果均达到最高,分别为92.1%、88.23%;>2.0mmol/L时,随着浓度的增加,浊度去除率和色度去除率逐步下降.可能原因是过量投加混凝剂引起过量吸附,且搅拌使胶体粒子的电性发生了逆转,产生再稳现象.混凝实践中,对浓度测试的目的就在于此,过量混凝剂可能造成处理效果不好.
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