摘要:通过单因素实验,研究了磁流体的投加量、pH值、温度、搅拌时间对印染废水色度和CODCr的去除效果影响。实验结果表明:磁流体A、磁流体B和磁流体C投加量分别为6,4,5 mL,pH值为6,温度为30℃,搅拌时间为15 min时,对印染废水的色度和CODCr值去除效果较好,最高可达95%。
关键词:磁流体;印染废水;去除率
长期以来,印染废水具有排放量大、水质复杂、色度高、COD值高、可生化性差等特点,其中脱色问题和高COD值一直是印染废水的处理难题。近年来,随着化学纤维织物的发展,仿真丝的兴起和印染整理技术的进步,使聚乙烯醇(PVA)浆料、人造丝皂化物和新型助剂等难生化降解的有机物大量进入印染废水,使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右,而传统的沉淀法、气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右[1-2]。
纳米级磁流体中的磁性固体粒子本身对油污有很强的吸附作用,而磁流体又具有磁性,利用外加磁场可以控制浮油扩散,捕集、分离水面和水体油污。刘勇建等[3]在固定磁场的情况下,采用室温,充分混合,在磁性饱和溶液与废水的体积比等于1∶9时,磁性颗粒处理废水的效果最好,COD去除率可达95%左右,色度去除率可达95%左右。曲秀荣等[4]采用化学共沉淀法制备了纳米级的Fe3O4磁性颗粒,颗粒粒径为8 nm左右,粒子均匀,并通过2种表面活性剂进行包覆,制得了稳定的水基磁流体,粒子分散性较好,黏度小,并且黏度随外磁场增加而增加,随温度升高而降低,随浓度增加而增加。本文主要研究低成本磁种在不同工况下,对实验室配制印染废水的色度和CODCr去除效果的影响。
1·材料和方法
1.1实验水质
实验用印染废水采用活性蓝染料、PVA和淀粉配制,其具体指标如下:ρ(CODCr)为1 000~1 200mg/L;色度为800~1 000倍;pH值为4~5;温度为15~25℃。
1.2药品与仪器
药品:氢氧化钠、浓硫酸、无水乙醇、聚乙二醇4000、硫酸亚铁铵、硫酸银、重铬酸钾、聚合氯化铝。仪器:电子天平(BL-220H)、磁力搅拌器(84-1A)、数控超级恒温槽(SC-15)、干燥培养箱(PH-140(A))、pH值测量仪(6219)、生物振荡器(THZ-031)、恒流泵(BT-100)、紫外可见分光光度仪(U-2910)。
1.3实验方法
图1为高梯度磁流体处理印染废水的流程。印染废水和磁流体混合后,通过恒流泵来调节流速,控制水力停留时间,输送到高梯度分离器中,其中分离器的长、宽、高分别为12,12和20 cm,内装的填料是铁丝和不锈钢丝,并在分离器的侧面装上表面磁场强度为2 200 A/m的铷铁硼强磁铁,印染废水有分离器底部进入,从分离器上部出水。
2·结果与分析
2.1磁流体投加量对印染废水处理效果的影响
2.1.1对印染废水色度的影响
磁流体投加量对印染废水色度的去除情况见图2。由图2可以看出,磁流体投加量太少,所含磁性颗粒就少,磁性不够强,就不能使磁流体发挥它的功效,而磁流体的投加量超过一定量时色度去除率不再提高,有的反而下降。磁流体A投加量达到6 mL时,色度去除率最高,投加量超过6 mL时,由于溶液中存在过量的Fe2O3和Fe3+,使溶液浑浊色度去除率有所下降;磁流体B投加量达到4 mL时,色度去除率最高,投加量超过4 mL时,因为溶液中存在过量Fe2+,使溶液浑浊导致色度去除率下降;磁流体C投加量达到并超过4 mL时,色度去除率达到最高并不再增加,去除率为95%。