摘 要:研究了粉煤灰对印染废水吸附脱色处理效果,确定了最佳脱色条件和穿透曲线的特征,并探讨了其对印染废水CODcr的去除率。结果表明:对色度都为700倍、CODcr分别为664·2 mg/L、947·1 mg/L的红、蓝色印染废水,粉煤灰处理的最佳用量分别为18 g和16 g,最佳吸附接触时间分别为2·0 h和2·5 h,最佳pH 5~7,穿透体积分别为115 mL和120 mL,脱色率均可达到95(以上;CODcr的去除率分别为81·5%和41·1%。
关键词:粉煤灰;吸附;印染废水;脱色率
印染废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水,具有水量大、成分复杂、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点[1],属难处理的工业废水,治理不当将会对环境造成严重污染。印染废水的脱色处理是水处理的难点[2-3],现在广泛应用的脱色方法有:吸附脱色、絮凝脱色、氧化脱色、生物法脱色、电化学法脱色等[4]。
粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物,随着能源需求量的增加,粉煤灰产量也与日俱增。这不仅严重污染环境,也耗费了大量的土地资源。因此长期以来粉煤灰的综合利用成为环境保护领域的一个重要课题[5]。粉煤灰的化学组成和多孔性结构使其具有一定的吸附能力[6],研究表明[7-9],利用粉煤灰对印染废水进行吸附处理,废水中色度、COD去除效果均较好。而且粉煤灰还具有来源广泛、成本低等特点,同时可降低粉煤灰对环境造成的污染,达到以废治废的目的。本文通过粉煤灰对印染废水吸附脱色处理效果的研究,综合静态吸附法和动态吸附法实验结果,确定了其最佳吸附条件,同时探讨吸附过程中对废水CODcr的去除率,以期为印染废水的脱色处理和粉煤灰的综合利用提供新的思路。
1 材料及方法
1. 1 印染废水
红色和蓝色印染废水(取自湖北省荆州市兰箭印染厂),色度都为700倍, pH值为8~9, CODcr含量分别为664. 2 mg/L和974. 1 mg/L。
1. 2 粉煤灰
采自湖北省沙市热电厂,筛取0. 1 mm~0. 3mm粒径范围,用水反复冲洗,晾干备用。其化学组成如表1所示。
1. 3 测定方法
印染废水色度的测定-稀释倍数法,水样CODcr的测定-重铬酸钾氧化法[10]。
1. 4 吸附处理方法
静态吸附处理:取100 mL的印染废水置于250mL锥形瓶中,调节pH值,加入一定量的粉煤灰,置于振荡器上振荡,充分接触一定时间后,静置过滤。用稀释倍数法测定滤出液的色度,计算其脱色率。主要考察粉煤灰最佳用量、最佳吸附接触时间及废水pH值对吸附效果的影响。
动态吸附处理:在50 mL碱式滴定管的底部填充少量的脱籽棉,压实后再加入一定量的粉煤灰,充当固定床层,上部填充少量的脱籽棉压实,充当布水器。控制印染废水流速,使其通过布水器均匀洒在床层中,进行常压过滤吸附,每5 mL收集一次滤出液,用稀释倍数法测定滤出液的色度,计算其脱色率,绘制穿透曲线。
2 结果与分析
2. 1 粉煤灰用量对印染废水脱色率的影响
粉煤灰用量对印染废水脱色率的影响结果见表2。如表2所示,随着粉煤灰用量的增加,脱色率逐渐升高;对红色印染废水,粉煤灰用量由8·0 g增至18·0 g时,脱色率由41·7%增大到95%,脱色效果明显;继续增加粉煤灰用量,脱色率趋于稳定,可确定其最佳用量为18 g/100 mL。对蓝色印染废水,粉煤灰用量由8·0 g增至17·0 g时,脱色率由16·7%增大到95%,脱色效果明显;继续加大用量,脱色率趋于稳定,可确定最佳用量为17 g/100 mL。
可见,粉煤灰的吸附性能随灰水比的增加而增大,但灰水比达到一定的比例,吸附性能增加的就不明显了。因此,粉煤灰用量对废水处理有一个相应的最佳灰水比值。
2. 2 吸附接触时间对印染废水脱色率的影响
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