各类服装衬料印染废水处理技术

Posted 2023-01-13 水处理

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上海某纺织有限公司主要生产各类服装衬料，生产废水主要含有分散染料、活性染料、印花浆料及助剂。废水水质与水量见表1。其中，涂层废水和染色废水统称为综合废水，其COD较高；特别是染色废水，其B/C仅0．08，色度高达1　200倍，水量约占总水量的1/3。这两股废水是综合废水预处理的关键，混凝法对分散染料及涂层浆料的去除是一种有效方法。本文旨在对废水进行混凝试验，对比废水COD和色度去除效果，以期指导工程应用。

1　试验内容

试验选取聚氯化铝（PAC，铝含量28％）、硫酸铝［Al2（SO4）3，铝含量15％］以及聚氯化铝－硫酸亚铁（PAC－FeSO4，摩尔比1∶5，）三种混凝剂，絮凝剂采用聚丙烯酰胺（PAM，分子量800万道尔顿）。

pH 测定采用玻璃电极法（GB 6920-86）；色度测定采用稀释倍数法（GB 11903-89）；COD测定采用重铬酸钾法（GB 11914-89）。主要仪器包括六联混凝搅拌机（MY　3000－2B，武汉梅宇仪器有限公司），具塞比色管（50mL），pH 玻璃电极（GP200，深圳长利来科技有限公司），COD 快速消解仪（JRQ－12，青岛科迪博环保仪器有限公司）。

2　试验结果与讨论

2．1　药剂组合比选

在500mL综合废水样（COD=4　054mg/L，色度=420倍）中分别投加PAC、Al2（SO4）3和FeSO4－PAC，调整pH=7．5～8，分别对混凝沉淀后废水取上清液测COD和色度，结果如图1和图2所示。

从图1可以看出，PAC、Al2（SO4）3和FeSO4－PAC分别在200mg/L、250mg/L和225mg/L时出水COD达到最低值，分别为2　797mg/L、3　270mg/L和2　845mg/L，去除率分别为31．01％、19．34％、29．82％。对比来看，硫酸铝的混凝效果较差：其一，Al2（SO4）3中铝含量远低于PAC的铝含量；其二，Al2（SO4）3为分散形分子，不利于形成水合聚体，混凝效果难以与PAC相媲美。PAC混凝效果略优于FeSO4/PAC，这主要是因为FeSO4的混凝效果逊于PAC。

从图2可以看出，PAC、Al2（SO4）3和FeSO4－PAC分别在150mg/L、225mg/L和175mg/L时出水色度达到最低值，分别为240倍、310倍和210倍，对应去除率为42．85％、26．19％、50％。FeSO4－PAC投加过量后色度略有回升，这主要是过量的Fe2+－Fe3+离子的影响。Al2（SO4）3的脱色效果最差，这与其混凝效果相关。FeSO4－PAC脱色效果优于PAC，与两者的COD去除率对比效果相反。这说明，FeSO4对印染废水中的脱色贡献大于其混凝作用；Fe2+ 离子对发色基团具有还原作用，对于溶解的活性染料也有脱色效果。

2．2　综合废水混凝试验

取综合废水各500mL（COD=3　757mg/L，pH=8．90），进行平行混凝试验。图3为控制PAC投加量为200mg/L条件下，不同PAM投加量对于混凝效果的影响试验。图4为控制PAM投加量为7．5mg/L条件下，不同PAC投加量对于混凝效果的影响试验。

图3所示COD去除率随PAM 投加量呈抛物线状；PAM 投加量在5～10mg/L时，混凝效果差别不大，COD去除率均达30％以上；投加量在7．5mg/L时，COD 去除率达到31．59％。其原因是，PAM 投加量低于5mg/L时，PAM 尚未对絮体形成足够的吸附架桥作用；PAM投加量高于10mg/L时，过量的PAM对絮体形成包裹作用而重新稳定。

图4表明，PAC投加量分别在125～175mg/L和200～250mg/L时，COD去除率随投加量分别呈正相关和负相关。原因主要为PAC投加过量时，残留的氯离子对COD略有贡献；过量的PAC对PAM吸附架桥作用有竞争性，以致PAC絮体未得以良好增长，导致沉降性能较差。

综合废水混凝试验表明，PAC在175～200mg/L和PAM 在5～7．5mg/L为最佳条件。

2．3　涂层废水混凝试验

取涂层废水各500mL（COD=8　648mg/L，pH=7．10），进行平行试验。图5为控制PAM 投加量为7．5mg/L条件下，不同PAC投加量对于涂层废水混凝效果的影响试验。

根据图5，混凝法对于涂层废水COD去除率均达55％以上；PAC投加量在250～300mg/L时，COD去除率可达65％左右。这表明，涂层废水中COD的主要贡献为喷淋液中的烧结灰、聚酯、聚酰胺粉末等不溶解性混合浆料残留物；同时，聚酯、聚酰胺属于高分子化合物，容易吸附在胶体表面而得以去除。

2．4　染色废水混凝试验

取染色废水各500mL（COD=8　460mg/L，pH=6．80），进行平行试验。图6为控制PAM 投加量为7．5mg/L条件下，不同PAC投加量对于染色废水混凝效果的影响试验。

从图6可以看出，混凝法对于染色废水COD去除率为26％～33％。试验还发现，混凝法对染色废水的脱色效果不甚明显，原水色度1　200倍，经混凝处理，出水色度基本在800倍左右。其原因是，生产车间中染色工艺使用的染料包括分散染料和活性染料两类，混凝仅对分散染料有相对较好的去除效果，而对活性染料基本无效。

3　工程应用与调试

从试验来看，PAC和FeSO4－PAC对COD和色度去除效果基本相当。工程应用中采用单一PAC加药系统。混凝沉淀单元进水Q=10m3/h，控制PAC 加药量为150 mg/L，PAM 加药量为10mg/L，pH 为7．5～8．5。图7为混凝单元每12h取样一次的连续运行数据。

从图7分析，混凝效果随进水COD的变化分为3个区：进水COD 低于3　000mg/L时，去除率在20％～25％；进水COD在3　000～4　000时，去除率为30％左右；进水COD高于4　000mg/L时，去除率为35％左右。可能的原因是当进水浓度较高时，COD以不溶性悬浮物为主要贡献。

调整PAC加药量为200mg/L，其他工况相同，连续运行数据见图8。对比分析可以发现，增加PAC的加药量对低浓度进水时的COD去除率基本没有影响。进水浓度较高时，增加PAC加药量对COD去除率相应增加至35％～40％。这表明：在低浓度进水时，PAC加药量150mg/L是适宜的；进水浓度增高时，适当增加PAC的量有助于改善混凝效果。。

4　结论

（1）试验表明，三种药剂组合对废水的处理效果为，PAC 对COD 的去除效果略优于FeSO4－PAC，而FeSO4－PAC脱色效果优于PAC。两者对COD和色度的去除效果均大大优于Al2（SO4）3。

（2）试验发现，PAC投加量在250～300mg/L时，对涂层废水COD去除率可达65％左右；混凝法对于染色废水COD去除率为26％～33％；PAC在175～200mg/L和PAM 在5～7．5mg/L为综合废水混凝的最佳条件。

（3）工程应用中，随进水水质波动，在进水COD（＞4　000mg/L）浓度较高时，适当增加PAC投加量有助于提高COD去除率；而在低浓度COD（3　000～4　000）范围，增加PAC投加量（＞150mg/L）对COD去除率影响不明显。