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        常見問題

        聚合氯化鋁對印染廢水的混凝效果研究

        時間:2020/07/16 點擊:

        摘要:采用燒杯攪拌實驗,研究了聚臺氯化鋁(PAC)混凝劑處理3種模擬染料廢水樣品的較佳投加量和較佳pH值。實驗結果表明,投藥濃度為2g/L(以鋁計)時,且分散棕黃水樣、酸性深藍水樣、混合染料水樣的pH分別為9、7及6時,PAC的較佳投藥量分別為18、14及21mL,除濁效果良好,其濁度去除率可達98.0%、95.7%及93.3%,色度去除率可達55.6%、73.1%及55.1%。

        片狀聚臺氯化鋁

        印染廢水主要來源于印染加工中的漂煉、染色、印花、整理等工序,而且各工序產生成分各異的污水,使得其水量大、成分復雜、色度深、堿性強,并含有毒有害物質而嚴重污染環境,因此印染廢水的綜合治理已成為當前急需解決的問題之一。

        印染廢水主要含有染料、染色助劑、纖維雜質和無機鹽等,其中以染料的污染較為嚴重。大部分染料為人工合成的芳香烴化合物。染料和印染工業廢水種類多,組成復雜,不同水質需要不同的方法處理。

        混凝法處理印染廢水具有處理效果好,成本低,既能單獨使用,又可與生化處理相結合等優點,成為處理工業廢水的重要手段。有機高分子絮凝劑由于其結構特點而對染料具有脫色效果好、適用范圍廣、受pH值影響小、用量少、產生的污泥少等特點,但無機混凝劑比有機混凝劑價格低廉。聚合氯化鋁(PAC),分子式[Al(OH)nCl6-n]m,是一種新型無機高分子凈水劑,已廣泛應用于生活飲用水、工業用水凈化及工業廢水、生活廢水。

        波濤聚合氯化鋁廠家研究了常用混凝劑聚合氯化鋁(PAC)的投加量和pH對分散棕黃、酸性深藍染料廢水及兩種染料的混合廢水處理效果的影響。

        1、實驗部分

        1.1實驗藥品

        聚合氯化鋁(2g/l,以鋁計),分散棕黃、酸性深藍、鹽酸及燒堿溶液,均為分析純。

        1.2主要儀器設備

        電子分析天平(FA1104);紫外可見光分光度計(TU-1800S);水質濁度儀(SZ002);酸度計(PB-10);色度計(HI93727);六聯升降電動攪拌儀(JJ-4A)。

        1.3實驗水樣配制

        為了確定適宜印染廢水且經濟有效的混凝劑投加量,選擇分散棕黃、酸性深藍、混合染料廢水進行實驗。

        各染料廢水水樣配制:取0.05g染料(混合染料廢水水樣則取分散棕黃和酸性深藍各0.025g),加入500mL水,再取240mL加入5.76L水,配制成6L水樣。得3種水樣的原水水質如表1所示。

        表1原水水質情況

        染料種類 pH 濁度/NTU 吸光度
        分散棕黃 8.28 23.5 0.142
        酸性深藍 6.68 31.7 0.167
        分散棕黃+酸性深藍 7.29 15.8 0.118

        1.4實驗過程

        混凝效果通過處理前后廢水的去濁率和色度去除率來判斷,濁度通過濁度儀測定,色度(以吸光度表示)采用紫外可見光分光光度計測定。

        用分析天平稱取分析純聚合氯化鋁5g溶于250mL水中,快速攪拌得2g/L的PAC溶液,混凝實驗中,先將分散棕黃染料的6份1000mL的廢水水樣置于六聯攪拌機上,固定混凝劑投量分別為6、9、12、15、18、21mL,快速攪拌瞬間投加混凝劑,并于15s內設置二次清洗投加。在200r/min的攪拌速度下快速攪拌60s,然后在60r/min的速度下慢速攪拌10min,靜置10min后用吸管取上清液分析其濁度、吸光度。再以同樣的方法對酸性深藍和混合染料廢水水樣進行混凝實驗,其中,酸性深藍廢水水樣的混凝劑投量分別為6、8、10、12、14、16mL,混合染料廢水水樣的混凝劑投量分別為6、9、12、15、18、21mL。

        配置與上述實驗相同的3種染料廢水各6份1000mL水樣。對于分散棕黃染料廢水,通過滴加鹽酸及燒堿溶液將六份水樣的pH值分別調至6、7、8、9、10、11,加入此種染料廢水的較佳PAC投量18mL。同樣在200r/min的攪拌速度下快速攪拌60s,快速攪拌瞬間投加混凝劑,并于15s內設置二次清洗投加。然后在60r/min的速度下慢速攪拌10min,靜置10min后取上清液分析其濁度、色度。再以同樣的方法對酸性深藍和混合染料廢水水樣進行混凝實驗,其中,酸性深藍廢水水樣的pH值分別調至5、6、7、8、9、10,混凝劑的投加量為14mL;混合染料廢水水樣的pH值分別調至6、7、8、9、10、11,混凝劑的投加量為21mL。在水樣pH的調節過程中,水樣中有絮體出現,隨著pH的增加,絮體增多,水樣變渾濁。這是因為加入的堿與水樣中的染料發生反應產生了沉淀,屬正?,F象。

        2、結果與討論

        2.1PAC投藥量對印染模擬水處理效果的影響

        實驗現象表明,混凝處理后水質較為清澈,形成的礬花大而且量多,呈團狀,效果顯著。隨混凝劑投加量的增加,靜置沉淀后的上清液更加清澈,去濁率也在相應地增加。這是因為鋁鹽的混凝主要是電性中和和吸附架橋作用所致。

        由表2看出,對于分散棕黃染料廢水水樣,隨著PAC投量的增加,去濁率先增后減,當PAC投加量為18mL時,去濁率和色度去除率均達到較大,分別為96.9%、64.8%。對于酸性深藍,實驗現象與PAC對分散棕黃的實驗的相近,但效果不及前者顯著。

        表2PAC投加量對分散棕黃的混凝實驗結果

        序號 PAC投量/mL 濁度/NTU 去濁率,% 吸光度
        1 6 6.58 72.0 0.076
        2 9 5.34 77.3 0.078
        3 12 2.54 89.2 0.074
        4 15 1.91 91.9 0.075
        5 18 0.72 96.9 0.050
        6 21 1.28 94.6 0.074

        由表3看出,去濁率整體較低,但色度去除率均較高且基本不變。這是因為酸性深藍屬酸性染料,而PAC屬強酸弱堿鹽,使得鋁鹽的電性中和作用被削弱。實驗結果表明,隨著PAC投量的增加,去濁率先增后減,在PAC為14mL時效果較佳,去濁率和色度去除率分別達到85.0%、74.9%。當PAC投加量分別增加到21、16mL時,分散棕黃和酸性深藍上清液的濁度又有增加的趨勢。這是由于鋁鹽投加量超過一定限度產生了“膠體保護”作用,使脫穩膠粒電荷變號或使膠粒被包卷而重新穩定(常稱“再穩”現象)。

        表3PAC投加量對酸性深藍的混凝實驗結果

        序號 PAC投量/mL 濁度/NTU 去濁率,% 吸光度
        1 6 6.58 72.2 0.043
        2 8 6.61 79.1 0.044
        3 10 6.14 80.6 0.044
        4 12 5.33 83.2 0.043
        5 14 4.75 85.0 0.042
        6 16 4.99 84.3 0.044

        由表4看出,對于混合染料廢水水樣,當PAC投量達到21mL時,混凝效果達到較佳,去濁率和色度去除率分別為97.4%、44.1%。

        表4PAC投加量對混合染料(分散棕黃+酸性深藍)的混凝實驗結果

        序號 PAC投量/mL 濁度/NTU 去濁率,% 吸光度
        1 6 1.20 92.4 0.070
        2 9 1.13 92.8 0.078
        3 12 1.54 90.3 0.094
        4 15 0.71 95.5 0.069
        5 18 0.61 96.1 0.066
        6 21 0.41 97.4 0.066

        故2g/L的PAC溶液作為混凝劑時,3種染料廢水樣品的較佳投加量分別為18、14、21mL。

        2.2pH對PAC混凝劑處理印染模擬水效果的影響

        實驗現象表明,混凝處理后水質較為清澈,形成的礬花相對細小,量多,效果顯著。

        實驗結果表明:pH的改變對PAC處理印染廢水的混凝效果影響較大。這是因為聚合氯化鋁的水解聚合形態強烈地依附與水體的pH值。在低pH值時,水解的主要形態為單體形式,在中性范圍內為多核水解產物Al7(OH)174+Al(OH)153+,高pH值時為Al(OH)3溶膠或Al(OH)4-。

        由表5看出,對于分散棕黃染料廢水水樣,在其較佳混凝劑投量時,濁度去除率隨著pH增加而逐漸增加,且均較高。pH=9時,濁度去除率達到較高,為98.0%。當pH>9時,去濁率又呈下降趨勢。這是因為聚合氯化鋁生成的Al(OH)3溶膠又發生溶解,吸附架橋作用被大大削弱。

        表5pH對分散棕黃的混凝實驗結果

        序號 pH 濁度/NTU 去濁率,% 吸光度
        1 6 1.64 93.0 0.045
        2 7 1.33 94.3 0.062
        3 8 1.10 95.3 0.073
        4 9 0.44 98.0 0.063
        5 10 1.32 94.4 0.073
        6 11 1.41 94.6 0.087

        由表6看出,對于酸性深藍染料廢水水樣,在其較佳混凝劑投量且pH=7時,濁度去除率達到較高,為95.7%,去濁率也是先增后減。

        表6pH對酸性深藍的混凝實驗結果

        序號 pH 濁度/NTU 去濁率,% 吸光度
        1 5 3.13 90.1 0.046
        2 6 1.63 94.9 0.045
        3 7 1.37 95.7 0.045
        4 8 1.41 95.6 0.043
        5 9 2.58 91.9 0.043
        6 10 3.38 89.3 0.041

        由表7看出,對于混合染料廢水水樣,在其較佳混凝劑投量且pH=6時,濁度去除率達到較高,為93.3%,隨著pH增加去濁率和色度去除率逐漸減小,當pH=11時,去濁率甚至降至80%以下。

        表7pH值對混合染料(分散棕黃+酸性深藍)的混凝實驗結果

        序號 pH 濁度/NTU 去濁率,% 吸光度
        1 6 1.06 93.3 0.053
        2 7 1.18 92.5 0.056
        3 8 1.39 91.2 0.061
        4 9 1.36 91.4 0.079
        5 10 1.84 88.4 0.087
        6 11 3.18 79.9 0.092

        3、結論

        (1)3種染料廢水的較佳處理條件各不相同,當分散棕黃水樣pH為9時,加入2g/L的PAC18mL時度去濁率可達98.0%,色度去除率可達55.6%。當酸性深藍水樣pH為7時,加入2g/L的PAC14mL時去濁率可達95.7%,色度去除率可達73.1%。當混合染料水樣pH為6時,加入2g/L的PAC21mL時去濁率可達93.3%,色度去除率可達55.1%。

        (2)pH對酸性深藍廢水混凝處理的影響大于分散棕黃和混合染料廢水。

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