改性聚合硫酸铁处理印染废水的研究

马万征，胡 强，石 磊

（安徽科技学院 城建与环境学院，安徽 凤阳 233100）

印染废水的水质复杂，具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈，色度高，有的可高达4000倍以上等特点.前人对印染废水的色度与COD进行了深入的研究.胡娟等[1]对不同活性炭进行性能指标测试,据此筛选出对大分子有机物吸附性能较好的3种活性炭：混合炭、原煤炭和果壳炭,并进行吸附容量实验.丁纯梅等[2]探讨了不同的壳聚糖用量、PH值、吸附温度和吸附时间对印染废水吸附效果的影响.闫伟奇等[3]对混凝—生物接触氧化法联合膜生物反应器（M B R）—反渗透（R O）工艺处理印染废水进行了试验研究.胡娟等[4]对不同活性炭进行性能指标测试,据此筛选出吸附剂混合炭、原煤炭和果壳炭,并进行吸附容量实验.

聚合硫酸铁（PFS）称为碱氏硫酸铁或羟基硫酸铁，是一种新型的高分子絮凝剂.它在溶液中存在多种络离子，并以氢氧根作为架桥形成多核络离子，从而变成较大的无机高分子化合物.本文硫酸亚铁为原料，通过氯酸钾氧化、水解、聚合制备聚合硫酸铁，以聚丙烯酰胺（PAM）为助凝剂对聚合硫酸铁进行了改性聚合硫酸铁（PFAM）.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

仪器：分光光度计，比色皿，50mL具塞比色管，移液管，容量瓶，恒温振荡器,以及其它常规仪器.

试剂：硫酸亚铁；优级纯重铬酸钾；邻非罗啉；硫酸亚铁铵；硫酸银；浓硫酸；邻苯二甲酸氢钾；硫酸汞；沸石.

1.2 印染废水

本试验中所用水样为安徽凤阳染料化工有限公司生产过程中产生的废水.

1.3 标准色列的制定

取12支50mL比色管，依次加入0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0mL重 铬 酸 钾标准溶液，用水稀释至标线，摇匀.各管色度依次是0、5、10、15、20、25、30、40、45、50、60、70度.密封保存.

利用分光光度计测出吸光度，得出标准曲线.色度的标准曲线方程：y=0.0176x-0.0009，R2=0.9951.

图1 标准色列曲线

1.4 分析方法

1.4.1 色度去除率的测定方法

用分光光度计在350nm处测定系列一定浓度范围内废水的吸光度，以蒸馏水作参比，废水的浓度与吸光度成正比例关系.用分光光度法测定吸光度,然后根据吸光度计算脱色率,计算公式为[5]:

式中:A0为废水混凝前的吸光度，A1为混凝沉淀后清液的吸光度.

1.4.2 COD的测定

COD去除率的计算公式为：

式中：C0废水混凝前的化学需氧量，C1为废水混凝沉淀后清液的化学需氧量.

1.5 PFS的制备及改性

室温条件下，在500ml烧杯中加入100g硫酸亚铁加入水60ml，再放入恒温振荡器中震荡搅拌，滴加硫酸6ml，然后慢慢加入9.0g氯酸钾，快速搅拌60min，取下，于室温放置24h进行熟化，即得红褐色粘稠状聚合硫酸铁液体.将配制好的一定浓度的改性助凝剂聚丙烯酰胺按一定比例加入到聚合硫酸铁中，即可制得改性聚合硫酸铁.

2 实验结果

2.1 助凝剂（PAM）处理印染废水效果

量取250m l的印染废水于250ml烧杯中，放入恒温搅拌器进行搅拌10min，然后加入一定的助凝剂（PAM）,快速搅拌10min后将其静置20min，取上清液测其吸光度，求出色度去除率.结果如图2所示：

图2 不同PAM投加量对印染废水色度的影响

由图2可知，PAM的投加量在0.2-0.26ml之间，色度去除率随PAM投加量的增加而增大，当超过0.26mL时色度去除率反而下降.PAM的最佳加入量0.26mL，最大去除率为59.67%.

2.2 聚合硫酸铁改性前后处理印染废水的效果比较

在相同条件下，取两份相同体积的印染废水，放到恒温搅拌器搅拌10min，分别加入聚合硫酸铁、改性聚合硫酸铁（FPAM）,快速搅拌10min，然后静置20min，取上清液分别测出吸光度和COD,求出色度去除率、COD去除率.实验结果如图3、图4所示：

图3 不同PFS投加量对印染废水色度的影响

图4 不同PFS投加量对印染废水色度的影响

由图3、图4可知本实验合成的PFS及改性PFS的絮凝效果好于PAM,改性后的PFS的色度去除率、COD去除率明显高于PAM，效果极其显著.

3 结论

3.1 在室温下，PAM的加入量，改性前和改性后PFS加入量对色度去除率有一定影响，且PFAM对废水色度去除率效果明显，最高可达94.85%；同一投加量，改性后PFS大于改性前PFS，改性前PFS明显大于PAM.

3.2 在室温下，改性前后PFS加入量对COD去除率都高于61%，且同一加入量，改性后的PFS高于改性前的，最高去除率是75.67%.

3.3 PFS可作为新型、高效的净水剂，增强去除效果，在印染废水处理中有重要作用.

〔1〕胡娟，黄流雅，段俊，等.活性炭吸附对印染废水深度处理的研究[J].环境污染与防治，2009（31）:46-49.

〔2〕丁纯梅，宋庆平，王崇侠，等.壳聚糖对印染废水吸附性能的研究 [J].环境与健康杂志，2008,25（8）：688-690.

〔3〕闫伟奇，邢奕，侯佳，等.混凝—生物接触氧化联合MBR－RO工艺处理印染废水试验研究[J].给水排水,2011（37）:301-304.

〔4〕胡娟，黄流雅，段俊，等.活性炭吸附对印染废水深度处理的研究 [J].环境污染与防治，2009,31（8）：46-49、54.