印染污泥吸附剂处理印染废水的工业试验研究

梁祥京 李珍珍 杜道洪

（1广州海滔环保科技有限公司 广东广州 511338 2广州新滔水质净化有限公司 广东广州 511340）

广州新塘素有牛仔服装名镇之称，是中国最大的牛仔服装生产基地。但牛仔服装大量生产的同时也产生了大量的印染废水。印染废水的处理过程中会产生的大量印染污泥，这些污泥多是被简单填埋在闲置的废石坑里。

本文研究了印染污泥吸附剂用于印染废水处理的中试情况，自行设计的印染污泥吸附剂搅拌-吸附-沉淀一体化装置可成功用于印染废水的连续处理，在试验条件下印染吸附剂对印染废水的处理效果接近于商品活性炭的性能。

1 试样与试剂

1.1 试样1

本研究使用的污泥吸附剂是以广州增城某工业园水质净化厂的污泥为原料，样品外观呈黑色、块状、硬脆、类似木炭。该种污泥吸附剂的物理、化学性质见表1。

表1 污泥吸附剂的物理/化学性质

对污泥吸附剂做以下流程的预处理：将中试样品经研钵破碎至粒径1cm左右，球磨30min，过50目筛，干燥2h，分别称取1kg保存于样品袋中待用。

1.2 试样2

试验用印染废水取自广州增城新洲环保工业园水质净化厂细格栅后的污水。由该厂水处理流程知，格栅后的污水尚未经生化处理，可认为是原水。在试验过程中发现，在印染废水进口经过细格栅处，每天的水质水量变化很大，有时瞬间变化也很大；颜色变化大，时而呈淡蓝色，时而黑色，时而褐色。印染废水经过细格栅后悬浮物SS在0.160～0.634gL-1；PH值一般大于11；COD变化范围为612～1143mgL-1。

2 实验装置及评价方法

2.1 实验装置

本试验装置设计是根据吸污泥吸附剂处理印染废水，处理过程中需要有一定的混合程度及接确时间，而处理后出水是固液混合物，需沉淀进行固液分离，故分别设置搅拌池和沉淀池。

本工业试验装置搅拌吸附池废水有效容积约为40.8L，沉淀池废水有效容积约为31.2L。按流量计量程16～160Lh-1流计算，处理污水的规模：0.384～3.840td-1，在搅拌吸附池停留时间：2.55～0.255h，在沉淀池停留时间：1.95～0.195h。

2.2 试验方法

COD的测定用重铬酸盐法[1]：pH值的测定采用玻璃电极法[2]；悬浮物SS的测定采用重量法[3]；脱色率的测定采用分光光度法。

3 试验结果与讨论

取集水井处印染废水至各调节桶，混匀。将废水的pH值调至设定值后，将废水注满搅拌池，投入按设计好的投加量的污泥吸附剂，搅拌吸附至所设定的时间后，再按设定流量连续进水，按设定的投加量连续投加吸附剂。搅拌吸附至设定时间在采样点2取约250mL。当水注满沉淀池时自动流出时，分别在进水口1、采样点3及出水口4（见图1）取水样约250mL。分别检测分析pH、悬浮物、吸光度及COD，出水则取上清液进行吸光度和COD分析。

图1 监测采样点布置图图

3.1 吸附剂投加量对处理效果的影响

图2 吸附剂投加量对印染废水pH 值变化的影响

控制进水流量60 Lh-1，搅拌吸附时间40 min，在pH值为10的条件下，改变沉淀时间，改变吸附剂投加量，考察吸附剂投加量对印染废水处理效果的影响。

由图2实验结果表明：印染污水进水的pH值为10，经搅拌吸附沉淀后，随着吸附剂投加量的增大，出水的pH值会逐渐变小。这是由于在印染污泥制备吸咐剂活化过程中采用氯化锌溶液作为活化剂，氯化锌呈酸性，使得制备出来的污泥吸咐剂明显偏酸性，检测pH值在3.47～3.95。因此，吸附剂投加量的增大，出水的pH值会随之变小。

图3 吸附剂投量对脱色率和COD去除率的影响

由图3实验结果表明：随着随吸附剂投加量的增大，脱色率和COD去除率也增大。但到达一定量后，脱色率和COD去除率均有趋于平稳。这是由于吸附剂达到一定投加量时，吸附剂与废水中可被吸附物质基本达到吸附平衡；同时也说明废水中存在一些吸附剂不可吸附的物质，即使增加投加量，COD、脱色率提高不明显。考虑到经济性及改变其他条件试验的可行性，选取吸附剂投加量为10gL-1进行往后试验。

表2 吸附剂投加量对悬浮物的变化影响

由表2可知：进行物料衡算，试验存在进水的悬浮物加上投加的吸附剂的固体物质的量高于搅拌吸附池后采取的样品的悬浮物含量。可能的原因大至有以下几点：

（1）干燥后的吸附剂吸水，增加吸附剂重量，影响称得的实重；（2）污泥吸附剂有部分成分溶于水中，因为在吸附剂的生产过程中添加氯化锌等化学药品，同时一些物质性质的改变，由不可溶变为可溶。此外，可能有部分残余化学药品吸存于污泥吸附剂中；（3）污泥吸附剂中较重颗粒未能带出沉淀池而累积，说明搅拌强度不够。

3.2 改变印染废水pH 再进行处理

控制进水流量60Lh-1，投加量为10gL-1，改变印染废水pH值，通过搅拌吸附沉淀装置处理印染废水，考察pH值对印染废水处理效果的影响。

由图4实验结果可知：由于污泥吸附剂pH值为3.47～3.95。经搅拌吸附沉淀后，进水pH为3的废水经搅拌吸附后，出水的pH值为3.43，pH值有所上升；进水pH值大于5的废水经搅拌吸附后，出水的pH值均有所下降。

由表3可知：在吸附剂投加相同为10gL-1，改变印染废水进水的pH值，通过搅拌-吸附-沉淀一体化装置处理印染废水。不能达到悬浮物进出平衡。采样点2的悬浮物处于7.097～7.859gL-1之间变化。

3.3 吸附时间对处理效果的影响

控制吸附剂投加量为10gL-1，调节印染废水进水的pH值为10，改变进水流量，从而改变搅拌吸附时间，沉淀时间。通过搅拌-吸附-沉淀一体化装置处理印染废水。

由图5实验结果可知：在吸附剂投加相同，印染废水进水的pH值为10不变条件下，改变吸附时间，处理后出水的pH值在6.6左右，趋于平稳，说明吸附时间长短不影响对处理后出水的pH值。

图5 吸附时间对印染废水pH 值变化的影响

表4 吸附时间对悬浮物的变化影响

图6 吸附时间对脱色率和COD去除率的影响

由表4实验结果可知：在吸附剂投加相同为10gL-1，印染废水进水的pH值为10不变条件下，改变搅拌吸附时间，通过搅拌-吸附-沉淀一体给装置处理印染废水，也不能达到悬浮物进出平衡。采样点2的悬浮物处于7.379～7.976g L-1之间变化。

由图6实验结果可知：在吸附剂投加相同为10gL-1，印染废水进水的pH值为10不变条件下，改变搅拌吸附时间对废水脱色率影响不太明显，脱色率基本在90%左右波动，在编号为2的试验中可能是由于废水水质变化的原因，使其脱色率有所偏低；而COD去除率侧随着时间的增加达到峰值后又有所下降。这可能是因为吸附质与吸附剂有一定的接触时间，使吸附接近平衡，但长时间的搅拌接触又可能破坏平衡，将已吸附的物质解吸。

吸附时间分别为60min、90min时脱色率和COD去除率效果接近，脱色率分别为90.00%和91.11%，COD去除率分别为35.91%和39.28%。考虑到能耗，确定吸附时间为60min为最佳吸附时间。

3.4 与商品活性炭比较

采用天津市科密欧化学试剂有限公司的商品粉未活性炭处理印染废水，与污泥吸附剂进行对比。共同试验条件为：控制进水流量40Lh-1，印染废水pH值为5，吸附剂投加量为10gL-1，搅拌吸附时间约为60min。试验结果如表5。

表5 活性炭与污泥吸附剂处理印染废水效果比

由表5对比可知，在此条件下通过搅拌-吸附-沉淀一体化装置，分采用污泥吸附剂和商品活性炭处理印染废水，商品粉未活性炭处理后的出水pH为7.42处于中性（因粉未活性炭pH在5～7之间），而污泥吸附剂处理后的出水pH为3.96比粉未活性炭处理的低；粉未活性炭对废水脱色率为90.82%，污泥吸附剂92.65%较粉未活性炭处理的好；粉未活性炭对废水COD去除率为57.14%，污泥吸附剂47.33%稍差于粉未活性炭处理的，由此可见，粉未活性炭与污泥吸附剂处理印染废水总体出水效果相近。因此，印染废水在水处理方面，可用污泥吸附剂代替粉未活性炭。

4 结语

4.1 印染废水经过酸碱调节后，初沉池沉淀后水质相对稳定，用污泥吸附剂处理印染废水处理效果相对于进水处较好。

4.2 在印染废水pH值为5时，吸附剂投加量为10gL-1，搅拌吸附时间约为60min，沉淀时间约为45min的条件下，污泥吸附剂处理后的出水pH为3.96，对废水脱色率为92.65%，COD去除率为47.33%。

4.3 由于原印染废水pH值一般偏碱性，故在用污泥吸附剂处理印染废水去除颜色和有机物的同时可进行酸碱调节。

4.4 采用污泥吸附剂和商品活性炭处理印染废水，出水效果总体相近，印染废水在水处理方面，可用污泥吸附剂代替粉未活性炭。

[1]GB/T11914-1989[S].

[2]GB/T6920-1986[S].

[3]GB/T11901-1989[S].