不同混凝剂及生物脱色剂对皮革印染废水各项指标去除效果对比研究

尹德胜，官春平

(广东轻工职业技术学院，广州 510308)

处理印染废水是所有印染企业生产过程的必要环节，由于多种新型且复杂的染料及相关助剂的投入使用，使印染企业废水的处理过程及难度都极大地增加。膜过滤脱色、臭氧脱色和混凝脱色是众多印染企业采取的脱色技术，其中混凝脱色技术经济环保且具有较好的成本优势，故在行业内使用广泛[1]。

印染企业常用染料的种类及分类方法较多，有中性、弱酸性染料、直接染料、还原性染料、活性和分散性染料等。悬浮态、胶体态及溶解度低的染料适合使用混凝法处理，如分散性、还原性染料；而易溶解的染料通常不能用该法处理，如活性和中性类染料[2]。

皮革印染加工与生产过程的各个环节如染色、印花等工段都能产生含不同有机污染物的工业废水，难以降解处理[3]。由于精细化工和印染工业的快速发展，用作染料的药剂种类达上万种，其中最被各类印染企业广泛使用的是色谱齐全的活性染料。但是就化学分子结构而言，活性染料药剂（含-SO3-基团）大多是亲水性分子结构，使其成为印染污水中最难被去除的有机污染物。通过对多种试验条件进行对比和分析，可确定最佳效果的混凝剂品种及混凝条件[4]。

1 实验方法

1.1 主要试剂、仪器

聚合氯化铝（PAC），化学通式为[Al2（OH）nCl6-n]m、Al2（SO4）3、聚合氯化铝铁（PAFC）；分析纯：FeCl3、FeSO4·7H2O、FeAl（SO4）2；Ca（OH）2和H2SO4；阴离子聚丙烯酰胺（APAM）；自主研制的生物脱色剂。

化学需氧量（COD）消解测试仪、分光光度计、搅拌器、pH计等。

1.2 实验水质

实验用水取自增城市仙村镇某棉纺织造有限公司印染厂废水，COD约为1 000～2 000 mg/L，色度为800～1 000倍，pH值为9.0～10.0。

1.3 方法

1.3.1 色度测定

采用目测比色法测定色度。

1.3.2 化学需氧量（COD）测定

采用快速密闭催化消解法。

1.3.3 污泥沉降比、平均沉降速率的测定与计算

将1 000 mL印染废水加入烧杯中，置于六联搅拌器上，分别向烧杯中加入一定量的混凝剂，以400转／分钟的速度快速搅拌15秒，然后以80转／分钟的速度慢速搅拌3分钟。

测定与计算方法：分别将不同混凝剂加入废水中，搅拌后静置，每沉淀300 s记录一次污泥体积和高度的下降量。

1.3.4 污泥密度测定

干污泥质量的测定：静置5 h后，去除上清液，在110 ℃烘箱中恒温烘干2.5 h后称量；计算、测定污泥的密度。

2 结果和讨论

2.1 最优pH值及药剂量的确定

对pH值要求高一直是无机混凝剂的一大弱点，是影响混凝效果的重要因素。任何一种混凝剂都存在一个相对合适的pH值，只有在这样的酸碱环境下，还原、吸附架桥等物理化学作用才能发生，也才能使混凝效果达到最佳。针对该厂废水，在试验中废水水温保持在25 ℃，初始pH值在7.0～11.0范围内变化。各混凝剂与PAM搭配使用的最佳pH值和投加量结果见表1。

表1 各混凝剂与PAM搭配使用的最佳PH值和投加量

2.2 化学需氧量（COD）及色度去除率比较

在混凝实验中，自主研制用脱色剂WH的使用量、脱色效果均为最优：混凝剂用量为210 mg/L；化学需氧量（COD）去除率为54.8%；色度去除率为91.5%。三氯化铁的COD去除率及色度去除率最差，分别为40.5%和73.6%。

2.3 平均沉降速率、污泥体积、污泥密度的比较

产生絮体效果最好的是脱色剂WH，但絮体质量较小，故沉降速率相对较慢。絮体沉降速率最快的为铁盐类絮凝剂，在15 min内絮体即可完全沉降。这是因为铁盐的亲OH¯能力强所致。产生的絮体较多的是铝盐类混凝剂，絮体平均沉降速率曲线见图1，污泥沉降比曲线见图2，各混凝剂所产生污泥的密度见表2。

表2 各混凝剂所产生污泥的密度

图1 絮体平均沉降速率曲线

图2 污泥沉降比曲线

2.4 脱色剂与聚合氯化铝的联合使用

由于吸附和中和的共同作用，使得聚合氯化铝PAC和脱色剂联合使用时的色度和COD的去除率都得到了不同程度的增加。平均沉降速率提高至60 mm/min，沉降时间降至35 min。

3 结论

脱色剂WH的使用量、脱色效果均为最优：混凝剂用量为210 mg/L；化学需氧量（COD）去除率为54.8%；色度去除率为91.5%。产生絮体效果最好的是脱色剂WH。絮体沉降速率最快的为铁盐类絮凝剂，在15 min内絮体即可完全沉降。聚合氯化铝PAC和脱色剂联合使用时沉降速率提高至60 mm/min，沉降时间降至35 min。