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聚合氯化铝铁的制备及其对印染废水的处理

发布时间:2020-06-30     浏览次数:

印染行业在工业中属于耗水大户,且具有有机浓度高、色度深、可生化性差、在环境中有较长的滞留期等特点。即使水体中染料浓度很低,由于对太阳光的吸收,会抑制水体中水体生物的光和作用,使整个水生生物的多样性下降,影响收纳水体的正常功能。虽然染料发色基团能很好的被化学氧化破坏,如H2O2/UV及O3,但是其成本相应太高。

钢铁行业经常用到盐酸或硫酸对钢材表面进行清洗,以除去其表面的锈蚀物。当酸度降低时需要更换新酸;残液外排形成高浓度金属离子及残酸的废液,其主要含有Fe2+。酸洗废液酸性强、浓度高、废液量大、易形成酸雾,若直接排放会造成严重的环境污染,同时也造成废液中Fe2+、废酸等有用资源的浪费。如何实现酸洗废液的资源化,成为国内外研究的热点。

波涛聚合氯化铝厂家以酸洗废液和铝酸钙粉为原料,制备聚合氯化铝铁絮凝剂。并用聚合氯化铝铁处理染料废水,探讨复合絮凝剂的脱色效果。其实验结果如下:

1、聚合氯化铝铁的投加量对色度去除率的影响

在pH=7,温度为20℃下,不同聚合氯化铝铁投加量(以单位体积废水中加入的混凝剂中Al2O3+Fe2O3的总固体质量计,mg/L,下同)对应的去除率见图1所示。由图1可知,色度去除率随着聚合氯化铝铁投加量的增加而增加,当达到较佳去除效果时,其去除率分别为98.5%和71.1%;此后随着投加量的增加,酸性大红GR去除率反而降低,而分散蓝106的去除率则未受影响。

图1不同聚合氯化铝铁的投加量对应的色度去除率

2、初始pH对色度去除率的影响

在温度为20℃,投加量为260mg/L下,不同pH对应的色度去除率见图2所示。由图2可以看出,聚合氯化铝铁对分散蓝106和酸性大红GR的絮凝脱色的较佳pH分别为7,6,对应的较佳去除率分别为98.5%、75.7%;并且聚合氯化铝铁对分散蓝106较佳处理pH比较宽。

图2不同初始pH对应的色度去除率

3、温度对色度去除率的影响

选择处理分散蓝106和酸性大红GR的聚合氯化铝铁投加量为260mg/L,染料废水的初始pH分别为7和6。不同温度下的去除率见图3所示。有图3可知,温度对染料废水的去除率的影响很小,可能是由于在此温度范围内,颗粒间的相互作用能以吸引能为主,能够形成絮体。

图3不同温度对应的色度去除率

4、机理分析

分散染料一般含有-C=O和芳香族基团,具有很低的溶解性,主要以分子的形式存在,易于被Fe(OH)x及Al(OH)x等颗粒吸附,然后通过架桥和席卷能够很好的将其从水中去除。而活性染料一般含有-SO3-,-COO-,-OH基团,在水溶液中以近似真溶液的状态存在,自身带负电荷; 一方面随着pH的降低,染料质子化作用使得其电子密度降低并且促使染料分子的自聚,由此可知,在低pH值下能取得较理想的去除率,另一方面带负电荷的活性染料与带正电荷的聚合氯化铝铁进行电中和作用并吸附于聚合氯化铝铁的表面,而混凝剂的较佳吸附电中性pH处于中性范围,当pH太低将严重影响其混凝效果;并且当聚合氯化铝铁絮凝剂投加过量时,过量的絮凝剂会将染料进行包裹,从而使其形成带正电的胶体,此时它们将会相互产生排斥而重新分散在水中再次稳定而使去除率降低;因此可知,聚合氯化铝铁处理分散染料主要有吸附、架桥和席卷三种机理参与,而处理活性染料主要通过电中和及架桥实现。由图1、图2可以看出,聚合氯化铝铁对酸性大红GR较佳pH和较优去除率均低于处理分散蓝106所需的较佳pH和较优去除率。

5、不同染料的初始浓度对色度去除率的影响

选择处理分散蓝106和酸性大红GR的聚合氯化铝铁投加量为190mg/L,染料废水的初始pH分别为7和6,不同染料的初始浓度对应的色度去除率见图4所示。由图4可以看出,随着染料浓度的增加,酸性大红GR的去除率降低,其浓度为50mg/L、400mg/L时的去除率分别为;而分散蓝106在浓度低于200mg/L时,其色度去除率均在96%以上,随后随着其浓度的增加而出现降低。

图4不同染料初始浓度对应的色度去除率

另外,为了考察聚合氯化铝铁对不同性质染料的去除率性能,不同初始浓度下单位质量的混凝剂对染料的去除率(Q:mg染料/mg混凝剂)见图5所示。由图5可知,随着染料初始浓度的增加,分散蓝106和酸性大红GR的Q值均先增加,其较大Q值分别为1.32mg/mg、0.62mg/mg,随后酸性大红GR的Q值出现显著下降,在其初始浓度为400mg/L时Q值仅为0.31mg/mg,而分散蓝106的Q值出现较小变化。由此可见,聚合氯化铝铁能有效去除分散染料,而对活性染料的去除率偏低。

图5不同染料初始浓度对应的色度去除率

6、结论

染料的去除率主要受聚合氯化铝铁的投加量和初始pH的影响,聚合氯化铝铁处理分散蓝106和酸性大红GR的较佳投加量及温度分别为260mg/L、20℃,较佳初始pH分别为7、6,对应的较佳去除率分别为98.5%、75.7%。

聚合氯化铝铁处理分散蓝106和酸性大红GR的较大Q值分别为1.32mg/mg、0.62mg/mg;聚合氯化铝铁处理分散蓝16的能力强于酸性大红GR。

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