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聚磷硫酸铁在活性染料废水处理中的应用

发布时间:2020-09-10     浏览次数:

在工业废水和生活污水的处理中,应用较广泛、成本较低廉、较常采用的处理方法仍然是絮凝—沉淀法。该法的关键是寻找一种絮凝剂。利用新型的絮凝剂聚磷硫酸铁(PFPS)对活性染料废水进行处理,通过大量实验,找出了达到较佳COD和色度去除率的PFPS用量和适合的pH范围,并与常规絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)进行了对比,证明PFPS具有优良的性能。

聚合硫酸铁

一、实验部分

1、测试方法

水质化学需氧量(COD)—按国际GB11914-1989重铬酸盐法测定;水质色度的测定—按国标GB11903-1989稀释倍数法测定。

2、实验仪器及药品

回流装置、25mL(或50mL)酸式滴定管、具塞比色管等。

硫酸银、硫酸汞、硫酸、活性嫩黄K-4G、活性艳红M-8R、活性翠兰KN-G等,均为市售。

二、实验结果与讨论

1、PFPS用量对处理效果的影响

在质量浓度为200mg/L的单组分活性嫩黄K-4G染料废水中分别加入100-900mg/L各种用量的PFPS,搅匀后静止15min,吸取一定溶液进行COD和色度试验,结果见表1。

表1PFPS用量和COD、色度去除率的关系(单组分染液)

PFPS的质量浓度/mg·L-1 100 300 500 700 900
COD去除率/% 21 50 74 51 26
色度去除率/% 6 34 92 84 82

从表1可看出,当PFPS用量逐渐增加时,COD和色度去除率逐渐增加,到500mg/L时达到较大值,PFPS浓度再增加,对COD和色度的去除反而不利。这可能是由于水溶液中,铁离子以水合离子形式存在,每个铁离子的周围有6个配位水分子。

当配位的水分子被氢氧根所取代时,便发生水解作用,产生带正电荷、负电荷和电中性的含铁的分子和离子,起到絮凝作用。随着PFPS用量的增加,这种水解作用加强,产生的含铁络合离子增加,到500mg/L时,其浓度达到较大值,絮凝效果也很好;PFPS用量再增加时,每个铁离子周围的配位水分子反而会减少,水解作用减弱,表现为PFPS的絮凝作用减弱,COD及色度的去除率下降。因此,在此实验条件下,PFPS的用量选择为500mg/L。

2、pH值对PFPS处理效果的影响

根据絮凝化学理论,絮凝剂水解产生络合离子的反应是与pH有关的,也就是说,絮凝剂的絮凝效果与pH有关。为了了解pH对PFPS处理单组分活性染料废水絮凝效果的影响,在若干100mL质量浓度为200mg/L的活性嫩黄K-4G染液中,分别用硫酸、碳酸钠调节pH为2-12,然后,加入PFPS500mg/L,搅匀,静置15min进行实验,结果如表2所示。

表2pH和COD、色度去除率的关系

pH 2 4 6 8 10 12
COD去除率/% 40 63 72 55 32 25
色度去除率/% 76 80 92 68 56 52

由表2可知,在pH6时,COD和色度去除率均达到较佳值,即PFPS絮凝剂使用的pH较佳范围是5-6.5。

3、PFPS和PFS用量对处理双组分活性染料废水的影响

在染色过程中,很多颜色需要由两种或两种以上的染料拼混而成。因此,染色废水中常常存在两种或两种以上的染料。以下实验是分别用不同浓度的PFPS和PFS处理质量浓度为200mg/L的活性艳红M-8R和活性翠兰KN-G混合染液废水,其结果如图1所示。

聚磷硫酸铁在活性染料废水处理中的应用

从图1可以看出,PFPS和PFS达到其较佳絮凝效果的质量浓度分别为500mg/L和700mg/L,而且从COD和色度的去除率来看,PFPS的絮凝效果优于PFS。

4、pH值对PFPS和PFS处理双组分活性染料废水的影响

取以上相同的混合染液废水100mL若干份,调节pH为2-12,分别加入500mg/LPFPS和700mg/LPFS,搅匀,静置15min,测试结果如图2。

聚磷硫酸铁在活性染料废水处理中的应用

从图2可以看出,对双组分活性染料染液,PFPS和PFS絮凝剂有良好絮凝效果的pH范围均为4.5-6,即在弱酸性范围。随着pH的增加,它们的絮凝效果逐渐减弱。

三、结论

1、对于质量浓度为200mg/L的单组分活性染料废水,PFPS的较佳用量为500mg/L,pH选择在5-6.5。此时,COD去除率为70%以上,色度去除率在90%左右。

2、对于质量浓度分别为200mg/L的双组分活性染料废水,PFPS和PFS的较佳用量分别为500mg/L和900mg/L,pH选择在4.5~6。此时,PFPS对COD的去除率为70%左右,色度去除率在90%以上;PFS对COD的去除率为40%左右,色度去除率在90%以上。

3、通过以上实验,证明PFPS是比PFS效果更好的活性染料废水处理絮凝剂。

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