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常见问题

聚磷硫酸铁在活性染料废水处理中的应用

时间:2020/09/10 点击:

摘要:利用新型的高分子絮凝剂-聚磷硫酸铁处理活性染料废水,通过COD和色度去除率的测试,找出了其较佳使用浓度和pH,并与常用的絮凝剂聚合硫酸铁进行了对比,证明它是一种更为有效的活性染料废水处理絮凝剂。

印染行业是纺织系统的主要行业,几乎所有织物都需要印染作为最后一道工序。印染行业排出的废水,全国每天约为300-400万t,是工业废水产生的大户。目前,由于技术等原因,绝大多数印染厂所排出的废水尚未进行处理,其主要污染物为COD、BOD、色度和酸碱度等。这些污染物,其含量均大大超过国家排放标准,对水环境与城市的环境带来了严重后果,需要进行处理。

活性染料是在纤维素纤维及其混纺织物染色中使用较广泛的一类染料,但由于其在染色过程中易产生水解染料,固色率不高,因而所产生的废水成分复杂,色度深,有机物含量高。目前还没有特别有效的方法处理活性染料废水。

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高效的絮凝剂。本文即是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,絮凝效果也较好;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PFPS 500mg/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,很多颜色需要两种或两种以上的染料拼混而得到。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。

图1PFPS和PFS用量与COD、色度去除率的关系(双组分液液)

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。

图2pH对PFPS及PFS絮凝效果的影响

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。