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絮凝法处理印染废水的研究进展

作者: 长沙固特瑞  浏览量:1279  发布时间:2018-01-17

印染废水属于难降解的废水,对环境污染严重,是难处理的工业废水之一。具有水量大、色度高、组成成分复杂、水质不稳定等特点。Halliday等[1]人在《纺织工厂废水脱色》中指出,“絮凝法是最有效、最经济的脱色技术之一,尤其对分散染料、还原染料和硫化染料特别有效”。

絮凝法因投资费用低、处理容量大、脱色率高而得到广泛应用。絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。

1 无机絮凝剂

无机絮凝剂进行印染废水脱色的优点在于成本低廉、操作简单、来源广泛,不足之处为用量较大,对设备有腐蚀性,受pH值影响大。

在印染废水处理中具有代表性的传统无机絮凝剂有硫酸亚铁、硫酸铝。在实际应用中常用的有铝盐、铁盐等,如氯化铝、氯化铁,镁盐[2]由于其特殊的吸附作用也和其他混凝剂复配而被广泛使用。

路平等[3]在比较镁盐与铁盐对印染废水的脱色效果时发现,在加入盐量相同的情况下,镁盐的脱色效果比铁盐好。Boon等[4]比较了镁盐、硫酸铝和聚合氯化铝(PAC)处理印染废水的特点和优势,氯化镁较后两者具有更多的优越性。

应用最广泛的絮凝剂还是铝盐絮凝剂。硫酸铝是世界上水和废水处理中使用最早最多的絮凝剂,自美国开发硫酸铝(AS)以来一直被广泛使用。由于它存在成本高、投量大、降低出水pH值,在某些情况下净化效果不理想等不足之处,已逐渐被氯化铝(PAC)等代替。

相对于硫酸铝而言,聚合氯化铝混凝效果随温度变化较小,溶解性好,形成絮体速度快,沉降速度快。净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂,净水成本与之相比低15%~30%。同时,其水溶液呈弱酸性,对设备的腐蚀小,操作条件好。

无机高分子絮凝剂价格昂贵,用量大,絮凝效果欠佳,易造成二次污染,故很少应用。

2 有机絮凝剂

天然高分子絮凝剂由于其原料价格低廉、来源广泛、无毒和易于生物降解等特点,拥有良好的应用前景,用于印染废水处理的主要有天然淀粉及其衍生物、甲壳素衍生物、木质素衍生物等。

淀粉是人类可以取用的最丰富的有机资源,具有无毒、可生物降解等优点。淀粉改性絮凝剂在国外研究较早,已有部分成熟的市场化产品。

甲壳素是自然界仅次于纤维素的第二大天然有机高分子化合物。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰基的产物。Ro-Dong P等[5]报导了壳聚糖对印染废水的处理性能,用壳聚糖作吸附絮凝剂,色度去除率可达75%。

人工合成的有机高分子絮凝剂分子量大,官能团多,因此在水中的用量少,pH范围广,伸展度大,絮凝性能好,同时在过滤、脱水等固液分离操作方面都具有优越性能,有广阔应用前景。近几年,PDMDAAC的均聚物及其共聚物由于造价低廉、正电荷密度高、水溶性好、高效无毒等优点受到国内学者的重视。

其中有机阳离子絮凝剂(CEA)可通过电中和与吸附架桥两种作用使带电负电荷的胶体颗粒和其他污染物质脱稳而去除,具有良好的除浊、脱色等功能[6-8]。同时,此类絮凝剂具有用量少、絮凝速度快、pH及温度等影响小、污泥量少、易处理等优点,故其特别适用于印染废水的处理,因而有着广泛应用前景。

3 无机-有机复合絮凝剂

经实践证明,仅一种絮凝剂对印染废水的处理不是很理想,故在应用中以无机-有机复合进行絮凝处理。有机絮凝剂与无机絮凝剂配合使用时不仅可以减少用量,而且可以获得最大颗粒的絮体,有助于提高混凝脱色效果,可在降低处理成本同时提高处理效率。

汪多仁等[9]主要是利用壳聚糖和氯乙酸反应制备有机絮凝剂羧甲基壳聚糖,和生产的钛白粉副产品七水硫酸亚铁制得的无机高分子絮凝剂聚合磷硫酸铁,将两者复配制得无机-有机复合絮凝剂,可以有效降低印染废水中的COD等,其COD比单纯的无机絮凝剂的COD要低,同时节约水处理成本。

余金凤等[10]用竹炭、PAC、NPAM 复配处理印染废水取得了良好的效果,此法提高CODCr的去除率,加快了沉降速度,处理操作简单、灵活多样的优点,药剂材料用量少。

4 结语

从目前对印染废水的实验研究及应用结果来看,絮凝的脱色能力和操作简便等优点,在印染废水处理中起着不可替代的作用。天然有机高分子絮凝剂虽然具有无毒,易降解,价廉,等特点,但其分子量较低,电荷密度小,且易发生生物降解而失去活性等都影响了它的使用范围,因此对其进行改性,或研制开发分子量更大的合成有机高分子絮凝剂将成为絮凝剂的研究重点。

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