【集萃網(wǎng)觀察】我國印染企業(yè)每天排放廢水約為400×104m3，這些廢水成分復(fù)雜、色度大、濃度高且生物難降物質(zhì)多。特別是近年來，合成纖維的品種和數(shù)量的增加以及化學(xué)漿料(PVA)代替淀粉在印染工業(yè)中的應(yīng)用，使得印染廢水更加難處理。因此，印染廢水的綜合治理，已成為當(dāng)今國內(nèi)外急需解決的一大難題。
高分子絮凝劑以其良好的凝聚效果、脫色能力和操作簡單、投資省等優(yōu)點(diǎn)，在水處理過程中起著重要的作用，是水處理中應(yīng)用最廣、處理成本最低的有效方法之一。近年來隨著高效、新型絮凝劑的開發(fā)和應(yīng)用，高分子絮凝劑正廣泛地應(yīng)用于處理印染廢水過程中。
1無機(jī)高分子絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用
1.1聚鋁絮凝劑
堿式氯化鋁(PAC)是水處理中最常用的絮凝劑之一，在處理印染廢水中應(yīng)用最為廣泛。上海第一絲綢印染廠生化調(diào)節(jié)池中的印染廢水，是以活性染料為主，直接染料為輔，屬于高色度、高濃度廢水，蘇玉萍等[1]采用混凝法對此廢水進(jìn)行處理，當(dāng)PAC投加量為700～900mg/L，pH值控制在5.4～6.6時，脫色率可達(dá)93％，且PAC較其它絮凝劑所產(chǎn)生的礬花大、沉降速度快，另外，研究還發(fā)現(xiàn)對于以活性染料為主的印染廢水，PAC的投加量要比處理疏水性染料時的投加料要多。盧俊瑞[2]采用絮凝法處理溴氨酸活性染料生產(chǎn)廢水，當(dāng)PAC的投加量2g/L時，脫色率和COD去除率均在90％以上。此外，季民等[3]對染色廢水混凝脫色機(jī)理的研究進(jìn)一步表明，聚鋁混凝脫色的pH值范圍廣，對于大部分染料廢水，都可獲得較理想的脫色效果，但對單偶氮、低分子量含水溶性基團(tuán)較多的親水性染料，則不能采用聚鋁絮凝劑脫色。
1.2聚鐵類絮凝劑
鐵鹽絮凝劑脫色性能好，因此，鐵鹽絮凝劑常用于印染廢水的脫色。秦美潔等[4]以硫酸亞鐵，硫酸，鋁鹽為基本原料，在硫酸介質(zhì)中以MnO2為催化劑，經(jīng)空氣氧化而得到的一種高聚合度無機(jī)高分子聚合硫酸鐵絮凝劑，對印染廢水進(jìn)行處理，廢水的脫色率達(dá)98％以上，COD去除率達(dá)75％以上，基本達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。杜仰民[5]以無機(jī)鐵鹽，對不同類型印染廢水進(jìn)行絮凝脫色，印染廢水絮凝加助凝后，脫色率平均達(dá)94％，COD的去處率平均達(dá)74.3％，處理后的印染廢水無色，透明，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。陳福根等[6]采用聚合硫酸鐵(PFS)加助凝劑Mz處理紡織印染廢水，經(jīng)數(shù)年生產(chǎn)實(shí)踐運(yùn)行表明，處理后的水質(zhì)COD，色度等主要指標(biāo)達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.3復(fù)合型絮凝劑
近年來，不少學(xué)者利用礦渣廢料研制復(fù)合絮凝劑，并用于處理印染廢水。吳敦虎等[7]采用自制的硼泥復(fù)合混凝劑，對印染廢水進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)，當(dāng)投加量為0.3g/L時，其COD去除率達(dá)67％以上，脫色率和SS去除率均達(dá)98％以上，此法具有投藥量少、工藝簡單、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
吳奇藩等[8]利用銅礦渣制取固體混凝劑FAS，處理親水染料廢水，其脫色率達(dá)95％以上，實(shí)現(xiàn)了綜合利用目的。嵇雅穎[9]自制一種含鎂復(fù)合型脫色劑，對高色度印染廢水進(jìn)行處理，脫色率可達(dá)99％，COD去除率近70％，BOD去除率為90％以上。劉三學(xué)[10]利用硫酸礦灰研制出含鋁、硅、鎂等多種元素FH鐵系復(fù)合型混凝劑，并用于處理印染廢水，脫色率＞90％，COD去除率為60％～70％，效果較PAC好。江懋鈞[11]研制出XB—IV復(fù)合絮凝劑，該絮凝劑兼有化合反應(yīng)、電中和、吸附架橋作用，對各類印染廢水均有較好的絮凝作用。
1.4聚硅酸鹽類絮凝劑
聚硅酸絮凝劑是一種應(yīng)用較早的絮凝劑，由于其穩(wěn)定性差，故應(yīng)用較少，在此基礎(chǔ)上，人們研制聚硅酸鹽絮凝劑，并用于廢水處理，取得了較好效果。高寶玉等[12]研制了一種含金屬離子的聚硅酸脫色絮凝劑(PSMA)，對染料廢水具有良好的絮凝脫色效果，對活性染料廢水，當(dāng)PSMA投加量為90mg/L時，脫色率達(dá)95％以上，對于分散和酸性染料廢水，當(dāng)PSMA投加量為45mg/L時，脫色率即可達(dá)到95％以上。李碩文等[13]也研制了聚硅酸鋁絮凝劑，并應(yīng)用于染色廢水處理，取得了較好的效果。
2有機(jī)合成高分子絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用
2.1聚胺類絮凝劑
陽離子型聚胺類絮凝劑是有機(jī)絮凝劑中價格較低的一種，在水處理中，有很大應(yīng)用價值。周道生等[14]在處理靛蘭染色廢水中采用聚丙烯酰胺(PAM)和NaOH，每次按處理水量進(jìn)行配制，取得了較好的效果。董銀卯等[15]以環(huán)氧氯丙烷、氨水、二甲胺為主反應(yīng)物，引入可改變官能團(tuán)和電荷密度的添加劑，研制了聚胺類HA系列絮凝劑，對染織廢水進(jìn)行處理，色度去除率達(dá)96％以上，濁度去除率為92％，COD去除率為64％，若與無機(jī)絮凝劑復(fù)配使用，效果更佳。徐理阮等[16]也通過環(huán)氧化合物胺化的方法制得陽離子型絮凝劑，處理印染廢水，降低了廢水中的COD和色度，效果特別顯著。華南理工大學(xué)閆勝文等[17]采用先加入聚丙烯酰胺和無機(jī)絮凝劑G409進(jìn)行處理印染廢水，然后再采用電解法處理，據(jù)報道，最后出水可達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2聚腈類絮凝劑
王艷等[18]以聚丙烯腈為高分子鏈，用雙腈雙胺與聚丙烯腈大分子上的腈基改性，制得含有多種活性基團(tuán)的聚合物PAN-DCD，研究了PAN-DCD對活性染料、分散染料及酸性染料廢水的脫色效果，并初步探討了其脫色機(jī)理，對各種染色廢水脫色率均在80％以上。高華星等[19]用合成的多種活性基團(tuán)的聚兩性電解質(zhì)PAN-DCD和PAN-DCD-HY以及陽離子聚電解質(zhì)FA-2#對印染廠廢水進(jìn)行脫色和去除COD效果評價，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這幾種高分子絮凝劑對印染廢水都具有優(yōu)良的脫除性能，比常用的無機(jī)絮凝劑效果要好。
2.3季胺鹽類絮凝劑
王萍等［20］采用陽離子型高分子絮凝劑PDADMA(聚二甲基二烯丙基氯化銨)處理印染廢水，研究結(jié)果表明，PDADMA用于處理印染廢水具有投藥量少、污泥量少、效率高等優(yōu)點(diǎn)，處理效果明顯優(yōu)于無機(jī)絮凝劑。
張雪馨等[21]針對活性染料含有磺酸基的特點(diǎn)，對雙腈胺—甲醛縮合物進(jìn)行改性，制得陽離子絮凝劑MG，處理親水性染料廢水，脫色率大于85％。董銀卯等[22]也以雙氰胺與甲醛的反應(yīng)為主反應(yīng)，通過引入添加劑，研制出一種新型陽離子絮凝劑，對染織廢水、染料廢水的處理以及在污泥脫水過程中的應(yīng)用，表現(xiàn)出優(yōu)良的絮凝性能。
3天然高分子絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用
3.1淀粉衍生物絮凝劑
近年來淀粉類絮凝劑在印染廢水中應(yīng)用也非常廣泛。李旭祥等[23]用過硫酸銨為引發(fā)劑，使菱角粉與丙烯腈接枝共聚，制得的改性淀粉配以助凝劑堿式氯化鋁處理印染廢水，濁度去除率可以達(dá)到70％以上。趙彥生等[24]在淀粉與丙烯酰胺共聚兩步法合成陽離子淀粉絮凝劑的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法改性陽離子絮凝劑CSGM的合成及性能研究，用這種絮凝劑處理毛紡廠印染廢水取得了較好結(jié)果。陳玉成等[25]利用生產(chǎn)魔芋精粉后的下腳料，以尿素作催化劑，通過磷酸鹽酯化制成絮凝劑1號，對含硫化染料印染廢水進(jìn)行處理，當(dāng)投藥量120mg/L時，COD去除率68.8％，色度去除率達(dá)92％。楊通在等[26]以淀粉為原，合成了陽離子型改性高分子絮凝劑，并用它對印染等輕工廢水進(jìn)行處理，研究結(jié)果表明，懸浮物、COD、色度去除率較高且產(chǎn)污泥量少，處理后的廢水水質(zhì)得到較大改善。
3.2木質(zhì)素衍生物絮凝劑
自70年代以來，國外已研究了以木質(zhì)素為原料合成季胺型陽離子表面活性劑，用其處理染料廢水獲得了良好的絮凝效果。我國朱建華等[27]利用造紙蒸煮廢液中木質(zhì)素合成了陽離子表面活性劑，處理印染廢水，結(jié)果表明，木質(zhì)素陽離子表面活性劑具有良好的絮凝性能，脫色率超過90％。張芝蘭等[28]以草漿黑液中提取木質(zhì)素，作為絮凝劑，并與氯化鋁、聚丙烯酰胺的效果進(jìn)行了比較，證實(shí)了木質(zhì)素處理印染廢水的優(yōu)越性。雷中方等[29]研究了從厭氧處理前后的堿法草漿黑液中提取木質(zhì)素作為絮凝劑，處理印染廢水，取得了較好的效果，在此基礎(chǔ)上雷中方等[30]又研究了木質(zhì)素絮凝作用機(jī)理，證明了木質(zhì)素絮凝劑是一種對高濁度、酸性廢液有特效的水處理劑。
3.3其它天然高分子絮凝劑
宮世國等[31]以天然資源為主要原料，經(jīng)物理、化學(xué)加工后制成兩性新型復(fù)合混凝脫色劑ASD-Ⅱ?qū)τ∪緩S的還原、硫化、納夫妥以及陽離子和活性染料的染色廢水進(jìn)行絮凝脫色實(shí)驗(yàn)，脫色率平均大于80％，最高達(dá)98％以上，COD去除率平均大于60％，最高達(dá)80％以上。張秋華等[32]采用研制的羧甲基殼聚糖絮凝劑處理毛巾廠的印染廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，羧甲基殼聚糖絮凝劑在廢水的脫色和COD的去除效果方面，都優(yōu)于常用的其它高分子絮凝劑。
4結(jié)語
綜上所述，高分子絮凝劑在處理印染廢水過程中，起著不可替代的作用。無機(jī)高分子絮凝劑可以較好地除去廢水中大部分懸浮態(tài)染料、分散染料、氧化后的還原染料、硫化染料、偶合后的冰染料及水溶性染料中的分子量較大的直接染料，而水溶性染料中分子量小、不容易形成膠體的如酸性染料、活性染料、金屬絡(luò)合染料的廢水及部分直接染料、陽離子染料廢水則難以用無機(jī)絮凝劑處理[33]。
無機(jī)高分子絮凝劑，在形態(tài)、聚合度及相應(yīng)的絮凝效果方面要比有機(jī)高分子絮凝劑差[34]。另外，一些無機(jī)藥劑腐蝕性強(qiáng)，對設(shè)備材質(zhì)要求高。有機(jī)高分子絮凝劑與無機(jī)高分子絮凝劑相比，具有用量少、絮凝速度快、受ｐＨ及溫度影響小、污泥量少且易處理等優(yōu)點(diǎn)，對節(jié)約用水、強(qiáng)化水質(zhì)處理和提高水的回用率起到很大的作用，特別是有機(jī)高分子絮凝劑對于水溶性染料等廢水具有很好的脫色性能，但是，有機(jī)合成高分子絮凝劑單獨(dú)使用處理印染廢水，不僅效果差，而且易產(chǎn)生有毒物質(zhì)，對進(jìn)一步生化處理印染廢水造成困難。因此，開發(fā)高效、新型高分子絮凝劑是絮凝法處理印染廢水的關(guān)鍵。近年來，由于天然高分子具有無毒、原料廣、價廉和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，被國內(nèi)外科研工作者廣泛用來研制絮凝劑，這種絮凝劑適合處理水質(zhì)復(fù)雜的廢水，尤其是復(fù)雜、多變的印染廢水，既可單獨(dú)處理，也可與其它處理方法聯(lián)合使用，減少印染廢水對環(huán)境的污染。總之，隨著絮凝技術(shù)的不斷完善，高分子絮凝劑在印染廢水處理中將發(fā)揮更大的作用。
來源: 印染在線
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