不同混凝剂对印染废水的脱色效果的研究

林荣斌，郑离妮，陈静华，王 坚

1.广州市赛特检测有限公司，广东广州 510650

2.广州市京水水务有限公司，广东广州 510385

对印染废水进行处理是整个印染行业在发展的必经之路，由于印染废水有机物含量高、成分复杂、色度深、水质变化大而成为业界内公认的难处理的工业废水之一。而且随着科技的发展，各种新型染料以及助剂的应用，更加增加了印染废水的处理难度。目前国内外对印染水进行脱色的技术很多，有混凝脱色，臭氧脱色，膜过滤脱色等等，但是在实际的应用中，混凝脱色由于其成本较低，经济性高，被大多数印染厂的广泛使用。

1 染料的分类

染料的混凝脱色效果与其在水中的存在状态密切相关，而染料在水中的存在状态取决于其分子结构及物理化学特性。染料在印染废水中有三种存在形式：溶解态、胶体态及悬浮态。根据染料分子的结构以及在在中的存在状态，将染料分子进行分类，可分为弱酸性染料、还原性染料、分散性染料、直接染料、活性染料和中性染料。其中，还原性染料和分散性染料溶解度低，在水中以悬浮物存在，容易用混凝方法去除。而中性染料和活性染料，由于溶解度高，在水中以溶液的形式存在，极难用常规的混凝方法去除。

2 不同混凝剂的脱色效果比较试验

在化验室，我们分别量取300mL水样于烧杯中，用浓硫酸调节pH在10左右，分别投加一定量的硫酸亚铁、硫酸铝和碱式氯化铝，搅拌均匀，用石灰乳调节pH=8～9，静沉30min后取上清液进行色度和COD检测，检测结果如表1所示。（注：色度检测方法为铂钴标准比色法，COD检测方法为重铬酸钾氧化法。）

原水样水质为色度：2000度，COD：720mg/L。

3 不同混凝剂的脱色效果分析

从上表中可以看出，无论是铁盐还是铝盐，在随着其药剂投加量的增加，其色度和COD的去除率呈现先上升后下降的趋势。分析其原因，一方面随着药剂量的加大，混凝剂离子有效的中和了水中染料分子间的电荷，使得染料分子互相聚合而沉淀。另外，加药量的增大，混凝剂离子间的吸附架桥能力增强，产生的絮体表面积大，可以更高效的网捕水中的不溶性染料颗粒，从而有效的降低水中的色度。混凝剂的吸附电中和作用和网捕作用是相辅相成的。只有通过电中和，才可能促进染料分子间的聚合，增大染料分子体积，使其成为非溶性染料颗粒，为网捕提供可能；而同时只有通过网捕作用，才能有效的降低水中悬浮的非溶解性染料颗粒，促进了电中和作用的进行。

但是随着药剂投加量的增加，混凝剂带入的电量超过了染料分子的负电荷量，过量的混凝剂离子吸附在絮凝体上，使得絮凝体出现脱稳，同时过量的混凝剂离子与絮凝体上的离子相互争夺，导致色度去除率下降。另外，过量药剂的加入，过量的Fe2+易转化成Fe3+，直接导致出水色度以及COD上升。

另外，对比色度和COD的去除率，可以发现，COD去除率不及色度去除率（COD去除率最高为31%，色度去除率最高为95%），这是因为一方面是由于活性染料和中性染料的溶解度较高，混凝剂对其去除率较差。另一方面，混凝剂带入的离子的残留，导致处理后水质COD仍较高。

从沉降速度上看，投加硫酸亚铁的水样，其絮凝体沉降速度最快，沉降时间最短（约15min），投加硫酸铝和碱式氯化铝的水样则需要较长的沉降时间（约30min）。这个主要是因为铁盐分子量较大，其形成的絮体重量较大，在水中比铝盐絮体更容易沉降下来。

4 结论与建议

铁盐和铝盐是目前最为广泛应用的无机混凝剂，从化验室的烧杯试验中可以看出，铝盐在脱色作用上略优于铁盐，色度的去除率可达到95%。但在工程应用上时，仍存在值得深思的地方。

4.1 严格控制pH值

pH值要求高一直是无机混凝剂一大弱点，只有在适合的pH值下，混凝剂才能发挥出最好的还原，吸附架桥作用，目前用的较多的是硫酸亚铁，其最优的反应pH在8～10之间，过低或过高的pH都将降低其对色度的去除率。而且铁盐絮体在pH>7的时候易发生解吸的现象，导致出水水质色度上升。在条件许可的情况下，可以在反应区前端增加在线pH检测仪，检测反应区污水的pH值。

4.2 控制配药浓度

任何物质都存在一个溶解度。配药浓度高于药剂的溶解度时，过量的药剂将会在溶解槽中沉淀而造成药剂的浪费。另外，混凝剂的脱色作用是通过溶解于水中的离子进行反应的，因此未溶解的混凝剂干粉对废水的脱色作用较差。硫酸亚铁在20℃、30℃、40℃的溶解度分别为26.5%、32.9%、40.2%。而实际操作中发现，实际工业用铁盐的溶解度相对较高，这主要是由于工业用铁盐纯度较低，杂质的带入增加了铁盐的溶解度。

4.3 铁铝盐联用

铁盐有着价格便宜，絮体易沉降的优点，但是同时也有着残余离子对出水色度的影响。而铝盐有着无后续色度影响的优点，但其产生的絮体难沉降。所以，综合这两种混凝剂的优点，可以考虑同时启用两种混凝剂，一方面减少铁盐的用量，降低其对出水色度的影响，另一方面，通过增加铝盐混凝剂，保证了混凝剂的网捕吸附作用，同时由于产生的是铝盐和铁盐的混合絮体，也保证了良好的沉降效果。广州市自来水公司在2001年采用铁盐和铝盐联用净水的试验。试验结果表明在受严重工业、生活污染的珠江原水的水质条件下，采用铁铝盐混凝剂联用的净水效果比单用任何一种混凝剂处理的净水效果好[3]。

[1]贺启环，张勇，方华.处理印染废水的复合混凝剂研究进展，工业处理，2002，22(4)：1-4.

[2]郭建平，王继徽.铝盐混凝剂的研究及应用进展，2002.

[3]梁伟杰，聚合硫酸铁和铝盐混凝剂联用的净水效果，中国供水卫生，2001.