两种方法对染色废水脱色及其再利用的影响

孙天竹，杨 洋，姚 岳

(大连民族学院生命科学学院，辽宁大连 116605)

两种方法对染色废水脱色及其再利用的影响

孙天竹，杨 洋，姚 岳

(大连民族学院生命科学学院，辽宁大连 116605)

以活性染料染色废水为研究对象，分别采取活性炭和保险粉2种方法进行脱色，分析处理后得到的回用水指标，进而比较2种处理方式对染色废水脱色效果的影响，为脱色废水再利用奠定基础。

染色废水;脱色;再利用

纺织印染工业是中国传统的支柱行业之一，随着中国经济的高速发展，其用水量和排水量也大幅度增长。据不完全统计，中国日排放印染废水量为3 ×106～4 ×106m3［1］，印染厂每加工100 m织物，会产生3～5 t废水［2］。由于织物染色及后整理要求的多样性，其使用的染料、助剂品种也将复杂，使废水中的 pH 值、CODcr、BOD5、颜色等指标也各不相同，可生化性较差。

废水中含有许多发色基团，因此色度比较高，有的可达500～50万倍，所以印染废水处理的重要任务之一就是要进行脱色处理［3］。然而经脱色后，虽然色度有所降低，但再利用难度依然较大，其原因是染色废水成分复杂，不但包含有色物质，同时还有无机盐、表面活性剂等有机物，再利用时仅考虑色度，按照常规工艺很难达到理想的效果。因此，通过对脱色处理后的染色废水(以下简称回用水)各项指标进行分析，找到修正染色工艺的最简单方法，才能使回用水的利用成为可能。

1 材料与方法

1.1 材料

实验选用活性红B－2BF、活性黄B－6GLN和活性蓝B－2GLN(上海万得化工有限公司)3种中温性活性染料。染色布料为经过退浆、煮练、漂白和丝光的纯棉织物。

1.2 仪器及试剂

总有机碳(TOC)分析仪(日本岛津公司)，HZS－H水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司)，PC2401型紫外可见分光光度计(日本岛津公司)，PHS一25C酸度计(上海精密科学仪器有限公司)，DDSJ一308A型电导率仪(上海精密科学仪器有限公司)等;氯化钠、无水碳酸钠、保险粉、氢氧化钠，合成洗涤剂等。

1.3 染色废水的准备

以去离子水为介质，使用活性染料对纯棉织物进行常规染色，收集染色及皂洗残液作为染色废水备用。染色处方:

染 料:3%(owf);

氯化钠:20～60 g·L－1;

碳酸钠:20～25 g·L－1;

浴 比:1∶50。

分别由活性红、活性嫩黄和活性深蓝3种活性染料制得3种染色废水。

1.4 染色废水的脱色处理

1.4.1 活性炭法物理脱色

活性炭是最常用的吸附剂之一，其自身结构决定了它有非常大的比表面积，因而其吸附效果非常显著。

1.4.2 保险粉还原法脱色

保险粉，即连二亚硫酸钠，在碱性条件下具有较强的还原能力，可以使具有偶氮结构的活性染料发生如下反应:

由于破坏了发色基团，从而可以使染液脱色。

1.5 脱色后染色废水的水质表征

1.5.1 电导率测定

测定回用水的电导率，并根据电导率与无机盐(NaCl)的标准曲线计算回用水中无机盐的含量。

1.5.2 吸光度测定

以去离子水为参比，测定染色废水脱色处理前后的吸光度值，进一步计算脱色率。

式中，TOC0表示原废水的总有机碳，TOC表示回用水的总有机碳。

1.5.4 紫外 －可见光谱测定

测定回用水在190～800 nm范围内的紫外－可见光谱，并从图谱上看染料的降解情况，分析染式中，A0为废水处理前吸光度值，A为处理后吸光度值。

1.5.3 TOC 测定

测定染色废水脱色处理前后的TOC含量，计算TOC去除率。料的发色基团和芳香环结构的破坏程度。

2 结果与讨论

2.1 活性炭的脱色条件优化

通过实验得到，活性炭浓度为0.05 g·L－1、脱色时间为25 min时，脱色的处理效果较好。

2.2 保险粉的使用条件优化

为了确定还原剂浓度、pH值、时间与脱色率的关系，以选出最佳的实验方案，进行了L9(34)的正交试验，实验结果为，当还原剂浓度为4g·L－1、pH=13、还原时间为45 min时，保险粉脱色效果最佳。

2.3 回用水的水质指标

将经活性炭脱色后的水定义为回用水(Ⅰ)，经保险粉脱色处理后的水定义为回用水(Ⅱ)。

2.3.1 通过电导率计算无机盐残留量

测定脱色处理后的回用水的电导率，并根据电导率标准曲线(如图1)计算其中的盐浓度，结果见表1。

图1 电导率标准曲线

表1 回用水的电导率值

从表1中可以看出，使用活性炭法处理后水中无机盐含量略低于还原法;因为还原法中加入了新的钠盐。同时也表明，2种方法对无机盐的去除作用有限，将它们再次用于染色过程时，应减少氯化钠的用量，并调整其他无机盐的加入量，从而可以节约成本。

2.3.2 有机物残留—TOC去除率

废水中的有机物主要有染料、助剂、洗涤剂中的表面活性剂等，通过测定废水处理前后TOC值，计算有机物去除率，结果见表2。

表2 回用水的TOC及其去除率

从表2可以看出，脱色后有机物去除率可达到50%左右，还原法对有机物去除效果更好;其原因是还原过程中会伴随一些反应，产生的CO2溢出，因此TOC的去除率更高。

2.3.3 脱色前后的色度变化(见表3)从表3可以看出，3种染料的两类回用水的脱色率均在80%以上，其中红、蓝色废水用活性炭法脱色效果较好，黄色废水用还原法脱色较好，因此，2种方法均能较好地脱色。

2.3.4 脱色前后的紫外－可见光谱(如图2)

图2 3种染料废水脱色前后的紫外－可见光谱

从图2可见，原活性红、活性嫩黄和活性深蓝3种染料废水在紫外和可见部分都有吸收峰。经活性炭处理后的回用水，在250～850 nm原出峰处几乎没有吸收，表明回用水(Ⅰ)中的发色基团被较完全地吸收;经保险粉处理的回用水(Ⅱ)在可见光部分没有吸收，说明染料可见部分的发色基团已被完全破坏，而在紫外部分还有较弱的吸收峰，说明染料分子中芳香基团部分遭到破坏，但并未除净，虽然脱色不完全，但也达到了回用标准，完全可用。

3 结论

(1)活性炭和保险粉均能达到染色废水脱色的目的。

(2)活性炭法和还原法对废水中无机盐的脱除作用不明显，进一步回用时应充分考虑水中无机盐含量。通过测定电导率计算无机盐含量是简单可行的办法。

(3)经活性炭法和还原法处理后，有机物去除效果较好，TOC去除率达到50%左右;回用时可适当减少表面活性剂(如缓染剂、匀染剂等)的用量。

(4)经活性炭法和还原法处理后，脱色率均达80%以上，紫外－可见光谱表明，原废液在可见光区的颜色吸收峰均去除干净，可以再利用。

［1］戴日成，张统，郭茜，等.印染废水水质特征及处理技术综述［J］.工业给排水，2000，26(10):33.

［2］朱虹，孙杰，李剑超.印染废水处理技术［M］.北京:中国纺织出版社，2004.

［3］张林生，蒋岚岚.染料废水的脱色方法［J］.化工环保，2000，20(1):14 －18.

Influence of Two Methods for Dyeing Wastewater Decolorizing and Reuse

SUN Tian －zhu，YANG Yang，YAO Yue
(College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian Liaoning 116605，China)

In this paper，by taking reactive dyeing wastewater as the research object，decolorizing is performde by using activated carbon and sodium hydrosulfite.The indicators of treated water are acquired by analysis.And then，the compare of decolorizing effect of two approaches for dyeing wastewater is done，which lays a solid foundation for wastewater reusing.

dyeing wastewater;decolorizing;reuse

X703

A

1009－315X(2012)01－0001－03

2011－10－11;最后

2011－11－01

孙天竹(1965－)，女，安徽利辛人，高级工程师，主要从事染料助剂开发、应用及染色废水处理研究。

(责任编辑 邹永红)