印染废水的处理方法及处理工艺研究

窦容妮，牛显春，雒芮，谢景光，邓辅财

广东石油化工学院环境科学与工程学院,广东省石油化工污染过程与控制重点实验室

印染废水是我国排放量最大的三种工业废水之一[1]，相比其他污水，印染废水由于色度极大，成分极为复杂等特点而极难得到有效处理，故而此方面的研究也长年成为环境治理领域的热门。絮凝法通常作为一种有效的脱色方法在印染废水的预处理阶段使用。但常规的絮凝法均具有各自的不足，如无机絮凝剂用药量大、费用高、污泥多，而且单一处理效果较差，后续还需其它方法进一步处理；有机的聚丙烯酰胺则通常需要与其它药剂配伍使用，而且残余的丙烯酰胺单体具有一定毒性，存在环境风险；天然絮凝剂易发生生物降解而失去活性[2]。综合各种絮凝剂的优缺点和当前社会的需要来看，有机高分子絮凝剂是一个比较好的选择，合成出一种经济适用的脱色剂具有广泛的前景。

实践证明，双氰胺-甲醛聚合物在对印染废水处理中可以作为絮凝剂使用[3,4]，但形成的絮体较小，而且原材料双氰胺的价格昂贵。本文拟以双氰胺与甲醛的聚合反应为主反应，优化合成条件，提高其综合性能，以制得物廉价美的脱色剂。

一、材料与方法

（一）实验药剂

甲醛：化学纯38%，购自济南创世化工有限公司；双氰胺：分析纯，购自无锡亚泰化工有限公司；活性艳红X-3B，购自南京都莱试剂有限公司。

（二）实验方法

1.脱色剂的制备

500mL三颈烧杯中加入摩尔比为1：2.5的双氰胺与甲醛水溶液，在85℃恒温条件下以200r/min的速度搅拌3小时。自然冷却至室温，将产品转移至样品瓶中，常温保存。

2.絮凝实验

通过絮凝实验来考察产品的脱色性能。采用烧杯实验的方法，100mL模拟印染废水中，加入1mL脱色剂，以200r/min的速度搅拌10分钟，静置6小时后，分析上清液。

3.脱色性能评价

取上清液进行紫外光吸光度的全谱图像扫描，与处理之前废水的全谱图像进行对比，取最高峰作为最大吸光度，用下式计算脱色率：

（三）实验设计

1.反应时间优化

本次实验按双氰胺与甲醛（摩尔比）为1：3的反应物比例研究反应时间的影响，分别设置反应时间为1.5、2、2.5、3、3.5小时进行五次实验，按0.1mL/L的脱色剂投加量进行絮凝脱色实验，在540nm下测上清液吸光度，与200mg/L活性红染料原液对比，计算脱色率。

2.甲醛用量优化

按双氰胺与甲醛摩尔比为1：2.2、1：2.6、1：3、1：3.5的比例进行四次实验，研究反应物双氰胺与甲醛的最佳摩尔配比。

二、结果与讨论

（一）制备反应时间的优化

在85℃条件下，制备反应90、120、150、180、210分钟下制得的产品脱色效果如图1所示。不同反应时间下产品的外观性状与脱色率见表1。

表1 不同反应时间下产品的外观性状与脱色率

图1 不同制备反应时间下产品的脱色效果

通过对以上分析可知，反应时间过短，产品尚未成型，不具备脱色性能，在反应2.5小时后脱色性能逐步上升，反应时间超过3小时，产品脱色性能下降。在反应3小时时产品的脱色性能最好，对200mg/L活性红X-3B的脱色率为94.8%。

（二）甲醛用量的优化

在85℃下，反应时间为3小时，双氰胺与甲醛摩尔比为1：2.2、1：2.6、1：3、1：3.5四种比例制得的产品脱色效果如图2所示。不同甲醛用量下产品的外观性状与脱色率见表2。

图2 不同甲醛用量下产品的脱色效果

表2 不同甲醛用量下产品的外观性状与脱色率

通过对上分析可知，反应物中甲醛占的比例越小，所制得脱色剂越粘稠，产品中白色沉淀（有效成分）越多，在双氰胺：甲醛（摩尔比）为1：3时，产品的脱色效果最好，对200mg/L活性红X-3B的脱色率可达96.6%。

三、结论

经本文研究，得出的最佳的双氰胺-甲醛脱色剂合成条件为双氰胺：甲醛（摩尔比）为1：3，在温度为85℃条件下，反应时间3小时，在此条件下制得的产品具有最佳脱色性能，对200mg/L活性红X-3B的脱色率可达96%以上。