1　试验部分

    1. 1　药品及仪器

    药品:BWD-01,江苏宜兴市蓝波化学品有限公司;重铬酸钾(分析纯,含量≥99. 89% ),北京市 化学试剂研究所;浓硫酸(分析纯,相对密度1. 84); 硫酸亚铁铵(分析纯,含量≥99. 5% ),天津市北方天医化学试剂厂;染料毛皮蓝MN-DR、毛尖蓝TL -MV、毛皮红BBA,北京泛博科技有限公司。

    仪器: pHS-25型数字式pH计,上海日岛科学 仪器有限公司; JJ-4型六联搅拌机,国华电器有限 公司制造;LG(1000W)微波炉, LG电子天津电器有 限公司; JJ500型精密电子天平,常熟双杰测试仪器 厂;分析天平METTLER,AE240,北京赛多科斯仪器 系统有限公司; 722N型可见分光光度计,上海精密 科学仪器有限公司。其它试验常用仪器。

    1. 2　染料废水脱色试验

    用自来水配制一定浓度的单一染料模拟废水。 取一定量模拟废水,加入一定量稀释10倍后的絮凝 脱色剂(下文试验中所用脱色剂均为稀释10倍后 使用),在六联搅拌机上快搅[4](200 r/min)1 min, 慢搅(60 r/min)5 min,静置后取上层清液在722N 型分光光度计上测吸光度,根据GB11914-89规定 测定CODCr。并计算脱色率和CODCr去除率。

    2　结果与讨论

    2. 1　BWD-01对毛皮蓝MN-DR染料废水的处理

    2. 1. 1　BWD-01的投加量对废水处理效果的影响

    BWD-01稀释至10%用于试验,模拟水样浓 度为1. 0 g/L,测定吸光度的最大吸收波长为 416nm,结果如图1。

    由图1可知,絮凝剂投加量为6. 7mL/L时废水 的脱色率达到最高(91. 9% ),此时废水的COD去 除率也达到最高(58. 1% ),COD去除率的变化曲线 规律与脱色率的变化曲线规律比较一致,都存在一 个较佳的投加量范围。所不同的是,在达到最大值 后,COD去除率却会随着BWD-01投加量的增多 而下降。这是由于染料胶体微粒过多的吸附阳离 子型絮凝剂而带正电荷,在水中胶体物质再次趋于 稳定,阻碍絮凝过程的进行,造成脱色率和COD去 除率的下降。此外,本试验使用的脱色絮凝剂本身是一种有机药剂,对水样的COD值有一定的贡献。 虽然它能有效地去除色度,但过量的BWD-01会 增加水样的COD值。综合考虑,絮凝剂最佳投加量 在6~10 mL/L。

    2. 1. 2　废水pH对处理效果的影响

    固定BWD-01的投加量为6. 7 mL/L,改变废 水pH,考察处理效果,结果如图2所示。 由图2可知,废水的pH为6时脱色率最高,达到97. 7%,此时COD去除率为58. 1%。pH对脱色率的影响不大,但对COD去除率有一定影响。脱色剂用量一定的情况下, COD去除率随废水pH的下降而增大, pH为4时,COD去除率达到67. 0%。综合考虑处理效果,最佳pH范围在5~7。这主要是因为染料在不同酸度下形态略有差别,从而影响处 理效果。

    2. 2　BWD-01对毛尖蓝TL-MV染料废水的处理

    2. 2. 1　BWD-01的投加量对废水处理效果的影响 BWD-01稀释10倍(10% )用于试验,模拟水样质量浓度为0. 67 g/L,测定吸光度的最大吸收波 长为430 nm,结果如图3。

    由图3可知:絮凝剂投加量为5. 7mL/L时废水 的脱色率达到最高值91. 1%,此时废水的COD去 除率达到最高值87. 5%,脱色率和COD去除率变化规律基本一致。由图3还可以看出脱色率和 COD去除率先增大,达到最佳处理效果后,曲线趋于平缓。这是由于BWD-01分子上有带正电荷的基团,投加量过大会使原来因电荷中和而失稳的染料胶体带上了正电荷,这时胶粒间会出现斥力和导 致ξ电位增加。为此,染料胶体颗粒又重新稳定存在于水样中。另一方面,药剂投加量过大,相对而言染料胶粒数目较少,则高分子缩合物的伸展部分就粘不上第二个胶粒,时间一长就会被原胶粒吸附在高分子的其它部位上,这时絮凝脱色剂就失去了架桥功能,胶粒能处于稳定状态而出现了再稳 现象[5]。

    2. 2. 2　废水pH对处理效果的影响

    固定BWD-01的投加量为5. 7 mL/L,改变废水的pH,考察废水处理效果,结果如图4所示。

    由图4可知, pH对脱色率和COD去除率的影响都不大。废水pH在6~9范围内脱色率基本相同,COD去除率略有变化,但幅度不大。BWD-01 对于此类染料废水pH具有普遍适用性。这主要是因为絮凝剂的型态分布和染料的存在形式与溶液的pH值密切相关[6],脱色剂BWD-01受pH影响较小,染料毛尖蓝TL-MV性质稳定,不同酸度下形态变化不大。因此,脱色率和COD去除率受pH影响不大。

    2. 3　BWD-01对毛皮红BBA染料废水的处理

    2. 3. 1　BWD-01的投加量对废水处理效果的影响 BWD-01稀释十倍(10% )用于试验,模拟水样浓度为1. 0 g/L,测定吸光度的最大吸收波长为 414 nm,结果如图5。

    由图5可见,脱色率随絮凝剂投加量增加而增大,投加量为23. 3 mL/L时废水的脱色率达到最高 值94. 4%,此后脱色率曲线趋于平缓,略有下降趋势。COD去除率随絮凝剂投加量增加而先增大,投 加量为10 mL/L时废水的COD去除率达到最高值 80. 4%,而后明显下降。这是由于BWD-01分子上有带正电荷的基团,染料胶体微粒过多的吸附阳离子型絮凝剂而带正电荷,在水中胶体物质逐渐趋于稳定,阻碍絮凝过程的进行,造成脱色率不再提高,甚至下降。此外,本试验使用的脱色絮凝剂本身是一种有机药剂,过量的BWD-01不再发生絮凝作用,反而会增加水样的COD值,导致COD去除率明显下降。综合考虑处理效果,BWD-01的最佳投加量范围在8~15 mL/L。

    2. 3. 2　废水pH对处理效果的影响

    固定BWD-01的用量为10 mL/L,考察废水不同pH对处理效果的影响,结果如图6所示。

    由图6可以看出, pH对脱色率影响较大,酸性条件下明显高于碱性条件, pH为6时脱色率最高达 到98. 5%。COD去除率受pH影响不大,在中性条件pH为7时达到最高80. 0%。

    最佳pH范围在6~7。产生这种现象的主要原因是,絮凝剂的型态分布和染料的存在形式与溶液的pH值密切相关[6]。脱色剂BWD-01的性质受 pH影响不大,但染料毛皮红BBA为酸性染料,不同酸度条件下形态会略有不同,从而影响到脱色率和 COD去除率。

    2. 4　BWD-01对三种染料处理结果的比较

    阳离子型季铵盐絮凝剂BWD-01对三种染料的脱色效果均较好,均可达到90%以上,在最佳条件下,对毛皮红BBA染料废水的脱色率达到98. 5%。COD去除率相差较大,一般在60%左右,最佳条件下, BWD-01对尖板蓝TL-MV废水的COD去除率达到87. 5%。实际应用中,染料废水大多含有几种染料,需根据试验找到综合废水的最佳工艺条件。

    3　结论

    (1)BWD-01处理毛皮蓝MN-DR废水,适宜投加量为6~10 mL/L, pH为5~7。投加量为6. 7 mL/L,废水pH为6时,脱色率最高达到97. 7%, COD去除率最高为58. 1%。

    (2)BWD-01处理尖板蓝TL-MV废水,适宜投加量为4. 5~6. 5 mL/L。投加量为5. 7 mL/L时的脱色率达到最高(91. 1% ),同时COD去除率也达到最高(87. 5% )。pH对脱色率及COD去除率影响不大。

    (3)BWD-01处理毛皮红BBA废水,适宜投加量为8~15 mL/L。投加量为23. 3 mL/L时的脱色 率达到最高(94. 4% ),投加量为10 mL/L时, COD去除率达到最高(80. 4% )。pH对脱色率影响较大, pH为6时脱色率最高(98. 5% )。COD去除率受pH影响不大。最佳pH范围在6~7。

    参考文献:

    [1]于刚,杨志华,祝万鹏,等.染料废水物理化学脱色技术现状与进展[J].环境科学, 1994, 15(4): 74-79.

    [2]戴日成,张统,郭茜,等.印染废水水质特征及处理技术综述[J].给水排水, 2000, 26(10): 33-38.

    [3]谢绍东,李爱国.混凝法处理高浓度印染废水的研究 [J].四川师范学院学报(自), 1994, (4): 335-340·

    [4]张毅,王伟,朱伟等.复合混凝剂处理模拟酸性大红染料废水的研究[ J].安全与环境学报, 2007, 7 (3): 40 -43.

    [5]黎载波,王国庆.改性双氰胺-甲醛絮凝剂(MDF)的脱色性能[J].韶关学院学报, 2004, 25(6): 69-72.

    [6]冯利,杨鸿霄.铝盐最佳凝聚形态及最佳pH范围研究 [J].环境化学, 1998, 17(2): 52-54.