李达刚

印染废水主要来源于印染加工中的漂炼、染色、印花、整 理等工序，而且各工序产生成分各异的污水，使得其水量大、 成分复杂、色度深、碱性强、并含有毒、有害物质而严重污染 环境，因此印染废水的综合治理已成为当前急需解决的问题之 一。印染废水主要含有染料、染色助剂、纤维杂质和无机盐等。 其中以染料的污染最为严重，即使水体中的染料只有极低的浓 度，也会造成人类视觉的不适和美学损害，影响收纳水体的正 常功能，妨碍水体的自净，对水生微生物和鱼类有毒害作用[1]， 人体接触染料废水，可能引起皮肤过敏、发炎、致癌。染料作 为一类结构稳定的有机化合物，具有抗酸、抗碱、抗光、抗微 生物等特性，在环境中有较长的滞留期[2]，而且染料品种众多， 并朝着抗光解、抗氧化、抗生物降解方向发展以提高其使用 性能，从而加大了染料和印染废水脱色的难度[3-4]。
因此，如 何使印染废水脱色成为当前亟待解决的重要问题，脱色方法 的研究也成为印染废水处理的重要课题[5]。染料和印染工业废 水种类多、组成复杂，不同水质需要不同的方法处理，国内外 印染废水脱色方法有：物理脱色法、化学脱色方法和生物脱色 方法。混凝法处理印染废水具有处理效果良好，成本低，既能 单独使用，又可与生化处理相结合等优点，成为处理工业废水 的重要手段。混凝法的处理效果在很大程度上取决于混凝剂， 因此多功能高效混凝剂的开发和应用工艺研究成为化学混凝 法的研究重点。文章采用制备的新型聚硅酸铝铁混凝剂，研究 该混凝剂的Al/Fe摩尔比、pH和投加量对印染废水脱色效果 的影响。

1聚硅酸铝铁的制备
在磁力快速搅拌的同时，用酸式滴管将一定浓度的FeCl3 液滴加入Al2(SO4)3溶液中(Al3+与Fe3+按一定的物质的量 )，使之均匀混合，然后在一定的温度及剪切条件下向铝铁 合液中按照不同(Al3++Fe3+)/Si物质的量比加入一定pH、 iO2浓度、温度、粘度的聚硅酸，继续搅拌一定的时间，制 一定Al/Fe/Si的聚硅酸铝铁混凝剂(PSAF)。

2实验部分
2.1废水水质
实验废水取自湖南郴州桂阳某纺织印染厂，废水总排口的 CODCr为821 mg·L-1，BOD5为410 mg·L-1，SS为342 mg·L-1， 色度1245倍，pH为10.2。其组分以活性染料为主。
2.2实验过程
实验时，在室温下，在500 mL的烧杯中加入100 mL来 源于湖南郴州桂阳某纺织印染厂废水，然后加入一定量的 PSAF混凝剂，在转速200 r/min条件下搅拌5 min，然后在转 速为70 r/min条件下缓慢搅拌10 min，静置30 min后，取上 清液进行分析，测定废水的脱色率。
2.3脱色率的测定
在染料废水的脱色处理中，染料的去除率是最重要的技术 指标，这是一个可以凭人的视觉进行估计的指标，对于脱色效 果很好的脱色体系，用肉眼就能给出脱色率很好的判断。当染 料去除率不彻底时，用肉眼估计脱色率的主观误差较大，借助 于精度测量能够给出更为准确的脱色率数据，目前通常采用比 较最大吸收波长处的吸光度作为测量指标。在UV762型紫外- 可见光分光光度计上进行测定，在一定的浓度范围内，染料的 浓度与吸光度成正比例关系。因此可按下式计算脱色率：

李达刚

印染废水主要来源于印染加工中的漂炼、染色、印花、整 理等工序，而且各工序产生成分各异的污水，使得其水量大、 成分复杂、色度深、碱性强、并含有毒、有害物质而严重污染 环境，因此印染废水的综合治理已成为当前急需解决的问题之 一。印染废水主要含有染料、染色助剂、纤维杂质和无机盐等。 其中以染料的污染最为严重，即使水体中的染料只有极低的浓 度，也会造成人类视觉的不适和美学损害，影响收纳水体的正 常功能，妨碍水体的自净，对水生微生物和鱼类有毒害作用[1]， 人体接触染料废水，可能引起皮肤过敏、发炎、致癌。染料作 为一类结构稳定的有机化合物，具有抗酸、抗碱、抗光、抗微 生物等特性，在环境中有较长的滞留期[2]，而且染料品种众多， 并朝着抗光解、抗氧化、抗生物降解方向发展以提高其使用 性能，从而加大了染料和印染废水脱色的难度[3-4]。
因此，如 何使印染废水脱色成为当前亟待解决的重要问题，脱色方法 的研究也成为印染废水处理的重要课题[5]。染料和印染工业废 水种类多、组成复杂，不同水质需要不同的方法处理，国内外 印染废水脱色方法有：物理脱色法、化学脱色方法和生物脱色 方法。混凝法处理印染废水具有处理效果良好，成本低，既能 单独使用，又可与生化处理相结合等优点，成为处理工业废水 的重要手段。混凝法的处理效果在很大程度上取决于混凝剂， 因此多功能高效混凝剂的开发和应用工艺研究成为化学混凝 法的研究重点。文章采用制备的新型聚硅酸铝铁混凝剂，研究 该混凝剂的Al/Fe摩尔比、pH和投加量对印染废水脱色效果 的影响。

1聚硅酸铝铁的制备
在磁力快速搅拌的同时，用酸式滴管将一定浓度的FeCl3 液滴加入Al2(SO4)3溶液中(Al3+与Fe3+按一定的物质的量 )，使之均匀混合，然后在一定的温度及剪切条件下向铝铁 合液中按照不同(Al3++Fe3+)/Si物质的量比加入一定pH、 iO2浓度、温度、粘度的聚硅酸，继续搅拌一定的时间，制 一定Al/Fe/Si的聚硅酸铝铁混凝剂(PSAF)。

2实验部分
2.1废水水质
实验废水取自湖南郴州桂阳某纺织印染厂，废水总排口的 CODCr为821 mg·L-1，BOD5为410 mg·L-1，SS为342 mg·L-1， 色度1245倍，pH为10.2。其组分以活性染料为主。
2.2实验过程
实验时，在室温下，在500 mL的烧杯中加入100 mL来 源于湖南郴州桂阳某纺织印染厂废水，然后加入一定量的 PSAF混凝剂，在转速200 r/min条件下搅拌5 min，然后在转 速为70 r/min条件下缓慢搅拌10 min，静置30 min后，取上 清液进行分析，测定废水的脱色率。
2.3脱色率的测定
在染料废水的脱色处理中，染料的去除率是最重要的技术 指标，这是一个可以凭人的视觉进行估计的指标，对于脱色效 果很好的脱色体系，用肉眼就能给出脱色率很好的判断。当染 料去除率不彻底时，用肉眼估计脱色率的主观误差较大，借助 于精度测量能够给出更为准确的脱色率数据，目前通常采用比 较最大吸收波长处的吸光度作为测量指标。在UV762型紫外- 可见光分光光度计上进行测定，在一定的浓度范围内，染料的 浓度与吸光度成正比例关系。因此可按下式计算脱色率：

脱色率=(1-A/A0)×100%
式中，A0为染料废水混凝前测定的吸光度，A为混凝沉淀 后的吸光度。

3结果与讨论
3.1 Al/Fe摩尔比对废水脱色效能的影响
考察Al/Fe摩尔比对印染废水脱色效能的影响，实验结果如表2所示。

由表2可知，以铝为主的PSAF对废水具有较好的混凝脱 色效果，随着Al/Fe摩尔比的升高，脱色率随之升高，Al/Fe摩 尔比为4/1时达到较好的脱色效果，脱色率最高达到88.03%， 当Al/Fe摩尔比大于4/1时，脱色率变化较小，生成的絮体反 而松散易碎、沉降速度较慢、不易沉降。所以对印染废水脱色 效果较好的聚硅酸铝铁Al/Fe摩尔比为4︰1。
3.2 PSAF投加量对废水脱色效能的影响
为了研究投加量对废水脱色效能的影响，采用Al/Fe摩尔 比为4︰1条件下制备PSAF混凝剂，实验结果如图1所示。

由图1可知，随着PSAF投加量的逐渐升高，脱色率先升 高后降低，原因在于投加量过多，胶体粒子吸附了过多的反离 子，使原来的电荷变号，发生了再稳现象。当混凝剂的质量浓 度为16 mg·L-1时，混凝效果最好，用量继续增大时，混凝效 果又变差。这是因为混凝剂加入量少时，混凝不充分，混凝效 果不好；而混凝剂用量过大时，废水中胶粒被过多的混凝剂包 围，会使胶粒表面饱和，失去与其他胶粒结合的机会，达到另 一种稳定状态，不易凝聚，因而混凝效果也不好。
3.3 pH对水样脱色效能的影响
在不同的pH条件，混凝剂存在一个最佳pH范围，不同 结构的混凝剂，其最佳混凝pH范围也会有所不同。了解混凝剂的最佳混凝pH范围将对混凝剂的使用起到指导作用。本 实验采用Al/Fe摩尔比为4︰1，投加量为16 mg·L-1，在不 同pH下得到的脱色率和COD去除率如图2所示。

由图2可知，pH对脱色率和COD去除率均有比较大的 影响。实验结果表明，对于COD去除率，pH在5.4～7.8 范围内效果较好。在pH为5时观察到絮体形成，但脱色率 较差；在pH为10时不见絮体产生；在pH 7～8.5时有较高 的脱色率，分别为：87%、90%、88%、87%；这是因为 废水中的胶体物质通常带负电，而混凝剂中含有大量的 Al 3+ 、Fe3+离子，在最佳pH范围内，Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)水解成 单核及多核羟基络离子，具有电中和能力，能吸附微粒以 压缩双电层使微粒脱稳，加之聚硅酸为高分子结构，具有 很强的吸附架桥作用，因此PSAF混凝剂具有较好的混凝 效果[6-7]。
pH大于9，随着pH升高，沉淀性能依次降低。 水样pH高，使溶液中胶体粒子表面负电荷增多，胶体颗粒 分散更为稳定，而不易絮凝沉淀[8]。同时大量的OH-离子也 降低了混凝剂大分子上的电荷密度，从而减少和削弱了混凝剂与带负电荷的染料离子与胶体的作用，所以在高pH条件 下，脱色率明显降低。

4结论
使用聚硅酸铝铁对湖南郴州桂阳某纺织印染厂水样混 凝脱色效能研究表明，当水样pH为7.5，聚硅酸铝铁Al/Fe 摩尔比为4︰1，质量浓度为16 mg·L-1时，脱色率可达90% 左右。