陈建欣,壮亚峰,陈　婷
                  (常州工学院理学院,江苏　常州　213022)
    摘　要:采用亚铁盐絮凝剂对印染工业废水进行脱色处理,探讨了离心时间、pH值、亚铁盐投加量等对脱色效果的影响。采用分光光度法对亚铁盐混凝沉降过程进行了研究。实验结果表明,在合适的条件下,脱色率可达90%以上,效果显著。
    关键词:脱色;印染废水;混凝;亚铁盐;离心时间
    随 着我国工业的发展,印染废水已成为目前主要有害、难处理的工业废水之一。印染废水[1-3]属于含有一定量有毒物质的有机废水,其中含有残余染料、染色助 剂、酸碱以及某些重金属,而残余染料及助剂构成了废水中有机污染物的主要成分,并使废水带有特殊的颜色,因此,如何使印染废水脱色是处理的重要难题之一, 对脱色方法的研究也已成为印染废水处理的重要课题。
    混凝法[4-5]是向废水中添加一定物质,通过物理或化学的作用,使原先溶于废水中或 呈细微状态、不易沉降、过滤的污染物集结成较大颗粒,以便于分离的方法。目前,在国内由于混凝剂法具有投资费用低,设备占地少,处理量大,脱色率高等优 点,一直倍受青睐,传统的常用无机混凝剂主要有铝盐和铁盐,由于铝盐混凝剂[6-7]对水生生物、植物及人体都有毒性效应,可以导致人体铝性脑病、铝性骨 病和铝性贫血等铝中毒病症,因此铝盐有被其他混凝剂取代的趋势。铁盐絮凝剂以其絮体密实、沉降快、效果好、无毒等优点,成为近年来水处理剂研究的热点。通 过多方面的研究及实践证明,利用无机混凝剂可以较好地去除印染废水中大部分悬浮态染料、分散染料、还原染料、硫化染料及水溶性染料中分子量较大的部分直接 染料。本文研究了利用硫酸亚铁与氧化钙反应生成氢氧化亚铁及氢氧化铁,将其应用于活性艳兰废水进行脱色处理的效果。
    1　实验部分
    1.1　实验仪器
    仪器: 800型离心机,上海安亭科学仪器厂; 722型分光光度计,上海精密仪器厂; ZD-2型自动电位滴定仪,上海雷磁仪器厂;复合电极。
    1.2　实验药品
    药品:FeSO4·7H2O(CP),上海第二钢铁厂; CaO(CP),上海向阳化工厂;活性艳兰SRE,江苏申新染料化工股份有限公司。
    1.3　模拟废水配制
    准确称取0. 0649 g活性艳兰染料溶于1 L的容量瓶中,定容至刻度,摇匀,即为模拟废水。
    1.4　亚铁盐絮凝剂制备
    准确称取FeSO4·7H2O,加入少量HC,l再加水使之溶解,配成FeSO4·7H2O溶液。
    1.5　分析方法
    pH值用电位滴定仪测定,染料的吸收光谱用紫外可见分光光度计测定,离心液吸光度用722型分光光度计在最大波长下,用1 cm比色皿,测定处理前后在最大吸收峰处的吸光度值,用吸收峰比色法计算脱色率。
    脱色率计算式:
    脱色率=[1-(A后/A前)]×100%
    式中:A前———未处理时吸光度
    A后———处理后吸光度均考虑了水的稀释作用。
    1.6　废水指标测定
    取一定量的染料废水测其pH值、吸光度等。模拟废水的性能指标如表1。
            
    2　结果与讨论
    2.1　pH值对脱色率影响
    移取10mL染料废水,在亚铁盐加入量分别是400 mg/L、80mg/L的条件下,用碱化剂CaO调节不同的pH值,离心20 min测定不同值下经处理后的吸光度。计算脱色率,并绘制脱色率-pH图,如图2。
            
    由 图2可见, pH值对脱色效果的影响很大,必须严格控制合适的pH范围,亚铁盐在pH<11时脱色率很低, pH值≥11时脱色率很高。分析其原 因,在pH<11时,碱化剂CaO加入量少,生成的Ca(OH)2减少,从而氢氧化亚铁及氢氧化铁的量也相应减少,对染料的絮凝作用降低,因此影响 了脱色效果;而pH值≥11时恰好相反。
    2.2　离心时间对脱色率影响
    移取10 mL染料废水,加入2 mL 800 mg/L的亚铁盐,在pH=11时,分别离心5、10、15、20、25、30 min,然后测定吸光度。不同离心时间对脱色率的影响如图3。
            
    由 图3可见,离心5~20min,脱色率随离心时间的增加不断增大; 20~30 min,脱色率略微增加,受时间的影响小。随着碱化剂CaO的加入,生成 了微溶于水的Ca(OH)2及难溶性的氢氧化亚铁、氢氧化铁,这些絮凝状的沉淀,具有非常大的比表面积,它们对染料的絮凝作用非常明显,当其吸附染料分子 后,靠其自身重力的沉降作用非常缓慢,但附以高速离心,即可以在极短的时间内完成,因而离心5~20 min,脱色率随离心时间的增加不断增大。但该物理 作用沉降在20 min后,就迅速减弱,甚至完成失去沉降作用。因此,选择以20 min为最佳离心时间。
    2.3　混凝剂对活性艳兰吸附等温式的测定
    取等体积的不同浓度的染料溶液,固定亚铁盐投加量800mg/L,在pH=11条件下,离心20 min,然后测定不同浓度染料溶液处理后清液的吸光度。实验结果见表2。
          
    2.4　亚铁盐投加量对脱色率影响
    移取定量染料废水,加入不同量800 mg/L的亚铁盐,离心20 min,测定不同亚铁盐投加量与脱色率的关系(如图5)。
          
    由图5可见,当亚铁盐投加量为7 mL时,活性艳兰废水脱色率最好,可达90%以上。随着亚铁盐投加量的增加,氢氧化亚铁、氢氧化铁的生成量增加,从而对活性艳兰染料的吸附量也增加,脱色效果就显著,但考虑经济成本,选择亚铁盐投加量为7 mL较合适。
    3·结　论
    亚铁盐絮凝剂具有投加量小、沉降速度快、脱色率高,无二次污染等特点。通过实验检测,该絮凝剂可以有效去除印染废水中的活性艳兰染料,在合适的条件下,脱色率可达90%以上,效果良好。可见亚铁盐是一种较理想的絮凝剂,有一定的推广价值。
参考文献
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[2]肖瑞德,阮复昌.印染废水的混凝脱色实验研究[J].化学反应工程与工艺, 2002(3): 254-259.
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