NaOH和硫酸亞鐵用于活性染料印染污水的脫色研究

王勇（浙江博華環(huán)境技術(shù)工程有限公司，浙江省310012）

NaOH和硫酸亞鐵用于活性染料印染污水的脫色研究

王勇（浙江博華環(huán)境技術(shù)工程有限公司，浙江省310012）

本文探討了NaOH和硫酸亞鐵去除活性染料印染廢水中色度的工藝操作條件和脫色效果。通過實(shí)踐證明采用NaOH和硫酸亞鐵凈化工藝對(duì)去除活性染料印染廢水的色度具有脫色效果好、工藝操作簡(jiǎn)單、投資少、成本低、原料來源廣的優(yōu)點(diǎn)，是一種去除活性染料印染廢水色度的較佳方法

NaOH、硫酸亞鐵、脫色、印染廢水

1 概述

印染廢水,水量大,色度高,成分復(fù)雜,廢水中含有染料、漿料、助劑、酸、堿、纖維雜質(zhì)及無機(jī)鹽等。目前染色加工過程中的10%～20%的染料排入廢水中,這給印染廢水的脫色處理帶來了一定困難。隨著染料工業(yè)的發(fā)展和印染加工技術(shù)的進(jìn)步，染料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大為提高，給脫色處理增加了難度，目前印染廢水的脫色問題已成為國(guó)內(nèi)外廢水處理中急需解決的一大難題。

國(guó)內(nèi)部分印染廠采用生化處理的方法,生化處理采用微生物法降解染料分子和有機(jī)物,但是生化處理過程中有害分子降解速率低,設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。近年來，雖然國(guó)外對(duì)印染廢水的脫色也有過一些成功的報(bào)道。如“英圓Arehaeus技術(shù)集團(tuán)開發(fā)的Arcasorb天然聚合吸附材料對(duì)活性等可溶性染料吸附去色。美國(guó)棉花公司采用費(fèi)通(Featon)試劑(H2O2和FeSO4)對(duì)印染廢水進(jìn)行脫色等。但是，在國(guó)內(nèi)由于受資金、技術(shù)等因素的制約，這些方法在印染廠中的實(shí)際應(yīng)用還相當(dāng)少。因此，選擇一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)有效的處理方法成為印染廢水脫色的研究重點(diǎn)。

我公司采用NaOH和硫酸亞鐵對(duì)印染廢水進(jìn)行脫色處理，取得了較理想的效果。實(shí)踐證明，用NaOH和硫酸亞鐵法處理印染廢水，其工藝操作簡(jiǎn)單、污水處理成本低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易上馬、原材料來源廣泛、脫色效果好。此法是比較適合我國(guó)基本國(guó)情的一種印染廢水的脫色方法。本文主要對(duì)NaOH和硫酸亞鐵法處理印染廢水的脫色效果、工藝操作方法和主要工藝控制條件進(jìn)行了探討，并就此方法存在的問題進(jìn)行了闡述。為印染廠采用此法去除印染廢水中的色度提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)的基本情況

2.1 實(shí)驗(yàn)的污水水質(zhì)情況

本試驗(yàn)所采用的印染污水主要來自于德清縣龍奇絲綢煉染有限公司的染色車間。該廠絲絨染整的生產(chǎn)過程中要使用大量的活性染料，每年各類活性染料的消耗量在數(shù)千公斤。該車間所排出的污水色度大約在400～600倍之間，該廠老污水處理系統(tǒng)雖已采用生化鼓風(fēng)曝氣法和物化混凝沉淀法對(duì)污水進(jìn)行脫色處理，但處理效果不佳，尤其對(duì)活性紅染料的脫色效果較差。根據(jù)該廠污水處理的現(xiàn)狀，我們采用染色車間的廢水為試驗(yàn)對(duì)象。目前.此類污水的水質(zhì)通常在如下范圍內(nèi)：

色度：400～600倍

COD：l50～200mg/L

SS；3O0～500mg/L

S2-：lmg/L以下

該廠過去采用堿鋁、石灰等混凝劑對(duì)廢水進(jìn)行脫色處理，其色度去除率僅為40～60，經(jīng)生化后出水色度仍未能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 試驗(yàn)工藝流程及主要設(shè)備

為了解決該廠污水處理中活性染料引起的色度問題，我們采用廢堿液+硫酸亞鐵混凝沉淀的方法去除污水中活性染料的色素。

2.2.1 試驗(yàn)工藝流程

廠區(qū)污水經(jīng)管網(wǎng)收集后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)調(diào)節(jié)池提升泵提升至混凝沉淀池，在混凝沉淀池的反應(yīng)區(qū)投加預(yù)先配置好的硫酸亞鐵溶液并投加廢堿液調(diào)節(jié)PH，反應(yīng)區(qū)采用機(jī)械攪拌進(jìn)行充分混合反應(yīng)，反應(yīng)后進(jìn)入斜管沉淀池進(jìn)行沉淀和泥水分離，上清液進(jìn)入后段生化處理設(shè)施進(jìn)一步處理，污泥排入污泥濃縮池進(jìn)行重力沉降，濃縮后污泥再經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)處理。

數(shù)學(xué)理解意義是數(shù)學(xué)思維的根基，探索學(xué)生總是出錯(cuò)的原因是對(duì)等式意義理解不透，等式100x=4兩邊同時(shí)除以100(或乘以1/100)，學(xué)生理解等式性質(zhì)的規(guī)則和意義就不會(huì)做錯(cuò)。筆者認(rèn)為，解方程不能機(jī)械地要速度，更要側(cè)重于理解。

2.2.2 試驗(yàn)主要設(shè)備

（1）3m3反應(yīng)池

（2）1.5m3廢堿液投加池

（3）20m3廢堿液儲(chǔ)槽

（4）1.5m3硫酸亞鐵溶藥投藥池

（5）200m3斜管沉淀池

（6）加藥泵3臺(tái)

2.2.3 試驗(yàn)藥劑

（1）硫酸亞鐵，固體工業(yè)級(jí)，在溶藥投藥池配成10%的溶液。

（2）NaOH，工業(yè)廢堿，濃度約12.5%。

2.3 試驗(yàn)工藝條件控制

2.3.1 PH控制對(duì)脫色效果的影響

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該廠污水混凝脫色處理過程中，廢堿液的投加量多少對(duì)污水色度的去除率起著至關(guān)重要的作用。為此我們改變混合池中污水的PH值，考察該廠活性染料印染廢水在達(dá)到最佳色度去除率時(shí)的最佳PH控制范圍。測(cè)試結(jié)果如表1和圖1所示：

表1 PH值對(duì)污水色度去除率的影響

備注：硫酸亞鐵投加量為750mg/l，進(jìn)水流量控制在20t/h，進(jìn)水色度280倍。

由表1和圖1可見，當(dāng)PH控制在8以上，色度去除率即可穩(wěn)定達(dá)到85%以上，雖然PH控制在11以上，其色度去除率較高，但由于控制PH過高將導(dǎo)致進(jìn)入生化系統(tǒng)PH超過微生物耐受能力上限。所以理想的PH控制范圍為9～10之間。在此范圍內(nèi)色度既可以達(dá)到86%～91%,又能保證沉淀池出水能直接進(jìn)入后續(xù)生化系統(tǒng)。

2.3.2 硫酸亞鐵控制對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響

控制PH在9～10之間，進(jìn)行硫酸亞鐵投加量控制實(shí)驗(yàn)，確定硫酸亞鐵最佳投加量范圍，結(jié)果見表2和圖2。

表1 PH值對(duì)污水色度去除率的影響

圖2 硫酸亞鐵投加量對(duì)污水色度去除率的影響

由表2和圖2可見，當(dāng)硫酸亞鐵投加量控制在700～800mg/L，脫色效果較好，投加量過低紅色脫不凈，過高出水有泛黃的現(xiàn)象，水色變黃，經(jīng)生化處理后出水有紅色。

由上述二例實(shí)驗(yàn)可見，NaOH和硫酸亞鐵處理活性染料印染污水時(shí)，只要嚴(yán)格控制硫酸亞鐵的投加量在750m/l左右，并用NaOH調(diào)節(jié)PH在9～10之間，充分?jǐn)嚢杌旌?，活性染料的色度去除率可穩(wěn)定達(dá)到91%以上，這是采用聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等混凝劑所不能及的。

3 結(jié)果與討論

（1）采用NaOH和硫酸亞鐵法處理活性染料污水，脫色率可穩(wěn)定達(dá)到91%以上，脫色效果好。

（2）NaOH投加量的多少對(duì)脫色效果起著重要作用，一般來說，NaOH投加量越多（PH值越高），脫色效果越好。但在實(shí)際操作中，NaOH投加量應(yīng)始終，污水的PH值應(yīng)控制在9～10為宜，投加量過多將引起沉淀池出水PH過高，超過生化池微生物耐受極限，對(duì)后續(xù)處理產(chǎn)生破壞性影響，并且增加處理成本。NaOH投加量過少，脫色效果欠佳，達(dá)不到理想的脫色效果。

（3）硫酸亞鐵的投加量應(yīng)根據(jù)原水色度和NaOH的投加量做出適當(dāng)調(diào)整，一般情況下，硫酸亞鐵的投加量控制字700～800 mg/L為宜，過少則影響礬花的形成質(zhì)量，過多則會(huì)造成出水泛黃，且經(jīng)生化處理后出水泛紅，影響處理效果。

（4）成本分析：經(jīng)測(cè)試計(jì)算，處理一噸活性染料印染污水，其投藥費(fèi)用在0.3元左右，硫酸亞鐵用工業(yè)級(jí)固體配置成10%的溶液投加。NaOH采用12.5%左右的工業(yè)廢堿直接投加。

（5）存在問題

a、NaOH和硫酸亞鐵的投加量控制要求較高，硫酸亞鐵投加偏少脫色不夠完全，投加量過多則會(huì)出現(xiàn)出水沉淀池泛黃，影響脫色效果。NaOH投加量過多會(huì)導(dǎo)致沉淀池出水PH偏高，超過生化處理微生物耐受極限酸堿度，影響后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。我們雖然采用PH在線監(jiān)控自動(dòng)控制NaOH投加量，但仍需對(duì)PH探頭定期進(jìn)行清洗和校正。

b、采用此工藝，產(chǎn)生的污泥量較多，需要適當(dāng)增加污泥脫水的處理能力，污泥處理的費(fèi)用增加。

c、對(duì)色度較高的高濃度活性染料印染污水，需要較大的投藥量。

4 結(jié)束語

本文對(duì)采用NaOH和硫酸亞鐵法處理活性染料印染污水色度的方法和工藝控制條件研究表明，NaOH和硫酸亞鐵法對(duì)活性染料印染污水的脫色是有效的，只要嚴(yán)格控制投藥量，并調(diào)節(jié)PH在9～10之間，不僅能使污水色度去除率達(dá)到91%以上，而且污水處理費(fèi)用較低。據(jù)測(cè)算，處理一噸活性染料印染污水的藥劑費(fèi)用僅為0.30～0.35元。該工藝不但為活性染料印染污水提供了一種技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行的污水處理方法，而且對(duì)活性染料的廣泛使用以及環(huán)境保護(hù)都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。