改性高嶺土對印染廢水處理的研究

馬萬征,劉丹丹,鄭洪倩,鮑安民,張文楓,陳 冬

(1.安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院,安徽鳳陽233100；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備研究所,江蘇南京210014)

改性高嶺土對印染廢水處理的研究

馬萬征1,劉丹丹1,鄭洪倩2,鮑安民1,張文楓1,陳 冬1

(1.安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院,安徽鳳陽233100；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)設(shè)施與裝備研究所,江蘇南京210014)

印染廢水具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分、COD含量高以及色度高等特點.實驗采用無機(jī)絮凝劑硫酸亞鐵制備改性高嶺土,研究其改性過后對印染廢水的處理效果.通過硫酸亞鐵-高嶺土相混合后的不同配比、不同投加量、p H值、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等因素來探究對印染廢水的最佳處理效果.研究結(jié)果表明：稀釋20倍后的印染廢水的COD為64、p H為7.30.改性過后在配比為1∶7、投加量為2.5g、p H為6.92、反應(yīng)溫度為20℃、反應(yīng)時間為20min的條件下,比較發(fā)現(xiàn)色度的去除率高達(dá)98.3%、COD的去除率高達(dá)68.75%,說明該方法對印染廢水的處理效果較好.

印染廢水；高嶺土；COD；色度

印染廢水是以加工紡織品為主的印染廠排放的廢水.印染廢水水量較大,據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,每印染加工1t紡織品耗水100～200t,其中80～90%成為廢水.印染廢水具有高COD、高色度、難降解、污染物濃度高等特點［1］.目前對于印染廢水處理的方法有許多種,其中應(yīng)用較多的為吸附法.許多學(xué)者對印染廢水的吸附處理做了研究.胡巧開［2］以花生殼為原料,探索用硫酸活化法制取活性炭的最佳工藝條件及其處理印染廢水的效果.嚴(yán)剛等［3］對以水溶性酸性媒介染料為主的廢水,用氯化錳改性硅藻土進(jìn)行了脫色和去除COD的研究,研究表明,在最佳處理條件下,色度和COD的去除率分別達(dá)到96%和90%,處理效果較好.丁純梅等［4］探討了不同的殼聚糖用量、PH值、吸附溫度和吸附時間對印染廢水吸附效果的影響.黃劍明等［5］用殼聚糖包裹活性炭后再加入稀土化合物對印染廢水進(jìn)行絮凝脫色處理,研究了殼聚糖和活性炭不同的配比和投加量,以及稀土的用量對水樣處理效果的影響.結(jié)果表明,殼聚糖和活性炭的質(zhì)量比1∶9,投加量在4g/ L,p H值為2.3,實驗溫度為40℃時的處理效果最好.從前人的研究可知,吸附法是目前處理印染廢水的研究熱點.

本實驗以某廠的印染廢水為研究對象,采用化學(xué)法利用改性高嶺土對印染廢水進(jìn)行處理.利用單因素實驗法研究混合物的不同配比、不同投加量、不同的PH值、不同的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等研究印染廢水的處理效果.最終研究結(jié)果表明：在適宜的條件下,改性土對印染廢水的處理效果可達(dá)到最佳.

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

該實驗對高嶺土的改性采用的試劑是硫酸亞鐵.實驗用儀器為：電子天平；恒溫水?。籚-1100D型可見分光光度計：上海美譜達(dá)儀器有限公司；HY-6型雙層調(diào)速多用振蕩器：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限司；微機(jī)型p H計：上海梅特勒-托利多儀器制造有限公司；DHG-9101型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海三發(fā)科技儀器有限公司；HPM-500電子調(diào)溫電熱套：江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司.

1.2 印染廢水

該印染廢水水樣取自安徽鳳陽染料化工有限公司生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水.測得原廢水水樣的p H為7.30,COD為1 280mg/L.

1.3 改性高嶺土的制備

稱取1g硫酸亞鐵,分別稱取配比為1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11的高嶺土,混合后加入90m L的蒸餾水,在室溫下置于振蕩機(jī)上振蕩2h,過濾后在恒溫干燥箱100℃下干燥2h,然后把干燥后的混合物研碎成粉狀待用.

1.4 色度去除率與COD的測定方法

1.4.1 色度去除率的測定

對于改性土處理后廢水的色度以色度去除率來衡量,然后用分光光度法測出處理后的吸光度,計算公式為［6］

1.4.2 COD的測定

采用重鉻酸鉀法測定染料廢水的COD［7］.

2 結(jié)果分析

2.1 不同配比對印染廢水處理效果的影響

分別稱取配比為1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶11的改性高嶺土1g,印染廢水的體積為50m L.使其混合后在室溫10℃下充分反應(yīng),分別測定處理后印染廢水的吸光度與COD.通過計算綜合比較色度和COD去除率后選取處理效果最佳的硫酸亞鐵和高嶺土的配比.

通過圖1、2可以看出,當(dāng)硫酸亞鐵和高嶺土的混合物配比為1∶7時,其對印染廢水的處理效果達(dá)到最好.從圖中可以看出,隨著配比的增加,混合物對廢水色度和COD的去除率均呈現(xiàn)先增后減的趨勢,在配比為1∶7時處理效果最明顯.由此而得,硫酸亞鐵與高嶺土的配比為1∶7時處理效果最佳.

圖1 不同配比對印染廢水色度的影響

圖2 不同配比對印染廢水COD的影響

2.2不同投加量對印染廢水處理效果的影響

在硫酸亞鐵與高嶺土最佳配比為1∶7的條件下,分別稱取改性后等梯度的高嶺土1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g,印染廢水的體積為50m L.使其混合后在室溫為10℃下充分反應(yīng),分別測定處理后印染廢水的吸光度與COD.通過計算綜合比較色度和COD去除率后選取處理效果最佳的改性土的投加量.

通過圖3、4可以看出當(dāng)改性土的投加量為2.5g時去除印染廢水的色度和COD的效率達(dá)到最佳.隨著投加量的增加,色度的去除率呈逐漸下降趨勢,而COD的去除率呈正態(tài)分布圖的變化趨勢,綜合分析得出：改性高嶺土處理廢水的最佳投加量為2.5g.

圖3 不同投加量對印染廢水色度的影響

圖4 不同投加量對印染廢水COD的影響

2.3 不同p H值對印染廢水處理效果的影響

分別量取等梯度的p H分別為2.96、4.94、6.92、8.90、10.88的廢水50m L,稱取配比為1∶7的改性土2.5g,使其混合后在相同的條件下充分反應(yīng),分別測定處理后印染廢水的吸光度與COD.通過計算綜合比較色度和COD去除率后選取廢水處理效果最佳的p H.

通過圖5、6可以看出,在等梯度的p H下,其對色度和COD的去除率均呈先升后將的趨勢,但其對色度去除率的影響基本相當(dāng),而對COD去除率的影響較顯著.在p H為6.92時去除率均達(dá)到最大.由此而得,在中性環(huán)境下,p H約為6.92左右時其對印染廢水的處理效果最佳.

2.4 不同溫度對印染廢水處理效果的影響

分別稱取配比為1∶7的改性高嶺土2.5g,同等條件下,各自在溫度為10、20、30、40、50℃下與調(diào)節(jié)好的p H為6.92的50m L廢水混合后充分反應(yīng),分別測定處理后印染廢水的吸光度與COD.通過計算綜合比較色度和COD去除率后選取廢水處理效果最佳的反應(yīng)溫度.

通過圖7、8可以看出,在等梯度的溫度下,色度和COD的去除率均呈先增后降的趨勢,當(dāng)溫度為10℃時,其對COD的去除率沒有影響,而溫度為20℃時,色度和COD的去除率均為最大值.由此而得,20℃是處理廢水的最佳反應(yīng)溫度.

圖5 不同PH值對印染廢水色度的影響

圖6 不同p H值對印染廢水COD的影響

圖7 不同溫度對印染廢水色度的影響

圖8 不同溫度對印染廢水COD的影響

2.5 不同反應(yīng)時間對印染廢水處理效果的影響

分別稱取配比為1∶7的改性高嶺土2.5g,保證同等條件使其在20℃下與調(diào)節(jié)好的p H為6.92的50m L廢水混合后充分反應(yīng)10、20、30、40、50min,分別測定處理后印染廢水的吸光度與COD.通過計算綜合比較色度和COD去除率后選取廢水處理效果最佳的反應(yīng)時間.

通過圖9、10可以看出,當(dāng)反應(yīng)時間為20min時,廢水的色度和COD去除率的效果達(dá)到最好.隨著反應(yīng)時間的增加,色度的去除率逐漸下降,而COD的去除率先升高后降低,綜合考慮兩者的去除率得出：廢水的最佳處理時間為20min.

圖9 不同反應(yīng)時間對印染廢水色度的影響

圖1 O不同反應(yīng)時間對印染廢水COD的影響

3 結(jié)論

(1)在硫酸亞鐵和高嶺土的不同配比下,其對廢水的處理效果也不盡相同,不同配比其影響效果也是顯著的.當(dāng)混合物配比為1∶7時,廢水的處理效果最好.

(2)投加量的不同對廢水的處理效果也很顯著的.通過計算與圖示表明：廢水的色度和COD去除率達(dá)到最高時投加量不一致.綜合考慮,廢水處理效果最佳時的混合物投加量為0.05g/m L.

(3)不同p H值對廢水處理效果也很明顯,特別是色度和COD去除率均呈同樣的趨勢變化.在接近中性條件下即p H為7左右時對廢水的處理效果最佳.

(4)不同的反應(yīng)溫度對改性土處理廢水的效果也有明顯的影響.由圖8可知當(dāng)溫度為10℃時,對廢水COD的去除毫無影響.隨著等梯度溫度的變化,色度和COD去除率呈先增后減的趨勢,顯然, 20℃是最佳處理溫度.

(5)不同的反應(yīng)時間對印染廢水的處理效果同樣有顯著的影響.當(dāng)時間分別為20min時色度的去除率達(dá)到98.3%,隨時間的增加色度去除率下降,而COD去除率先增后減,因而20min是最佳反應(yīng)時間.

［1］馬萬征,李忠芳,王艷,等.印染廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢［J］.應(yīng)用化工,2012,41(12)：2154-2155,2159.

［2］胡巧開.花生殼活性炭的制備及其對印染廢水的脫色處理研究［J］.印染助劑,2009(7)：20-23.

［3］嚴(yán)剛,程鑫鑫.改性Mn-硅藻土處理水溶性酸性媒介印染廢水［J］.非金屬礦,2012,35(5)：76-78.

［4］丁純梅,宋慶平,王崇俠,等.殼聚糖對印染廢水吸附性能的研究［J］.環(huán)境與健康雜志,2008,25(8)：688-690.

［5］黃劍明,葉挺進(jìn),陳忻,等.殼聚糖包裹活性炭/稀土對印染廢水的處理研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010,33(6)：363-366.

［6］徐肖邢,曾小君,陸雪良,等.采用高效脫色劑處理染料廢水的研究［J］.工業(yè)用水與廢水,2003,34(1)：39-42.

［7］岳梅,馬明海,陳世勇.環(huán)境監(jiān)測實驗［M］.合肥：合肥工業(yè)出版社,2012：15-22.

(編輯:姚佳良)

Study on treatment of dyeing wastewater by modified kaolin

MA Wan-zheng1,LIU Dan-dan1,ZHENG Hong-qian2,BAO An-min1, ZHANG Wen-feng1,CHEN Dong1
(1.College of Urban Construction and Environment,Anhui Science and Technology University,Fengyang 233100,China；2.Institute of Agricultural Facilities and Equipment,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China)

Dyeing wastewater has the features of high contamination concentration,multiplicity, poisonous and injurious,high COD,high color,etc.We prepare modified kaolin by inorganic flocculants ferrous sulfate,and study the effect of modification influent conditions on dyeing wastewater.The paper studies the effeets of different proportions of Ferrous sulfate and kaolin, different dosage,p H,reaction temperature and reaction time on the treatment of dyeing wasteuwater.When the printing and dyeing waster water is diluted 20 times,its COD is 64 and p H is 7.30.Treating with 2.5g Ferrous sulfate-kaolin(1∶7)(p H=6.92)for 20min at 20℃will remove 98.3%chromas and 68.75%COD,which suggests that this method is better than before.

dyeing wastewater；kaolin；COD；color

1672―6197(2013)01―0034―04

TQ09

A

2012- 12- 20

安徽省高校省級自然科學(xué)研究項目(KJ2012B054)；安徽省高等學(xué)校省級質(zhì)量工程項目(2011)；安徽省高等學(xué)校省級質(zhì)量工程項目(2011)；安徽科技學(xué)院自然科研基金資助項目(ZRC2012328)

馬萬征,男,mwzujs@126.com