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印染廢水具有有機(jī)污染物含量高、堿性大、色度深、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，屬于較難處理的工業(yè)廢水。印染廢水的深度處理方法主要有膜處理法、生物處理法、混凝沉淀法和臭氧氧化法。單一的深度處理工藝已無法將印染廢水中的新型污染物除去，本文以江蘇蘇州某印染企業(yè)印染廢水處理系統(tǒng)二沉淀池出水為研究對(duì)象，利用臭氧-混凝沉淀工藝對(duì)印染廢水進(jìn)行深度處理，從混凝劑種類、混凝劑投加量、臭氧濃度等方面系統(tǒng)研究臭氧-混凝沉淀工藝對(duì)印染廢水的混凝效果。

1、試驗(yàn)部分

1.1 主要材料

混凝劑有4種，即氯化鐵（FeCl3）、硫酸鋁（Al2(SO4)3）、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵（FeSO?），均為分析純?cè)噭?，均由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)，均配制成8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的溶液。助凝劑為聚丙烯酞胺（PAM），為分析純?cè)噭?，由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)，配制成0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的溶液。

1.2 臭氧-混凝試驗(yàn)

1.2.1 混凝劑的優(yōu)選試驗(yàn)

室溫下，量取500mL廢水水樣于燒杯中，研究加入不同質(zhì)量濃度（50、100、150、200、300、400mg/L）的氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵對(duì)混凝效果的影響。采用ZR4-6型混凝試驗(yàn)攪拌機(jī)，混凝攪拌程序?yàn)椋旱谝徊綖榭焖贁嚢?，攪拌速度?50r/min，攪拌時(shí)間為1min；第二步為中速攪拌，攪拌速度為150r/min，攪拌時(shí)間為2min；第三步為慢速攪拌，中速攪拌結(jié)束后，加入助凝劑PAM后進(jìn)行慢速攪拌，攪拌速度為55r/min，攪拌時(shí)間為15min，靜置沉淀25min。通過注射器取液面下2cm處的上清液測(cè)定水質(zhì)指標(biāo)。

1.2.2 混凝劑的投加量?jī)?yōu)選試驗(yàn)

室溫下，量取500mL廢水水樣于燒杯中，研究氯化鐵的不同投加量（25、50、100、125、150、180mg/L）對(duì)混凝沉淀的強(qiáng)化效果。混凝試驗(yàn)同上。

1.3 基本水質(zhì)指標(biāo)

采用玻璃電極法（賽多利斯PB-10標(biāo)準(zhǔn)型電化學(xué)分析儀）測(cè)定廢水的pH；采用濁度計(jì)法（美國奧立龍便攜式濁度儀AQ3010）測(cè)定濁度；采用鉑-鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法（上海昕瑞飲料水質(zhì)SD-9012A型色度分析儀）測(cè)定色度；采用快速消解分光光度法（哈希DRB200消解器和哈希DR6000紫外分光光度計(jì)）測(cè)定水樣COD。

2、結(jié)果與討論

2.1 不同混凝劑對(duì)混凝效果的影響

不同混凝劑對(duì)混凝效果的影響主要從COD、濁度和色度三方面來進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖1所示。

從圖1（a）可知，4種混凝劑的加入都能有效降低出水COD含量，當(dāng)混凝劑投加量超過100mg/L后，氯化鐵和硫酸鋁兩種混凝劑對(duì)出水COD的混凝效果逐漸降低，但是硫酸亞鐵和聚合氯化鋁兩種混凝劑對(duì)出水COD的混凝效果呈現(xiàn)一定幅度的增大趨勢(shì)。

從圖1（b）可知，4種混凝劑的加入都能有效除去廢水的濁度，當(dāng)混凝劑投加量超過60mg/L后，硫酸鋁、氯化鐵、聚合氯化鋁對(duì)濁度的去除效果達(dá)到最佳，去除率高達(dá)95%，但是硫酸亞鐵隨著混凝劑投加量的增加出現(xiàn)返混現(xiàn)象，濁度可達(dá)原水的2倍。

從圖1（c）可知，4種混凝劑的加入都能有效除去廢水的色度，硫酸鋁、氯化鐵、聚合氯化鋁三種混凝劑的去色率都隨投加量的增加而增大，基本可達(dá)22%，但是隨著混凝劑投加量的增加，硫酸亞鐵去色率變化差異較大，無規(guī)律可尋。

2.2 混凝劑的投加量對(duì)混凝效果的影響

下面主要從COD、濁度和色度三方面來分析氯化鐵的投加量對(duì)混凝效果的影響，其結(jié)果如圖2所示。

從圖2（a）可知，隨著氯化鐵投加量的增加，出水COD先呈現(xiàn)出減小后出現(xiàn)小幅度上下波動(dòng)的趨勢(shì)；當(dāng)氯化鐵投加量為100mg/L時(shí)，出水COD較小，為104mg/L左右，COD去除效果最佳。

從圖2（b）可知，當(dāng)氯化鐵投加量為0～25mg/L時(shí)，隨著氯化鐵投加量的增加，濁度的除去效果越來越好，最佳去除率達(dá)到95%左右；當(dāng)氯化鐵投加量為25～105mg/L時(shí)，濁度去除率穩(wěn)定在95%左右；當(dāng)氯化鐵投加量為105～180mg/L時(shí)，隨著氯化鐵投加量的增加，濁度去除效果越來越差，進(jìn)而出現(xiàn)返混現(xiàn)象，其濁度可達(dá)原水的3～4倍。

從圖2（c）可知，隨著氯化鐵投加量的增加，脫色率表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)；當(dāng)氯化鐵投加量為0～100mg/L時(shí)，脫色率從0%增大到44%；當(dāng)氯化鐵投加量為100～180mg/L時(shí)，脫色率從44%減小到30%。

2.3 臭氧濃度對(duì)氯化鐵混凝效果的影響

下面主要從COD、濁度和色度三方面分析臭氧投加量對(duì)混凝效果的影響。從檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，在臭氧濃度從10mg/L增加到30mg/L的過程中，出水COD表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，當(dāng)臭氧濃度為30mg/L時(shí)，出水COD為82mg/L。隨著臭氧濃度從10mg/L增加到30mg/L，出水濁度表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，臭氧濃度為30mg/L時(shí)，濁度去除率達(dá)95%。隨著臭氧濃度從10mg/L增加到30mg/L，出水脫色率表現(xiàn)出增大趨勢(shì)，臭氧濃度為30mg/L時(shí)，出水脫色率達(dá)78%。

2.4 機(jī)理分析

在混凝劑氯化鐵中，F(xiàn)e3+可以通過水解生成帶有正電的水解產(chǎn)物，從而具有壓縮雙電層、吸附架橋的作用，可以有效處理印染廢水。相比Fe2+和Al3+而言，F(xiàn)e3+水解反應(yīng)條件要求低，反應(yīng)速度更快，處理印染廢水的效果更佳。氯化鐵投加量為100mg/L時(shí)，pH約為3.6，有研究表明，當(dāng)采用Fe3+作為混凝劑時(shí)，最佳的pH為3.5～4.0。pH過低和過高都會(huì)影響Fe3+水解效果，進(jìn)而降低混凝效果。另外，要增加臭氧氧化過程，主要是因?yàn)槌粞蹙哂形⑿跄饔?，可以有效使水中的微粒凝聚成絮體，從而增加后續(xù)混凝效率，提高混凝效果。

3、結(jié)論

臭氧-混凝沉淀工藝深度處理可有效除去印染廢水二沉淀池廢水中的濁度、色度和有機(jī)物。對(duì)于臭氧-混凝沉淀工藝來說，混凝劑為氯化鐵，投加量為100mg/L，臭氧濃度為30mg/L時(shí)，混凝效果最佳，出水COD為82mg/L，濁度去除率達(dá)95%，脫色率達(dá)78%。該試驗(yàn)研究為江蘇蘇州某印染企業(yè)臭氧-混凝沉淀工藝深度處理印染廢水項(xiàng)目的中試提供了理論基礎(chǔ)。