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印染廢水處理新技術(shù)研究

文檔作者：余曉潔文檔來(lái)源：汕頭市澄海區(qū)環(huán)境保護(hù)局		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年09月03日
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印染廢水她理新技術(shù)研究
余曉潔
(汕頭市澄海區(qū)環(huán)境保護(hù)局廣東汕頭515800)
摘要在相同的實(shí)驗(yàn)務(wù)件下．通過分別改變pH值、七水硫酸亞鐵、雙氧水、混凝劑的加入量和沉淀時(shí)間，來(lái)觀察印染廢水
的處理效果。從而得出最佳的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)enton氧化一混凝法適用于處理成分復(fù)雜的染料廢水。
關(guān)鍵詞Fenton氧化混凝印染廢水色度COD
中圖分類號(hào)：X791 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—9064(201)03—0083—02
20世紀(jì)90年代以來(lái)．隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民
生活水平不斷提高，我國(guó)印染業(yè)也進(jìn)入了高速發(fā)展期。印染
廢水具有水量大、有機(jī)污染物濃度高、pH值變化大、水質(zhì)變
化大、色度深、脫色難等特點(diǎn)，屬較難處理的工業(yè)廢水之一。
印染行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的“三廢”．尤其是廢水治理不
當(dāng)將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染：另一方面，隨著印染工藝和產(chǎn)
品結(jié)構(gòu)的改變．印染水質(zhì)也發(fā)生了變化．廢水的處理難度也
隨之加大．我們必須不斷創(chuàng)新、改進(jìn)和提高治理工藝水平，選
擇適用的工藝路線。
1實(shí)驗(yàn)原理、儀器和方法
1．1 Fenton氧化法和混凝反應(yīng)的反應(yīng)原理
Fenton試劑是亞鐵離子和過氧化氫的組合．是一種強(qiáng)氧
化劑。Fenton試劑用于廢水中的處理，其主要的原理是利用
亞鐵離子作為過氧化氫的催化劑．反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的烴
基自由基．從而降解廢水中的有機(jī)污染物．使Fenton試劑成
為一種有效的廢水處理方法。
聚丙烯酰胺(PAN)是一類重要的水溶性高分子聚合物，
由丙烯酰胺按頭尾方式連接而成的線性非離子聚合物。有機(jī)
高分子混凝劑由于分子上的鏈節(jié)與水中膠體微粒有極強(qiáng)的
吸附作用．混凝效果優(yōu)異?；炷梢匀コ龔U水中的懸浮物和
膠體物質(zhì)．還可以除油和脫色。
1．2實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
(1)3種染料：活性橙染料、直接黃染料、分散橙染料。
(2)雙氧水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，分析純)。
(3)七水硫酸亞鐵(分析純)，使用時(shí)用蒸餾水配成質(zhì)量
分?jǐn)?shù)為5％的水溶液。
(4)聚丙烯酰胺．簡(jiǎn)稱PAN，平均相對(duì)分子質(zhì)量為1．5×
1072．x107．使用時(shí)用蒸餾水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．2％的溶液。
(5)硫酸溶液。用蒸餾水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的水溶液。
(6)氫氧化鈉溶液，用蒸餾水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的溶液。
(7)重鉻酸鉀溶液，在用COD速測(cè)儀測(cè)定COD中做為
氧化劑．用6．5009重鉻酸鉀用1：3硫酸配制定容至200mL。
(8)硫酸銀一硫酸溶液，在用COD速測(cè)儀測(cè)定COD中
做為催化劑，用29硫酸銀和100mL濃硫酸配制，放置24h。
(9)掩蔽劑，209硫酸汞用1：10硫酸溶解，定容至
200mL。
(10)托盤天平以及砝碼。
(11)88一l型定時(shí)恒溫磁力攪拌器。
(12)F(5)C一12型快速COD測(cè)定儀(青島佛斯特測(cè)控儀
器有限公司)。
(13)分光光度計(jì)(VIS一7200G)。
1．3實(shí)驗(yàn)方法
本次實(shí)驗(yàn)主要是測(cè)定3種不同性質(zhì)的模擬印染廢水在
不同的實(shí)驗(yàn)條件下(pH值、七水硫酸亞鐵加入量、雙氧水加
入量、混凝劑加入量和沉淀時(shí)間)色度、COD去除的處理效
果。通過稀釋倍數(shù)法測(cè)定印染廢水處理前后的色度，通過
COD快速測(cè)定儀測(cè)定COD．從而探討Fertton氧化一混凝法
的適宜處理對(duì)象以及其最佳處理工藝參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)步驟：稱取0．29的染料，配制成200mg／L的濃度的
模擬廢水：分別取50mL已配制好的印染廢水于6個(gè)燒杯
中，稀釋到100mL；通過改變pH值、七水硫酸亞鐵、雙氧水、
混凝劑加入量和沉淀時(shí)間中任一個(gè)條件．而保持其他條件不
變．確定最佳的反應(yīng)條件。
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2．1 pH值對(duì)處理效果的影響
試驗(yàn)的結(jié)果表明：pH值對(duì)4種模擬水樣的影響是很明
顯的。在實(shí)驗(yàn)觀察過程中，在pH值=3時(shí)，當(dāng)加入FeS04·
7H20和H20：反應(yīng)之后。我們看到，有少量細(xì)絮狀物沉淀于
燒杯底部，水樣慢慢褪色，在pH值處于4～6時(shí)，水樣中產(chǎn)生
較多的紅褐的沉淀，沉淀后，上層水澄清，呈淡紅色；在pH
值>7。水樣中產(chǎn)生少量沉淀。水樣較渾濁。
在pH值=3時(shí)，色度和COD的去除率較高；當(dāng)pH值處
于4～6之間時(shí)，色度和COD的去除率最高；而當(dāng)pH值>7
時(shí)，色度和COD的去除率逐步降低，處理效果明顯變差。
Fenton試劑是亞鐵離子和過氧化氫的組合．是一種強(qiáng)氧
化劑。benton試劑是利用亞鐵離子作為過氧化氫的催化劑。
反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的烴基自由基．從而降解廢水中的有機(jī)
污染物，當(dāng)pH值低時(shí)．使亞鐵離子和過氧化氫很強(qiáng)，有利于
作者簡(jiǎn)介：余曉潔(1982一)，廣東澄海人，大學(xué)本科，環(huán)境工程助理工程師。
2011．No，3． o
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
Fenton反應(yīng)的進(jìn)行．但是由于在強(qiáng)酸性條件下，亞鐵離子不
會(huì)產(chǎn)生沉淀。不存在混凝反應(yīng)。在強(qiáng)酸性條件下，水樣色度的
去除是由于Fenton氧化作用。當(dāng)處于弱堿性的條件下，
Fenton反應(yīng)和混凝反應(yīng)都能進(jìn)行．Fenton試劑能使廢水中的
有機(jī)污染物發(fā)生聚合．形成相對(duì)分子質(zhì)量不太大的聚合產(chǎn)
物，從而改變它們?cè)谒械娜芙庑阅芗盎炷两敌阅堋Ｓ捎?
皿鐵離子兼有凝聚作用，所以，在pH值處于4—6時(shí)．Fenton
氧化和混凝聯(lián)合起作用．使廢水的色度、COD去除率達(dá)到最
高；當(dāng)pH值>7時(shí)，F(xiàn)enton氧化基本停止，不能使廢水中的水
溶性污染物發(fā)生氧化聚合．只發(fā)生混凝反應(yīng)．生成少量的沉
淀。所以廢水的色度、COD去除率很低(見圖1)。
2．2 FeS04·7H，O加入量對(duì)處理效果的影響
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明．色度的去除率最高可以達(dá)到95．45％，
COD的去除率最高達(dá)到了78．55％。從圖2色度的去除率可
堡
槲
籩稍
pH值
圖1 pH值對(duì)色度和COD去除率的影響
球
蟊
餐粕
圖2 FeS04-7H20：bn．Kii對(duì)色度和
CODcr去除率的影響
以看到．隨著加入量
增加．色度的去除率
逐漸升高。從圖2中
可知，當(dāng)FeSO。·7H20
的投量為225mg／L
時(shí)，COD去除率最高．
之后隨著FeS0。．
7H20投量增加反而
下降．說(shuō)明大量的
Fe：+催化使H：02極快
分解．產(chǎn)生大量的．
OH．并立即發(fā)生了相
互之間的自由基反
應(yīng)．因此不能有效地
氧化分解有機(jī)物．使
處理效率不能提高。
2．3 H，0，加入量對(duì)處
理效果的影響
從圖3中可知．
隨著雙氧水投加量的
增加．COD的去除率
呈緩慢上升趨勢(shì)。表
明H幻，投量的增加能提高COD的去除率。H20：在Fe“催化
作用下．產(chǎn)生的烴基自由基多，但由于能被其分解的有機(jī)物
成份有限。當(dāng)H202的投加量達(dá)到H202／FeS04．7H20=3：4時(shí)，
這部分有機(jī)物基本都氧化分解。再增加雙氧水可分解的有機(jī)
物并不多．COD去除率不會(huì)有所提高，而且雙氧水投量過
多．易發(fā)生自分解而變成水和氧。考慮廢水的治理成本。采用
H202／FeS04·7H20=3：4時(shí)H202的投量。
2．4 PAM加入量對(duì)處理效果的影響
實(shí)驗(yàn)條件同上．取200mg／L的活性橙印染廢水于燒杯
中，加水稀釋后，調(diào)節(jié)最佳的pH值：6后，加入3m譏
H：0：，225mg／LFeSO,"7H20，通過攪拌器快速攪拌后，再改變
PAM的加入量，慢慢攪動(dòng)。40min后，過濾水樣，取澄清水樣
測(cè)定其色度和COD．確定最佳的PAM的加入量。
結(jié)果如圖4所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明．PAM的加入量為3rag／
2011。No．3．
L時(shí)．水樣的處理效果
最好。經(jīng)Fenton試劑
處理后的廢水中含有
許多粒徑細(xì)小的懸浮譽(yù)
物．因．OH可與部分囂
水溶性的有機(jī)物發(fā)生
反應(yīng)．改變電子云密度
和結(jié)構(gòu)．降低其水溶
性。為加快這類物質(zhì)
的去除．選擇了聚丙烯
酰胺做為混凝劑．取不
同劑量的聚丙烯酰胺
投加于廢水中．
2．5沉淀時(shí)間對(duì)處理
效果的影響§
從圖5的實(shí)驗(yàn)結(jié)蔫
果表明．當(dāng)水樣沉淀時(shí)
間為40min時(shí)．水樣色
度的去除率可以達(dá)到
92％。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后。
每隔10min．取水樣測(cè)
定其色度．從圖5中可
知．隨著沉淀時(shí)間的增
加．色度的去除率逐漸
增加．
從圖5可知，在反蓉
應(yīng)時(shí)間為40min時(shí)．蓋
COD去除率最高。反
應(yīng)時(shí)間>lh后．COD去
除率反而下降。由于
Fenton法去除有機(jī)物
的實(shí)質(zhì)是烴基自由基．
0H與有機(jī)物發(fā)生反
1．5 2．0 2．5 3 0 3 5 4 0
jk吼的加入蕾(mI／L)
圖3 H202加入量對(duì)色度和
CODcr去除率的影響
圖4 PAM加入量對(duì)色度和
CODer去除率的影響
圖5沉淀時(shí)間對(duì)色度和
CODer去除率的影響
應(yīng)．破壞大分子芳香族化合物的芳香環(huán)形成小分子脂肪族化
合物．這樣測(cè)得的COD值偏高，因此COD去除率有所下降。
但可消除芳香族化合物的生物毒性．提高廢水的生物降解性
能。
3結(jié)論
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明．Fenton氧化一混凝法對(duì)污染物的去除效
果良好．COD的去除率為86％左右，色度去除率為95％左
右。出水的COD，色度及pH等的指標(biāo)分別達(dá)到《紡織染整工
業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中～級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
Fenton氧化一混凝這種方法具有操作過程簡(jiǎn)單、反應(yīng)速
度快、費(fèi)用低、去除率高、設(shè)備簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，
處理印染廢水也收到滿意的結(jié)果。研究成果顯示．Fenton試
劑能夠氧化絕大部分可溶性染料．是一種極有潛力的無(wú)二次
污染的染料廢水處理技術(shù)。進(jìn)～步的研究對(duì)于治理我國(guó)潛在
環(huán)境污染的問題．特別是對(duì)難降解有毒的有機(jī)污染物質(zhì)(包
括染料物質(zhì))的治理既具有重要的理論意義、也具有潛在的
應(yīng)用價(jià)值。

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