3混凝沉淀(氣浮)法
目前,在常用的印染廢水脫色方法中,混凝沉淀(氣浮)法由于技術投資省、設備簡單、占地少等優點而被廣泛應用。
在混凝過程中,混凝劑在水中先發生水解、聚合等化學反應,生成的水解、聚合產物再與水中的顆粒發生靜電中和、粒間加橋、粘附卷掃等作用,生成粗大的混凝體再經沉淀除去。以上幾種作用可能同時產生,在不同的條件下某種作用可能是主導因素。印染廢水中染料發色基團就是通過上述的復雜過程而完成脫色處理的。混凝法的關鍵在于混凝劑的選擇,投加量少,管理方便,并能取得最佳經濟效果的混凝劑是最有生命力的。
在印染廢水中使用的混凝劑很多,大致可分為無機混凝劑和有機混凝劑兩類。
3.1無機混凝劑
在實際應用中的無機混凝劑以鐵鹽、鋁鹽為主,鎂鹽由于其特殊的吸附作用也和其它混凝劑復配而被廣泛使用。
李玉江[3]的研究發現，PAFM是一種含有鐵、鋁、鎂等多種金屬離子的新型復合混凝劑。pH值在5～10范圍內,PAFM具有良好的混凝除濁性能。PAFM自身的協同混凝作用,使其具有優良的脫色效果,且pH值適應范圍寬。PAFM對成份復雜的工業印染廢水具有良好的脫色效果和COD去除能力。
高玉寶[4]通過研究(化學氧化法和化學混凝法)發現,光激發產生的復合氧化氣體較純ClO2具有更好的脫色效果,且二者對活性染料廢水的脫色效果優于對分散染料廢水的脫色效果,都是在pH<10<>的條件下取得良好的脫色效果;化學混凝法對分散染料廢水的脫色效果優于對活性染料廢水的脫色效果,MgCl2·6H2O的脫色效果最好,PAC次之,Al2(SO4)3·18H2O最差;pH值對MgCl2·6H2O的脫色效果
胡成松[5]通過實驗發現，聚合硫酸鐵具有投加量小、礬花大、沉降速度快、脫色率高等優點,特別是其pH適應范圍廣,對pH=4的廢水脫色率為85%,pH>6以后,脫色率可達92%以上。
黃新文[6、7]研究發現PSDC-Ⅰ、PSDC-Ⅱ均為同時具有混凝和脫色效果的新型無機高分子混凝劑,具有良好的去除效果和儲存穩定性，且具有兩個最佳脫色區:一個是pH值在6—8左右;另一個是pH值在13左右。
余瑩[8]在實驗中發現，將聚硅鋁鐵硼應用于處理印染廢水,其脫色效果佳,透光率可達98%;用于處理生活污水,其COD的去除率高達85%；且具有制備工藝簡單、高效、礬花大、沉降速度快、污泥體積小、脫色及去除COD效果良好等優點。
通過多方面的研究及實踐證明,利用無機混凝劑可以較好地去除印染廢水中大部分懸浮態染料、分散染料、還原染料、硫化染料及水溶性料中分子量較大的部分直接染料,但對于活性染料、金屬絡合染料的去除效果則較低。
3.2有機混凝劑
由于普通的無機混凝劑在廢水處理中藥劑投加量大,處理費用高,且隨水質的變化需改變加藥條件,因此運行管理比較復雜。最近幾年的研究結果表明,有機高分子混凝劑與無機混凝劑相比,具有用量少、pH適用范圍廣、受鹽類及環境條件影響小、污泥量少、處理效果好等優良性能。目前用于印染廢水中的有機混凝劑主要分為天然和合成兩大類。
3.2.1天然有機高分子混凝劑
天然高分子混凝劑的主要品種有碳水化合物類(多聚糖類)、殼聚糖、甲殼素類，微生物混凝劑類三大類，通常使用農副產品中的有機高分子物質提取制得,價廉,易降解,但電荷密度較小,分子量較低,且易發生生物降解而失去混凝活性,故使用范圍不廣。
以價廉物豐、無毒、生物可降解的淀粉為原料制得的陽離子淀粉在工業廢水處理中是優良的高分子混凝劑和陰離子交換劑。取代度0.3以下的陽離子淀粉對印染廢水有脫色效率高、用量少、成本低、無二次污染等特點。具本植等[10]選用N-環氧丙基三甲基氯化銨(GTA)為陽離子化試劑,以6%LiOH水溶液為催化劑,控制溫度70℃、反應時間2 h、反應體系含水量24.6%，以干法制備了取代度為0.5的交聯陽離子淀粉(CCS),脫色效果可達90%左右。李旭祥[11]用(NH4)2SO4做引發劑,將淀粉與丙烯腈進行接枝共聚反應制得的改性淀粉混凝劑,用于處理印染廢水,色度去除率為91%以上。
木質素是天然芳香蔟化合物,吳冰艷[12]利用木質素做原料,用季胺鹽單體與之進行接枝聚合制得的木質季胺鹽混凝劑,在處理丁酸染料廢水時,混凝劑中的季胺離子與廢水中的磺酸基團發生化學反應,生成不溶于水的物質,從而使染料得以混凝沉降去除。當投加量為20 mg/L時,色度去除率可達90%以上。
殼聚糖的混凝機理主要是電荷中和以及分子架橋作用[13]。甲殼素是自然界中存在的一種多糖物質,廣泛存在于蝦、蟹的外殼中,殼聚糖作為混凝劑處理廢水,在適當的條件下可以回用;甲基殼聚糖是甲殼素一種衍生物,處理印染廢水的脫色率與殼聚糖相當,但混凝速度快于殼聚糖,且混凝物不易破碎,便于固體液分離。方忻蘭[14]利用海蝦、蟹殼為原料,制得的殼聚糖為陰離子型天然有機高分子混凝劑,用來處理印染廢水,CODCr去除率可達85%以上,形成的礬花顆粒大,沉降快。
無論是無機混凝劑和有機混凝劑都存在最佳劑量,小于或大于最佳投加量,混凝效果都不好。鄒鵬[15]通過實驗得出：陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)、殼聚糖、三氯化鋁的最佳投加質量濃度分別為0.2g/L、10g/L、35g/L。三者中，陽離子聚丙烯酰胺的藥劑最低，AlCl3使用藥劑最多。將殼聚糖與氯化鋁復合,能大大提高污泥的脫水性能。殼聚糖能很好地對污泥進行預調理，使其易機械脫水；其調理效果好于無機的AlCl3，但卻差于CPAM。在采用AlCl3和殼聚糖兩種混凝劑復合對污泥進行調理時，發現污泥比阻值達到更低水平，兩者投加順序不同對污泥調理效果也不同。
3.2.2合成有機高分子混凝劑
人工合成的有機高分子混凝劑,分子量大,分子鏈中所帶的官能團多,在水中的伸展度大,混凝性能好,用量小,pH值范圍廣。同時在混凝過濾、脫水等分離操作方面都具有優越的性能。
目前應用最好的高分子混凝劑PAN-DCD,通過靜電作用和分子間氫鍵將水中的日染料混凝、聚沉和沉降,其對中性染料、活性染料、酸性染料脫色效果良好,脫色率達90%以上
基于染料染色機理的混凝脫色機制,邵青等合成了外觀為無色或淺色粘稠液體,它是一種分子結構和空間形態與植物纖維以及蛋白質纖維的結構和空間結構相似的線性分子。該脫色劑對能染上這種纖維的染料均具有強親和力,其印染廢水的COD去除率為50—90%,色度去除率為80—99.9%。
孫云霞[16]以魔芋精粉為主要原料，用磷酸二氫鈉為酯化劑在尿素的催化下，合成魔芋葡甘聚糖磷酸酯新型有機高分子絮凝劑。它可應用于煮繭廢液蛋白質沉淀水的處理，效果較好，用量少，成本低，是中新型的水的凈化劑。
合成有機高分子混凝劑雖然具有良好的混凝性能,但由于殘留單體毒性,限制了它的食品加工、給水處理及發酵工業等方面的發展。今后應優化開發無毒有機高分子混凝劑的合成工藝,從而使開發的新產品效果更好,成本更低,應用面更廣。天然高分子改性陽離子型混凝劑,具有優良的混凝性、不致病性及安全性、可生物降解性,正引起世人的普遍關注,根據我國國情,開發天然高分子混凝劑是大有前途的。
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