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  • 絮凝-二氧化氯-吸附法处理印染废水

    发布时间:2016-11-11 9:14:29 发布者:兆明环保 阅读:

     

      北方某纺织有限公司以生产彩色丝、绵袜为主,废水主要来自染色、漂白两个工段,还包括少许设备、地面冲洗水和软水站排放的少量污水,废水中的污染物来自于织物的油脂、染料、助剂以及酸碱等其他药剂。企业所排废水水质、水量波动较大,色度处理要求严格。可以采用生化-物化的工艺加以处理,但生化法因为北方冬天天冷,温度低,效果不好,因此,在提出了生化-物化(氧化、吸附等)处理工艺的基础上,在实验室又利用絮凝--ClO2氧化---吸附法对此废水进行了处理,效果良好。
    1 实验部分
    1.1 仪器与试剂
      梅宇牌全自动絮凝仪(湖北潜江);高效聚合铝絮凝剂;二氧化氯(自制)等。
    1.2 实验步骤
    1.2.1 絮凝实验
      利用梅宇牌全自动絮凝仪,进行絮凝实验,其目的主要是去除废水的浊度,但同时也能去除一定的CODCr和色度,在这步实验中,影响因素主要是絮凝剂的用量、溶液pH值、絮凝实验加药程序等。
    1.2.2 ClO2氧化实验
      利用化学法制备500mg/L的ClO2溶液500mL,进行氧化实验,该步主要是将染料分子中的一些大分子有机物氧化成小分子有机物或无机物,去除废水的一部分CODCr和色度,同时利用后步的吸附处理。这步实验的影响因素主要是ClO2的用量和氧化时间。
    1.2.3 吸附实验
      利用粉煤灰为吸附材料,在静态条件下进行吸附实验,进一步去除废水的CODCr和色度。这步实验的影响因素主要是粉煤灰的用量和吸附时间。
     
    2 结果与讨论
    2.1 废水水质
       现场不定期采样分析,废水水质如表1 所示。
    表1 废水水质

    指标
    CODCr/(mg·L-1)
    pH
    SS/(mg·L-1)
    色度(倍)
    废水水质
    800
    10.5
    450
    500

    2.2 絮凝实验最佳条件的选择
      在同一进水条件下,相同膜材料和组件结构形式的膜对同一有机物去除率的不同是由于膜孔径的差别。膜孔径越小,其截留分子量就越小,去除有机物的能力越强。这里,截留分子量是指去除率为90%~95%的溶质分子量[2]。RO膜的孔径(<1nm)比NF膜的(1~2nm)小,因此对有机溶质的去除率比NF膜的大。一般来说,RO膜的截留分子量为100Da左右,NF膜的截留分子量在200Da以上。
    2.2.1 絮凝剂的最佳用量
      该废水的pH为10.5,正适合絮凝实验所需的pH条件,所以原废水不用调pH,直接进行絮凝实验。取6个烧杯,分别加入1000mL的混均废水水样,改变絮凝剂的用量,在最佳的絮凝实验程序下进行实验,絮凝实验结束后,静置一定时间后取上清液测定实验结果,计算其去除率,见表2所示。
    表2 絮凝剂的最佳用量

    絮凝剂的用量/g
    0.3
    0.5
    0.8
    1.0
    1.2
    CODCr去除率/%
    20
    20
    50
    55.3
    55.8
    56.0色度去除率/%
    18
    37
    40
    40
    40

      从上表可以看出,随着絮凝剂用量的增加,二者的去除率逐渐增大,但絮凝剂用量增加到0.8g后,再增加其用量 ,二者的去除率增加的不明显,因此,在此实验中絮凝剂的用量以0.8 g/L废水较为适宜。
    2.2.2 絮凝实验程序
      本实验利用的是梅宇牌全自动絮凝仪,该设备利用单片机自动控制,程序编制设定后,自动运行,本实验采用的实验程序如表3所示。絮凝实验中,每步的搅拌速度和时间对结果影响很大,在哪一步开始加药也对实验结果有影响,因此,实验程序应反复修正,表3 只是给出了本实验所用的最佳程序,修正过程这里从略。
    2.3 ClO2氧化实验条件选择
    2.3.1 ClO2用量的选择
      取6个烧杯, 分别加入1000mL2.2最佳实验处理后的水,加入不同量的ClO2纯水溶液,反应1h后,测定水样的各项指标,和2.2最佳实验处理后的水的水质比较,结果见表4.ClO2对某些有机物的氧化是有限的,所以,即使增加其用量,不能被其氧化的也不能够被有效地氧化,从表4可以看出, ClO2的用量应该选择为150mg/L。
     
    2.3.2 ClO2氧化时间的选择
      取6个烧杯, 分别加入1000mL2.2实验处理后的水,均加入30 mg/L ClO2溶液,在不同的反应时间下测定其各项指标,和2.2最佳实验处理后的水的水质。
    表3 絮凝实验程序

    步骤
    t/min
    t/s
    搅拌速度/(r·min-1)
    加药1 不加药2
    1
    1
    0
    750
    1
    2
    1
    0
    700
    1
    3
    0
    30
    250
    0
    4
    10
    0
    0
    0

    表4 ClO2用量的选择

    ClO2的用量(mg/L)
    30
    50
    150
    200
    250
    300
    ClO2的用量(mg/L)
    15
    35
    55
    56.5
    57.1
    58.2
    色度去除率/%
    18
    36
    54
    54.6
    54.9
    55.2

    表5 ClO2氧化时间的选择

    氧化时间/min
    20
    40
    60
    80
    CODCr去除率/%
    36
    47
    55
    56.2
    色度去除率/%
    40
    58
    54
    55.2

      比较,结果见表5所示。从表5可以看出,ClO2的氧化时间应为1.0h。能够被ClO2氧化的物质在1.0h之内就被氧化了,再增加时间也是无谓的。
    2.4 吸附实验结果
      本实验主要是静态实验,即取100mL2.3最佳实验处理后的水样于碘量瓶中,加入粉煤灰,在同一个摇床中振摇,考察不同的用量和振摇时间对实验结果的影响,结果表明,对于100mL水样,加入100 mg吸附剂,振摇20min,稍加静置,测定处理后的水样的各项指标平均为:CODCr 60mg/L、色度:20倍、SS 40 mg/L,均达到了国家染整工业废水排放1级标准。
    2.5 处理成本
      综合以上分析,处理1吨这样的印染废水其消耗定额为:
        原料名称   原料成本/(元·吨-1)   消耗量   费用/元
        絮凝剂     1000           0.8kg    0.8
        二氧化氯    13000           150g    1.95
        水、电等                       0.3
        合计                         3.05
     
    3 结论
      利用絮凝--ClO2氧化--吸附法成功地对该印染废水进行了处理,处理后的水质达到了国家染整工业废水排放1级标准,虽然处理成本较生化-物化法高,但可以作为寒冷地方寒冷季节生化法的补充,保证废水达标排放,保护环境,保护人类的健康。
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