【集萃網(wǎng)觀察】1 前言 近年來,隨著化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步,一些難于生物降解的有機(jī)物大量進(jìn)入廢水,使印染廢水成為污染最嚴(yán)重的工業(yè)廢水之一,于是仍以生化法為主的廢水處理手段不能滿足實際需要。針對廢水情況,目前一些印染廠采用混凝沉淀和生化法聯(lián)合處理,本文研究其中的混凝沉淀法。 以玉米淀粉為原料,2 ,3 - 環(huán)氧丙基三甲基氯化銨( GTA) 作陽離子化試劑,適量的水- 乙醇混合溶劑作分散劑,利用干法合成工藝,可制備高效陽離子淀粉絮凝劑。由于少量水- 乙醇混合溶劑的存在,促進(jìn)了陽離子化試劑在淀粉中的擴(kuò)散、滲透。同時,抑制了淀粉的膠化和陽離子化試劑的水解,取得了很好的效果。陽離子淀粉絮凝劑具有無毒、價廉、高效、適用范圍廣和易生物降解等優(yōu)點,越來越受到人們的重視。本文對陽離子淀粉絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,陽離子淀粉、硫酸鐵和聚丙烯酰胺聯(lián)用處理印染廢水具有優(yōu)異的脫色效果[ 1 ,2 ] 。 2 實驗 2. 1 主要藥品和儀器 玉米淀粉(工業(yè)品) ; 2 ,3 - 環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(工業(yè)品) ; 聚丙烯酰胺(工業(yè)品) ;無水乙醇(分析純試劑) ;氫氧化鈉(分析純試劑) ; 硫酸鐵(分析純試劑) 。 帶攪拌、控溫裝置的1000mL 三口反應(yīng)瓶; 5L的不銹鋼捏合機(jī); PC22 型分光光度計;79 - 2 型磁力加熱攪拌器。 2. 2 陽離子淀粉絮凝劑的制備 在捏合機(jī)中加入玉米淀粉550g , 用一定量的水- 乙醇溶液潤濕,加入適量的40 %NaOH 溶液,室溫下攪拌10min ,再加入300g 的GTA ,室溫下繼續(xù)攪拌1h 后,在80 ℃的水浴中反應(yīng)2. 5h ,得白色固體粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品用含有少量乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80 %的乙醇水溶液浸泡、過濾、洗滌、真空干燥,即得陽離子淀粉絮凝劑。本方法中分散劑質(zhì)量占淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21 % ,NaOH 用量為8. 0g。 2. 3 陽離子淀粉絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用 首先對陽離子淀粉絮凝劑單獨處理印染廢水進(jìn)行了研究,然后對硫酸鐵、陽離子淀粉、聚丙烯酰胺(PAM) 聯(lián)用處理印染廢水進(jìn)行了研究。印染廢水取自清江印染廠,pH 值為11 ,色度為1200 倍,色澤為深紅色。 2. 3. 1 陽離子淀粉絮凝劑單獨應(yīng)用 用量筒量取一定量的陽離子淀粉倒入裝有500mL 印染廢水的燒杯中,攪拌均勻后,調(diào)節(jié)pH 值為一定值,在磁力加熱攪拌器上快速攪拌2min ,然后慢速攪拌10 min ,靜置沉降24h 后,取上層清液測吸光度,并按下式計算脫色率(η) : η= [ (ε0 -ε)Pε0 ] ×100 % 式中:ε0 —印染廢水處理前用蒸餾水稀釋4 倍后測得的吸光度; ε—印染廢水處理后用蒸餾水稀釋4 倍后測得的吸光度。 2. 3. 2 硫酸鐵、陽離子淀粉、PAM 聯(lián)用用量 筒量取一定量的硫酸鐵、陽離子淀粉、PAM 倒入裝有500mL 印染廢水的燒杯中,調(diào)節(jié)pH值為一定值,在磁力加熱攪拌器上快速攪拌2min ,然后慢速攪拌10 min ,靜置沉降24h 后,取上層清液測吸光度,計算出脫色率(η) 。 3 結(jié)果與討論 3. 1 陽離子淀粉絮凝劑單獨處理印染廢水 3. 1. 1 pH 值對脫色率的影響 陽離子淀粉投加量為30mgPL ,改變?nèi)芤簆H 值進(jìn)行混凝實驗,分別測定脫色率,結(jié)果見表1 。 由表1 可見,在pH6. 0～8. 0 范圍內(nèi)脫色率基本不變,陽離子淀粉用于印染廢水處理pH 適用范圍寬,用量少,混凝效果好。 3. 1. 2 陽離子淀粉投加量對脫色率的影響 調(diào)節(jié)廢水pH 值為8. 0 ,改變陽離子淀粉投加量進(jìn)行混凝實驗,分別測定脫色率,結(jié)果如表2 所示。 由表2 可以看出, 隨著陽離子淀粉投加量增大印染廢水脫色率提高,陽離子淀粉投加量達(dá)30 mgPL 時印染廢水脫色率最高,再增大陽離子淀粉投加量,則脫色率下降。陽離子淀粉作為好的絮凝劑,能使一些無機(jī)和有機(jī)物料的顆粒凝聚、沉淀,但當(dāng)高分子絮凝劑添加過量時,顆粒表面被過多的絮凝劑所飽和,顆粒表面已無吸附空位而使絮凝劑失去架橋作用,同時由于高分子吸附膜的空間位阻效應(yīng)使顆粒間互相排斥,顆粒又重新處于穩(wěn)定分散,從而混凝效果下降。 3. 2 硫酸鐵、陽離子淀粉、PAM 聯(lián)用處理印染廢水 3. 2. 1 硫酸鐵投加量對脫色率影響 陽離子淀粉投加量為30mgPL , PAM 投加量為4. 0mgPL ,改變硫酸鐵投加量,調(diào)節(jié)廢水pH 值為8. 0進(jìn)行混凝實驗,分別測定脫色率,結(jié)果如表3 所示。 由表3 可知,隨著硫酸鐵投加量的增大脫色率提高,但超過40mgPL 后脫色率基本不變,故硫酸鐵投加量以40mgPL 為宜。 3. 2. 2 PAM 投加量對脫色率的影響 硫酸鐵投加量為40mgPL ,陽離子淀粉投加量為30mgPL ,改變PAM 投加量,調(diào)節(jié)廢水pH 值為8. 0進(jìn)行混凝實驗,分別測定脫色率,結(jié)果如表4 所示。 由表4 可知,隨著PAM 投加量的增大印染廢水脫色率提高, 但PAM 投加量超過4. 0mgPL 后,印染廢水脫色率又下降。絮凝劑PAM 在印染廢水中伸展性、可擾性強, 絮凝效果特別顯著。但當(dāng)PAM 絮凝劑添加過量時,顆粒表面被過多的聚合物分子所飽和,顆粒表面已無吸附空位而使聚合物失去架橋作用。同時由于高分子吸附膜的空間位阻效應(yīng)使顆粒間互相排斥,顆粒又重新處于穩(wěn)定分散,所以脫色率又下降。 綜合以上討論可知,硫酸鐵、陽離子淀粉、PAM聯(lián)用處理印染廢水具有更高的脫色率,其最佳條件是:硫酸鐵投加量40mgPL , 陽離子淀粉投加量30mgPL ,PAM 投加量4. 0mgPL ,在此條件下脫色率可達(dá)95 %。 4 結(jié)論 以玉米淀粉與2 ,3 - 環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(簡稱GTA) 為原料,水- 乙醇混合溶劑作分散劑,采用干法合成工藝,可制備高效陽離子淀粉絮凝劑。 該陽離子淀粉絮凝劑與硫酸鐵、PAM 復(fù)配處理印染廢水混凝效果好,藥劑費用低,操作簡單,是一種經(jīng)濟(jì)有效的印染廢水處理方法。實驗結(jié)果表明,硫酸鐵、陽離子淀粉、PAM 聯(lián)用處理印染廢水的最佳條件是:硫酸鐵投加量40mgPL 、陽離子淀粉投加量30mgPL 、PAM 投加量4. 0mgPL ,在此條件下脫色率可達(dá)95 %。 來源: 印染在線 作者：馬永梅
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