混凝法在印染废水处理中的应用及研究进展

印染废水主要含有染料、料浆、染色助剂及纤维杂质、油剂、酸、碱及无机盐等，成分复杂且排放量大，色度高、碱度大、PH较高，生物难降解物多及多变化，被公认为是最难治理的主要有害废水之一。混凝法处理印染废水具有处理效果良好，成本低等优点，因而成为处理工业废水的重要手段。　 1、混凝法的机理 混凝法是通过向污水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体颗粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化的方法。混凝法的机理主要是压缩双电层，吸附表面中和，吸附架桥和沉淀网捕四种机理。以上几种作用可能同时产生，在不同的条件下某种作用可能是主导因素。 混凝剂可降低印染废水中的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物。以及某些重金属有毒物质。 2、实验室研究 混凝沉淀是水处理过程中的重要单元，而混凝法最关键的是要选择合适的混凝剂。目前，主要有无机混凝剂、有机混凝剂、复合混凝剂及生物混凝剂四大类。近几年，许多研究者主要对高分子混凝剂和高效复合脱色混凝剂开展了较深入的研究，并在处理印染废水方面取得了进展。 陈文松和韦朝海研究了低剂量Fenton氧化一混凝法对三种不同模拟水样和实际印染废水的处理效果，结果表明，Fenton氧化一混凝法特别适合于处理成分复杂(同时含有亲水性和疏水性染料)的染料废水。实际印染废水的处理结果令人满意，CODcr和色度的去除率分别达到84%和95%。Fenton氧化一混凝法处理印染废水效果好，成本低，操作简单，便于推广。混凝剂的改性和复配能优化混凝剂性能，提高混凝效果。姚晓亮采用镁盐与亚铁盐混合复配对活性染料印染废水进行脱色处理，并与单一组分混凝剂的脱色效果作比较。结果表明：复合混凝剂MgSO4-FeSO4·7H2O的脱色效果明显优于单一组分，表现出显著的协同效应。祝社民和陈英文等将若干廉价的天然和废弃无机粉料(如粉煤灰，黏土等矿物，其中主要含硅、镁、钙和铁等)按一定比例配伍，再进行简单活化和极少量的高分子絮凝剂复配而成新型的混凝剂，其对印染废水具有良好的处理效果，COD去除率为74％，最终出水浊度低于5度。印染废水经过混凝处理后可达到国家污水排放的三级标准，可重复利用。余莹在实验中发现，将聚硅铝铁硼应用于处理印染废水，其脱色效果佳，透光率可达98％；且具有制备工艺简单、高效、矾花大、沉降速度快、污泥体积小、脱色及去除COD效果良好等优点。戴亚英和邱慧琴研究的是聚合硫酸铁硅混凝剂(PFSS)，它是一类新型无机高分子混凝剂，是在聚硅酸和铁盐的基础上发展起来的复合产物。实验说明此类混凝剂混凝效果好，易储备，价格便宜，因此受到了水处理界的极大关注。 利用废熔盐研制了一种新型复合混凝剂PMFC(聚合氯化镁铁)，应用该复合混凝剂对印染模拟废水以及实际废水进行了处理。实验结果表明，该复合混凝剂在合适的条件下对印染废水具有良好的处理能力，其脱水效果明显优于PAC。此外，该复合无机混凝剂具有成本低，脱水率高，沉降速度快等优点。 3、现场应用研究 研究者也从水处理工艺方面进行了研究，并应用到实践中，取得了好的成效。江阴市某印染厂采用物化+三级生化+物化法处理印染废水，设计处理能力360m/s，废水进水CODcr， BOD5，SS和色度分别为：200—300mg/L，600—700mg/L，350—500mg/L和500～1000倍，经处理后，出水稳定并达到污水排放一级标准，此外，该工艺具有处理负荷高，耐冲击，出水稳定等特点，并于2002年年底完工验收运行至今，处理效果良好，出水稳定达标。王振川等采用混凝沉淀一酸化水解一悬挂链曝气一生物碳组合工艺对该类废水进行了大量的实验研究，优化了各项工艺参数，并在河北丽友印染有限公司建立了一套3000平米/d的废水处理设施。经2年实际运行表明，该设施具有投资少，运行费用低，水净化率高的特点，处理后出水CODcr，去除率高达93%以上，各项水质指标均达到了(GB4287—92)纺织染整工业水污染物排放一级标准。黄瑞敏等提出了采用混凝脱色一曝气生物滤池，再深度处理的回用处理工艺进行现场试验研究。研究结果表明，该工艺可以将印染废水色度去除至10倍以下，CODcr处理至20mg/L以下，SS达到2mg/L以下，浊度低于3NTU，高效脱色混凝剂色度去除率达到98%，曝气生物滤池的出水CODcr质量浓度为20mg/L。 4、结束语 研究表明，混凝法对印染废水具有工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高等优点，混凝法已经成为污水处理的常用方法。针对特定的印染废水，混凝剂的选择就成为影响混凝效果的关键因素，所以混凝剂的开发和研究是一个热点。目前较新型的无机高分子复合型混凝剂主要有聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铝铁(PSAFC)、聚合硅酸硫酸铝铁(PSAFS)和聚合硅酸硫酸铝硼(PSBA)。无机混凝剂具有无毒或微毒，原料易得等方面的优点，在混凝技术中占有重要地位，一直得到广泛应用。离子型高分子混凝剂可以明显提高絮凝效果，增大捕捉范围，活性基团也得到充分暴露，有利于更好地发挥架桥作用，因此，离子型高分子混凝剂是今后的发展重点。近年来，混凝剂的发展由低分子到高分子，由单一型到复合多功能型。研制成本低、广谱、高效、无毒的混凝剂成为混凝研究的一个热点。总之，当前混凝剂的发展总的方向是“高分子化、复合化、多功能化”，今后需进一步开展的工作为： (1)复合型高分子混凝剂的研制。 (2)天然高分子物质及其改性产品的应用。 (3)混凝剂的多功能化。 (4)微生物絮凝剂的研究和开发 。 值得说明的是，除了混凝剂种类和水处理工艺和条件以外，如PH值，混凝剂的加入量，投加顺序，污染物的浓度及水力条件都是影响混凝效果的重要因素。混凝剂的加入量，投加顺序需要事先通过实验确定。(四川理工学院/唐丽)