紡織印染工業(yè)是我國(guó)傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)，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。印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物濃度高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，屬于較難處理的工業(yè)廢水之一。目前印染廢水的處理方法有吸附法、生物處理法、電化學(xué)法和氧化法等。有研究者利用一些集吸附與絮凝功能為一體的吸附劑，如硅藻土經(jīng)酸化、熱活化后即可制備兼有吸附絮凝兩種功能的硅藻土復(fù)合凈水劑，其對(duì)印染廢水處理脫色效果很好[1]。目前人們對(duì)厭氧-好氧、深層曝氣、純氧曝氣、生物氧化溝、升流式厭氧污泥床UASB(Upflow Anaerobic Sludge Bed)等生化處理方式進(jìn)行了廣泛的研究，并將技術(shù)應(yīng)用于工程中[2]。管玉江、楊衛(wèi)身用復(fù)極性固定床電解槽對(duì)水溶性染料進(jìn)行電解脫色，結(jié)果表明，通過氧化還原作用，可以破壞偶氮、蒽醌、雜蒽類、酞菁等各類染料的發(fā)色共軛體，使染料降解脫色[3]。

不同的印染廢水處理技術(shù)對(duì)不同類型的污染物有著不同的處理效果，即使對(duì)于相同的污染物類型的廢水，其污染物含量不同也要求使用不同的水處理技術(shù)，因此單一的水處理技術(shù)難以將印染廢水處理徹底，往往需要采用不同的水處理技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合處理才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、達(dá)標(biāo)的目的。例如生物法存在著剩余污泥的處理費(fèi)用較高的問題；吸附法不能去除廢水中的膠體及疏水性染料等[4]。文章采用臭氧預(yù)氧化與三氯化鐵混凝聯(lián)合工藝處理活性藏青廢水，考察了臭氧流量、三氯化鐵投加量、pH、廢水溫度等對(duì)活性藏青廢水色度去除率和CODCr 去除率的影響，為該工藝處理實(shí)際廢水提供了科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

圖1 為臭氧預(yù)氧化/混凝處理活性藏青廢水的反應(yīng)裝置。用電子天平(日本島津，AY220)稱取一定量的活性藏青(汕頭市西隴化工廠有限公司)配置所需濃度的活性藏青廢水于燒杯中，用酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠，pHS-3C)測(cè)定pH，用硫酸(成都市科龍化工試劑廠)或氫氧化鈉(成都市科龍化工試劑廠)調(diào)節(jié)廢水pH 后，調(diào)節(jié)恒溫水浴鍋(浙江省余姚市檢測(cè)儀表廠，HH-S)至所需溫度，將盛有活性藏青廢水的反應(yīng)器置于恒溫水浴鍋中，打開臭氧發(fā)生器(南京沃環(huán)科技實(shí)業(yè)有限公司，WH-K-3.5)的開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)(浙江省余姚市儀表廠，LZB-4)至所需流量進(jìn)行反應(yīng)。用分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司)在活性藏青染料最大吸收波長(zhǎng)349nm 處測(cè)定水樣吸光度。用重鉻酸鉀法測(cè)定廢水的CODCr[5]。

圖1 臭氧預(yù)氧化/混凝工藝降解活性藏青印染廢水的反應(yīng)裝置

Fig.1 Experimental set-up of degradation of activated dark blue wastewater by ozone pre-oxidation and coagulation

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

2.1 臭氧通氣時(shí)間影響

在臭氧流量為40 L/h，pH 為5，反應(yīng)溫度為20 ℃，活性藏青初始廢水濃度為10 mg/L 的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定臭氧的最佳通氣時(shí)間，結(jié)果如圖2 所示。由圖2 可見臭氧的通氣時(shí)間對(duì)水樣的處理效果影響很大。隨著時(shí)間的增加，水樣的吸光度越來(lái)越小，脫色率越來(lái)越大。當(dāng)臭氧通氣時(shí)間達(dá)3 min 時(shí)，水樣的去除率達(dá)最大值85.2 %，之后趨于穩(wěn)定，不隨時(shí)間的變化而變化。可能是因?yàn)樗畼又惺Ｏ碌碾s質(zhì)是臭氧所不能去除的，所以通入的臭氧都不再起作用。由此確定本試驗(yàn)中臭氧的最佳通氣時(shí)間為3 min。

2.2 臭氧流量和pH 對(duì)處理過程的影響

在臭氧通氣時(shí)間為3 min，反應(yīng)溫度為20 ℃，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L 的條件下，確定臭氧的最佳流量和最佳pH，結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可見pH 對(duì)處理效果有重要影響，最佳pH 為5 左右，臭氧流量為70 L/h 時(shí)，色度去除率達(dá)到86.7 %。臭氧流量對(duì)處理效果也有影響，當(dāng)流量增大時(shí)，出水的吸光度不斷變小，印染廢水的色度去除率不斷增大。當(dāng)流量大于40 L/h，色度去除率的增加不是那么明顯，考慮到實(shí)際處理印染廢水的情況，不但要有效果，還有經(jīng)濟(jì)實(shí)用，綜合考慮選擇臭氧流量為40 L/h。

圖2 最佳通氣時(shí)間的確定

Fig.2 Determination of the best time of ventilation

圖3 最適臭氧流量和pH 的確定

Fig.3 Determination of the best value of pH and the flow rate of ozone of ventilation

2.3 混凝攪拌時(shí)間和pH 對(duì)處理過程的影響

在三氯化鐵投加量為200 mg/L，皂土投加量為1 g/L，反應(yīng)溫度為20 ℃，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L 的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察混凝攪拌時(shí)間和pH 對(duì)混凝處理過程的影響，結(jié)果如圖4 所示。從圖4 可以看出，不同的pH 對(duì)混凝法去除水樣的色度很有效果。隨著攪拌時(shí)間和pH 的增加，出水的吸光度逐漸減小，色度去除率逐漸增大。當(dāng)攪拌時(shí)間為30 min，pH 為7 時(shí)，出水吸光度顯示最小值0.026，色度去除率為64.8 %。繼續(xù)增加攪拌時(shí)間和增大pH，出水的處理效果并沒有隨之提高，而色度去除率也沒有不斷提高。這可能是因?yàn)楫?dāng)攪拌時(shí)間適宜、有機(jī)物濃度較高的時(shí)候，攪拌時(shí)間的增加有利于分子間的碰撞，它們反應(yīng)劇烈，所以廢水的處理效果明顯提高[6]。當(dāng)攪拌時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，反應(yīng)已達(dá)飽和，色度去除率無(wú)太大變化。本實(shí)驗(yàn)表明，混凝的最適pH 為7，攪拌時(shí)間適宜用30 min 左右。

圖4 最適攪拌時(shí)間和pH 的確定

Fig.4 Determination of the best mixing time and pH of ventilation

圖5 最佳投加量的確定

Fig.5 Determination of the best dosage of ferric chloride

2.4 三氯化鐵投加量對(duì)處理過程的影響

在皂土投加量為1 g/L，pH 為7，反應(yīng)溫度為20 ℃，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L，體積為100 mL 的條件下，考察三氯化鐵投加量對(duì)印染廢水處理過程的影響，結(jié)果如圖5 所示。從圖5 中可以看出，混凝對(duì)水樣色度的去除效果非常明顯。隨著三氯化鐵投加量的增加，出水的吸光度不斷變小，印染廢水的色度去除率不斷增大。當(dāng)三氯化鐵投加量為200 mg/L 時(shí)，CODCr 去除率達(dá)到最大值75.0 %；此后隨著三氯化鐵投加量的繼續(xù)增加，色度去除率呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)槿�氯化鐵投加量的相對(duì)增加使得水樣中的Fe3+增多，F(xiàn)e3+的顏色會(huì)影響水樣的吸光度和去除率。本實(shí)驗(yàn)表明，三氯化鐵的適宜用量為200 mg/L 左右。

2.5 混凝溫度對(duì)處理過程的影響

在三氯化鐵投加量為200 mg/L，皂土投加量為1 g/L，pH 為7，活性藏青廢水初始濃度為10 mg/L 的條件下，考察混凝溫度對(duì)處理廢水過程的影響，結(jié)果如圖6 所示。由圖6 可見反應(yīng)溫度由10 ℃增高至50 ℃，色度的去除率逐漸增加，但增幅不大；溫度高于30 ℃后去除率反而下降。這可能是因?yàn)檫m當(dāng)?shù)臏囟瓤梢约铀俜磻?yīng)。溫度升高，反應(yīng)速度加快，使得去除率提高，但也會(huì)抑制三氯化鐵的作用，溫度越高三氯化鐵越難發(fā)揮作用，導(dǎo)致脫色率下降[7]。本試驗(yàn)表明在10~50 ℃的較寬溫度范圍內(nèi)脫色率能夠達(dá)到滿意的降解效果，故本試驗(yàn)中溫度控制在30 ℃左右，色度去除率可達(dá)到86.3 %。

圖6 最佳溫度的確定

Fig.6 Determination of the best temperature

2.6 臭氧混凝聯(lián)用工藝對(duì)處理過程的影響

在pH 為5，臭氧流量為40 L/h，臭氧通氣時(shí)間3 min 的條件下先進(jìn)行臭氧氧化處理；然后在pH 為7，廢水溫度為30 ℃時(shí)投加氯化鐵量為200 mg/L 進(jìn)行攪拌混凝處理。初始濃度為10 mg/L和20 mg/L 的活性藏青廢水的處理結(jié)果如表1 所示。由表1 可知，活性藏青染料的脫色率和CODCr 去除率隨其濃度的變化而變化。可以看出，染料的初始濃度越低，染料的脫色速率和CODCr 去除率越快。染料的濃度初始高，染料的脫色速率CODCr 去除率越慢。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)論

(1)臭氧預(yù)氧化與混凝聯(lián)用工藝對(duì)活性藏青印染廢水的色度、CODCr 有良好的去除效果。在臭氧流量為40 L/h，通臭氧時(shí)間為3min，pH 為5 的條件下臭氧氧化，然后調(diào)節(jié)pH 為7，三氯化鐵投加量為200 mg/L，廢水溫度為30 ℃的條件下進(jìn)行混凝，印染廢水的色度去除率達(dá)到95.3 %，CODCr 去除率達(dá)到71.5 %。

(2)臭氧活性炭聯(lián)用工藝對(duì)甲基紅廢水的色度和CODCr 去除率的效果均優(yōu)于直接臭氧化作用和直接投加三氯化鐵進(jìn)行混凝處理的效果。

表1 不同初始濃度下臭氧混凝聯(lián)用工藝對(duì)廢水色度和CODCr 去除率的對(duì)比

Tab.1 Comparison of decolorization and CODCr removal rate by ozone pre-oxidation and coagulation under different initial concentration of dyeing wastewater