摘要：采用燒杯攪拌實(shí)驗(yàn)，研究了聚臺(tái)氯化鋁（PAC）混凝劑處理3種模擬染料廢水樣品的較佳投加量和較佳pH值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，投藥濃度為2g/L（以鋁計(jì)）時(shí)，且分散棕黃水樣、酸性深藍(lán)水樣、混合染料水樣的pH分別為9、7及6時(shí)，PAC的較佳投藥量分別為18、14及21mL，除濁效果良好，其濁度去除率可達(dá)98.0%、95.7%及93.3%，色度去除率可達(dá)55.6%、73.1%及55.1%。

印染廢水主要來源于印染加工中的漂煉、染色、印花、整理等工序，而且各工序產(chǎn)生成分各異的污水，使得其水量大、成分復(fù)雜、色度深、堿性強(qiáng)，并含有毒有害物質(zhì)而嚴(yán)重污染環(huán)境，因此印染廢水的綜合治理已成為當(dāng)前急需解決的問題之一。

印染廢水主要含有染料、染色助劑、纖維雜質(zhì)和無機(jī)鹽等，其中以染料的污染較為嚴(yán)重。大部分染料為人工合成的芳香烴化合物。染料和印染工業(yè)廢水種類多，組成復(fù)雜，不同水質(zhì)需要不同的方法處理。

混凝法處理印染廢水具有處理效果好，成本低，既能單獨(dú)使用，又可與生化處理相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，成為處理工業(yè)廢水的重要手段。有機(jī)高分子絮凝劑由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而對(duì)染料具有脫色效果好、適用范圍廣、受pH值影響小、用量少、產(chǎn)生的污泥少等特點(diǎn)，但無機(jī)混凝劑比有機(jī)混凝劑價(jià)格低廉。聚合氯化鋁（PAC），分子式[Al(OH)_nCl_6-n]_m，是一種新型無機(jī)高分子凈水劑，已廣泛應(yīng)用于生活飲用水、工業(yè)用水凈化及工業(yè)廢水、生活廢水。

波濤聚合氯化鋁廠家研究了常用混凝劑聚合氯化鋁（PAC）的投加量和pH對(duì)分散棕黃、酸性深藍(lán)染料廢水及兩種染料的混合廢水處理效果的影響。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)藥品

聚合氯化鋁（2g/l，以鋁計(jì)），分散棕黃、酸性深藍(lán)、鹽酸及燒堿溶液，均為分析純。

1.2主要儀器設(shè)備

電子分析天平（FA1104）；紫外可見光分光度計(jì)（TU-1800S）；水質(zhì)濁度儀（SZ002）；酸度計(jì)（PB-10）；色度計(jì)（HI93727）；六聯(lián)升降電動(dòng)攪拌儀（JJ-4A）。

1.3實(shí)驗(yàn)水樣配制

為了確定適宜印染廢水且經(jīng)濟(jì)有效的混凝劑投加量，選擇分散棕黃、酸性深藍(lán)、混合染料廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

各染料廢水水樣配制：取0.05g染料（混合染料廢水水樣則取分散棕黃和酸性深藍(lán)各0.025g），加入500mL水，再取240mL加入5.76L水，配制成6L水樣。得3種水樣的原水水質(zhì)如表1所示。

表1原水水質(zhì)情況

染料種類	pH	濁度/NTU	吸光度
分散棕黃	8.28	23.5	0.142
酸性深藍(lán)	6.68	31.7	0.167
分散棕黃+酸性深藍(lán)	7.29	15.8	0.118

1.4實(shí)驗(yàn)過程

混凝效果通過處理前后廢水的去濁率和色度去除率來判斷，濁度通過濁度儀測(cè)定，色度（以吸光度表示）采用紫外可見光分光光度計(jì)測(cè)定。

用分析天平稱取分析純聚合氯化鋁5g溶于250mL水中，快速攪拌得2g/L的PAC溶液，混凝實(shí)驗(yàn)中，先將分散棕黃染料的6份1000mL的廢水水樣置于六聯(lián)攪拌機(jī)上，固定混凝劑投量分別為6、9、12、15、18、21mL，快速攪拌瞬間投加混凝劑，并于15s內(nèi)設(shè)置二次清洗投加。在200r/min的攪拌速度下快速攪拌60s，然后在60r/min的速度下慢速攪拌10min，靜置10min后用吸管取上清液分析其濁度、吸光度。再以同樣的方法對(duì)酸性深藍(lán)和混合染料廢水水樣進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，其中，酸性深藍(lán)廢水水樣的混凝劑投量分別為6、8、10、12、14、16mL，混合染料廢水水樣的混凝劑投量分別為6、9、12、15、18、21mL。

配置與上述實(shí)驗(yàn)相同的3種染料廢水各6份1000mL水樣。對(duì)于分散棕黃染料廢水，通過滴加鹽酸及燒堿溶液將六份水樣的pH值分別調(diào)至6、7、8、9、10、11，加入此種染料廢水的較佳PAC投量18mL。同樣在200r/min的攪拌速度下快速攪拌60s，快速攪拌瞬間投加混凝劑，并于15s內(nèi)設(shè)置二次清洗投加。然后在60r/min的速度下慢速攪拌10min，靜置10min后取上清液分析其濁度、色度。再以同樣的方法對(duì)酸性深藍(lán)和混合染料廢水水樣進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，其中，酸性深藍(lán)廢水水樣的pH值分別調(diào)至5、6、7、8、9、10，混凝劑的投加量為14mL；混合染料廢水水樣的pH值分別調(diào)至6、7、8、9、10、11，混凝劑的投加量為21mL。在水樣pH的調(diào)節(jié)過程中，水樣中有絮體出現(xiàn)，隨著pH的增加，絮體增多，水樣變渾濁。這是因?yàn)榧尤氲膲A與水樣中的染料發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生了沉淀，屬正?，F(xiàn)象。

2、結(jié)果與討論

2.1PAC投藥量對(duì)印染模擬水處理效果的影響

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，混凝處理后水質(zhì)較為清澈，形成的礬花大而且量多，呈團(tuán)狀，效果顯著。隨混凝劑投加量的增加，靜置沉淀后的上清液更加清澈，去濁率也在相應(yīng)地增加。這是因?yàn)殇X鹽的混凝主要是電性中和和吸附架橋作用所致。

由表2看出，對(duì)于分散棕黃染料廢水水樣，隨著PAC投量的增加，去濁率先增后減，當(dāng)PAC投加量為18mL時(shí)，去濁率和色度去除率均達(dá)到較大，分別為96.9%、64.8%。對(duì)于酸性深藍(lán)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與PAC對(duì)分散棕黃的實(shí)驗(yàn)的相近，但效果不及前者顯著。

表2PAC投加量對(duì)分散棕黃的混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	PAC投量/mL	濁度/NTU	去濁率，%	吸光度
1	6	6.58	72.0	0.076
2	9	5.34	77.3	0.078
3	12	2.54	89.2	0.074
4	15	1.91	91.9	0.075
5	18	0.72	96.9	0.050
6	21	1.28	94.6	0.074

由表3看出，去濁率整體較低，但色度去除率均較高且基本不變。這是因?yàn)樗嵝陨钏{(lán)屬酸性染料，而PAC屬?gòu)?qiáng)酸弱堿鹽，使得鋁鹽的電性中和作用被削弱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著PAC投量的增加，去濁率先增后減，在PAC為14mL時(shí)效果較佳，去濁率和色度去除率分別達(dá)到85.0%、74.9%。當(dāng)PAC投加量分別增加到21、16mL時(shí)，分散棕黃和酸性深藍(lán)上清液的濁度又有增加的趨勢(shì)。這是由于鋁鹽投加量超過一定限度產(chǎn)生了“膠體保護(hù)”作用，使脫穩(wěn)膠粒電荷變號(hào)或使膠粒被包卷而重新穩(wěn)定（常稱“再穩(wěn)”現(xiàn)象）。

表3PAC投加量對(duì)酸性深藍(lán)的混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	PAC投量/mL	濁度/NTU	去濁率，%	吸光度
1	6	6.58	72.2	0.043
2	8	6.61	79.1	0.044
3	10	6.14	80.6	0.044
4	12	5.33	83.2	0.043
5	14	4.75	85.0	0.042
6	16	4.99	84.3	0.044

由表4看出，對(duì)于混合染料廢水水樣，當(dāng)PAC投量達(dá)到21mL時(shí)，混凝效果達(dá)到較佳，去濁率和色度去除率分別為97.4%、44.1%。

表4PAC投加量對(duì)混合染料（分散棕黃+酸性深藍(lán)）的混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	PAC投量/mL	濁度/NTU	去濁率，%	吸光度
1	6	1.20	92.4	0.070
2	9	1.13	92.8	0.078
3	12	1.54	90.3	0.094
4	15	0.71	95.5	0.069
5	18	0.61	96.1	0.066
6	21	0.41	97.4	0.066

故2g/L的PAC溶液作為混凝劑時(shí)，3種染料廢水樣品的較佳投加量分別為18、14、21mL。

2.2pH對(duì)PAC混凝劑處理印染模擬水效果的影響

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，混凝處理后水質(zhì)較為清澈，形成的礬花相對(duì)細(xì)小，量多，效果顯著。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：pH的改變對(duì)PAC處理印染廢水的混凝效果影響較大。這是因?yàn)榫酆下然X的水解聚合形態(tài)強(qiáng)烈地依附與水體的pH值。在低pH值時(shí)，水解的主要形態(tài)為單體形式，在中性范圍內(nèi)為多核水解產(chǎn)物Al₇(OH)₁₇⁴⁺Al(OH)₁₅³⁺，高pH值時(shí)為Al(OH)₃溶膠或Al(OH)₄^-。

由表5看出，對(duì)于分散棕黃染料廢水水樣，在其較佳混凝劑投量時(shí)，濁度去除率隨著pH增加而逐漸增加，且均較高。pH=9時(shí)，濁度去除率達(dá)到較高，為98.0%。當(dāng)pH＞9時(shí)，去濁率又呈下降趨勢(shì)。這是因?yàn)榫酆下然X生成的Al(OH)₃溶膠又發(fā)生溶解，吸附架橋作用被大大削弱。

表5pH對(duì)分散棕黃的混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	pH	濁度/NTU	去濁率，%	吸光度
1	6	1.64	93.0	0.045
2	7	1.33	94.3	0.062
3	8	1.10	95.3	0.073
4	9	0.44	98.0	0.063
5	10	1.32	94.4	0.073
6	11	1.41	94.6	0.087

由表6看出，對(duì)于酸性深藍(lán)染料廢水水樣，在其較佳混凝劑投量且pH=7時(shí)，濁度去除率達(dá)到較高，為95.7%，去濁率也是先增后減。

表6pH對(duì)酸性深藍(lán)的混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	pH	濁度/NTU	去濁率，%	吸光度
1	5	3.13	90.1	0.046
2	6	1.63	94.9	0.045
3	7	1.37	95.7	0.045
4	8	1.41	95.6	0.043
5	9	2.58	91.9	0.043
6	10	3.38	89.3	0.041

由表7看出，對(duì)于混合染料廢水水樣，在其較佳混凝劑投量且pH=6時(shí)，濁度去除率達(dá)到較高，為93.3%，隨著pH增加去濁率和色度去除率逐漸減小，當(dāng)pH=11時(shí)，去濁率甚至降至80%以下。

表7pH值對(duì)混合染料（分散棕黃+酸性深藍(lán)）的混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

序號(hào)	pH	濁度/NTU	去濁率，%	吸光度
1	6	1.06	93.3	0.053
2	7	1.18	92.5	0.056
3	8	1.39	91.2	0.061
4	9	1.36	91.4	0.079
5	10	1.84	88.4	0.087
6	11	3.18	79.9	0.092

3、結(jié)論

（1）3種染料廢水的較佳處理?xiàng)l件各不相同，當(dāng)分散棕黃水樣pH為9時(shí)，加入2g/L的PAC18mL時(shí)度去濁率可達(dá)98.0%，色度去除率可達(dá)55.6%。當(dāng)酸性深藍(lán)水樣pH為7時(shí)，加入2g/L的PAC14mL時(shí)去濁率可達(dá)95.7%，色度去除率可達(dá)73.1%。當(dāng)混合染料水樣pH為6時(shí)，加入2g/L的PAC21mL時(shí)去濁率可達(dá)93.3%，色度去除率可達(dá)55.1%。

（2）pH對(duì)酸性深藍(lán)廢水混凝處理的影響大于分散棕黃和混合染料廢水。