第３９卷第１期环境科学与管理ＶｏＬ３９Ｎｏ・１２０１４年１月ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＪａｎ－２０１４文章编号：１６７４－６１３９（２０１４）０１－００８２一０４印染行业退煮漂废水处理工艺的实验研究张志，黄乐览（广东建设职业技术学院，广东广州５１０４４０）摘要：研究“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺处理印染行业退煮漂废水，结果表明，在选用的四种混凝剂中，最佳混凝药剂是聚硅酸硫酸铝（ＰＡＳＳ），最佳投药量为３ｇ／Ｌ，适宜反应ｐＨ值为４—５；用Ｆｅｎｔｏｎ试剂处理混凝沉淀后的上清液，最佳氧化工艺条件：反应时间为１．５ｈ、ｐＨ为３—５、Ｈ２０２投加量为０．２ｍｏｌ／Ｌ、ｎ（Ｈ２０２）：ｎ（Ｆｅ２＋）值为１．５；经过“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”全流程处理后，废水ＣＯＤ。ＢＯＤ，、色度、ＳＳ均有较高的处理效果，ＣＯＤ。，去除率达９３。５５％、ＢＯＤ，去除率达８９。７７％、色度去除率迭８５．７１％、ｓＳ去除率达９５．９％。关键词：混凝沉淀；Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化；退煮漂废水；废水处理中图分类号：Ｘ７０３文献标志码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＤｅｓｉｚｉｎｇＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎＤｙｅｉｎｇａｎｄＰｒｉｎｔｉｎｇＩｎｄｕｓｔｒｙＺｈａｎｇＺｈｉ，ＨｕａｎｇＬｅｌａｎ（ＧｕａｎｇｄｏｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓｉｚｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈ“ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ—Ｆｅｎｔｏｎｒｅａｇｅｎｔｓｏｘｉｄａｔｉｏｎ”ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｐｏｌｙｓｉｌｉｃａｔｅａｌｕｍｉｎｕｍｓｕｌｆａｔｅ（ＰＡＳＳ）ｉｓｔｈｅｂｅｓｔｍｉｘｅｄｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｇｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｃｏａｇｕｌａｎｔｓ，ｗｉｔｈｏｐｔｉｍａｌｄｏｓａｇｅｏｆ３ｇ／ＬａｎｄｐＨｖａｌｕｅｏｆ４～５．ＡｆｔｅｒｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎＦｅｎｔｏｎｒｅａｇｅｎｔｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ，ｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｏｘｉｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒ１．５ｈ，ａｎｄｐＨｆｏｒ３～５，ａｎｄＨ２０２ｖｏｔｅｄｐｌｕｓｖｏｌｕｍｅｆｏｒ０．２ｍｏＬ／Ｌ，ａｎｄ１３．（Ｈ２０２）：ｎ（Ｆｅ“）ｖａｌｕｅｆｏｒ１．５．Ａｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅＣＯＤ。，，ＢＯＤ５ａｎｄｃｈｒｏｍａ，ａｎｄＳＳｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．ＣＯＤ。，ｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｒｅａｃｈｅｄ９３．５５％ａｎｄＢＯＤ５ｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｒｅａｃｈｅｄ８９．７７％，ｗｈｉｌｅｃｈｒｏｍａｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｒｅａｃｈｅｄ８９．７７％ａｎｄＳＳｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｕｐｔｏ９５．９％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ；Ｆｅｎｔｏｎｒｅａｇｅｎｔｓｏｘｉｄａｔｉｏｎ；ｄｅｓｉｚｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ印染行业在中国是传统的支柱产业之一，同时降低生产成本，在现代印染工艺中，多采用高效前处也被列为高耗能、高污染行业。近年来国内外都加理助剂，适当增加助剂浓度，同时采用退浆、煮炼、漂大了对于印染行业清洁生产工艺的研究与实践，这白一浴法处理，选用退煮漂联合机设备，这种高效短种从源头进行治理的思路，对于降低印染工艺的能流程的前处理工艺，虽然在工艺中助剂的成本有所耗与污染具有非常重要的意义和显著的效果。增加，但工艺整体的水耗、电耗、人工费用均大幅降在印染前处理工艺的清洁生产应用中，常规的低，从而使综合生产成本大大降低…。虽然高效短印染前处理工艺一般是将退浆、煮炼、漂白等工序分流程的前处理工艺对于生产成本有了大幅降低，但步进行，这种传统工艺流程长、耗电、耗水、耗时，为所排放的退煮漂废水由于污染成分复杂，治理难度依然很大。收稿日期：２０１３一ｔ２—１２如何高效地处理退煮漂废水，现以某棉纺印染基金项目：广东省科技计划项目：基于印染行业工艺特点的印染废水处理及回用技术研究（立项编号：２０１１８０３１００００１６）企业高效短流程前处理工艺所排放的退煮漂废水为作者简介：张志（１９７６一），男，硕士研究生，副教授，主要从事污水监处理对象，研究“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺测与治理技术的研究与教学工作。处理该废水适宜的工艺条件。．８２・万方数据第３９卷第１期２０１４年１月Ｖｏｌ＿３９Ｎｏ．１张志等・印染行业退煮漂废水处理工艺的实验研究Ｊａｎ．２０１４１实验材料与方法先不调节退煮漂废水的ｐＨ值，将４种混凝剂分别按１ｇ／Ｌ、１．５ｇ／Ｌ、２ｇ／Ｌ、２．５ｇ／Ｌ、３ｇ／Ｌ、３．５ｇ／Ｌ的１．１退煮漂废水水质投加量与退煮漂废水进行混凝沉淀实验，通过测定沉淀后上清液中ＣＯＤ来考察４种混凝剂对废水的处理效果，实验结果如图ｌ所示。实验废水取自广州市某棉纺印染厂的退煮漂废水，具体水质指标如表１所示。表１退煮漂废水水质指标－Ｅｌ－聚合氯化铝铁金Ｖ（ＰＡＦＣ）褥凿稍啦广－聚合硅酸硫酸铝（ＰＡＳＳ）—ｏ一聚合氯化铝（ＰＡＣ）１．２试验方法８ｒ，Ｄ∞钙∞衢；沥∞垢加＿（＞－聚合硫酸铁（ＰＦＳ）本实验研究分为３个阶段进行：（１）首先选用不同的混凝药剂对退煮漂废水进行混凝沉淀实验，确定最适宜的混凝剂、加药量及最佳反应ｐＨ值；（２）利用第一阶段得出的最适宜的混凝剂、加药量及最佳反应ｐＨ值条件下，对混凝实验沉淀后的上清液进行Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化实验，研究适宜的Ｈ：Ｏ：与Ｆｅ２＋的用量比、Ｈ：Ｏ：的投加量、反应ｐＨ值以及反应时间；（３）在第１、２阶段得出的最佳实验条件下，对退煮漂废水进行“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”组合工艺处理实验，得出工艺对废水处理的总体效果。１．３分析指标及方法具体如表２所示。表２主要分析指标及方法分析指标ｐＨ值ＣＯＤ。，ＢＯＤ５测定方法主要仪器玻璃电极法ｐＨＳ一２５型酸度计重铬酸钾法接种稀释法色度仪ＴＣ一３０００ｅ型色度仪重量法色度ＳＳ２结果与讨论２．１混凝沉淀实验混凝沉淀实验主要是针对退煮漂废水优选出最适宜的混凝剂、加药量及最佳反应ｐＨ值，本实验采用聚合硫酸铁（ＰＦＳ）、聚合氯化铝（ＰＡＣ）、聚合硅酸硫酸铝（ＰＡＳＳ）及聚合氯化铝铁（ＰＡＦＣ）四种混凝剂，表３不用混凝反应ｐＨ值条件下废水中ＣＯＤ的去除率（原水ＣＯＤ。，为４２３３ｍｇ／Ｌ）・８３・万方数据第３９卷第１期２０１４年１月Ｖ０１．３９Ｎｏ．１张志等・印染行业退煮漂废水处理工艺的实验研究Ｊａｎ．２０１４由表３可看出，混凝反应ｐＨ值为４～５时，ＣＯＤ处理效果最佳，达５０％。胶体带有的正、负电荷，通过改变溶液ｐＨ值使胶体所带电荷为零，这个ｐＨ值成为胶体的等电点，在等电点附近胶体之间静电排斥力最小，最易于凝聚，此时絮凝效果最佳旧Ｊ。实验结果表明，聚硅酸硫酸铝处理该退煮漂废水的适宜ｐＨ值为４～５。２．３混凝反应ｐＨ值为４～５的条件下，取混凝沉淀后的上清液（ＣＯＤ。，为２０６８ｍｇ／Ｌ）进行Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化实验，研究适宜的Ｈ：０：与Ｆｅ２＋的用量比、Ｈ：０：的投加量、反应ｐＨ值以及反应时间对废水处理效果的影响。２．３．１Ｈ，０，／Ｆｅ２＋值对ＣＯＤ去除效果的影响保持混凝沉淀后上清液ｐＨ值不变，Ｈ：０：的投加量为０．１ｍｏｌ／Ｌ，氧化时间为１ｈ，在不同的ｎ混凝沉淀后的上清液进行Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化实验（Ｈ：０：）：ｎ（Ｆｅ２＋）下进行实验，不同ｎ（Ｈ：０２）：ｎ选用聚硅酸硫酸铝作为混凝剂处理退煮漂废水，（Ｆｅ２＋）对ＣＯＤ去除效果的影响如表４所示。表４不同ｎ（Ｈ：０：）：ｎ（Ｆｅ２＋）条件下废水中ＣＯＤ的去除率由表４可知，当Ｈ：０：的投加量为０．１ｍｏｌ／ＬＦｅ２＋浓度较低时，反应速度很慢，自由基・ＯＨ的产生量小。整个过程就受到ＨＪ。因此，选定最佳ｎ（Ｈ２０２）：ｎ（Ｆｅ“）值为１．５。２．３．２时，在ｎ（Ｈ：０：）：ｎ（Ｆｅ２＋）从０．５—１．５，ＣＯＤ去除率越来越高，在ｎ（Ｈ：Ｏ：）：ｎ（Ｆｅ２＋）＝１．５时对废水ＣＯＤ的去除率达到最大，达６５％，随后ＣＯＤ去除率逐渐变低。这是由于Ｆｅｎｔｏｎ试剂的氧化能力取决于反应生成的羟基自由基・ＯＨ，Ｆｅ２＋是Ｈ：０：产生Ｈ，０，投加量对ＣＯＤ去除效果的影响保持混凝沉淀后上清液ｐＨ值不变，在ｎ（Ｈ：Ｏ：）：ＩＩ（Ｆｅ２＋）值为１．５的条件下，改变Ｈ：０：的投加量，Ｈ：０：投加量对ＣＯＤ去除效果的影响如表５所示。・ＯＨ的催化剂，当Ｆｅ２＋浓度过高时，过量的Ｆｅ２＋会消耗部分・ＯＨ，从而降低・ＯＨ的氧化效率。当表５不同Ｈ２０：投加量条件下废水中ＣＯＤ的去除率由表５可知，当Ｈ：Ｏ：投加量较小时，Ｆｅｎｔｏｎ试剂产生的・ＯＨ较少，对ＣＯＤ的去除率不高，随着Ｈ：０：投加量的增加，Ｆｅｎｔｏｎ试剂产生的・ＯＨ也相应增加，对ＣＯＤ的去除效果也逐渐提高，当Ｈ：Ｏ：投加量为０．２ｍｏｌ／Ｌ时，ＣＯＤ的去除率达８０％以上。所以继续增加Ｈ：０：投加量，对ＣＯＤ的去除率反而呈现下降的趋势瞪］。因此，选定Ｈ。Ｏ：最佳投加量为０．２２．３．３ｍｏｌ／Ｌ。反应ｐＨ值对废水中ＣＯＤ的去除效果的影响但Ｈ：０：投加量过量后，Ｈ：０：就会与・ＯＨ发生反应而相互消耗，导致浪费，同时反应还生成的ＨＯ：・（氧化还原电位为１．７Ｖ）虽然也是一种氧化剂，但是其氧化能力远远低于・ＯＨ（氧化还原电位为２．８Ｖ），在ｎ（Ｈ：０：）：ｎ（Ｆｅ“）值为１．５，Ｈ：Ｏ：投加量为０．２ｍｏｌ／Ｌ的条件下，用硫酸和氢氧化钠调节Ｆｅｎｔｏｎ反应的ｐＨ值，ｐＨ值对ＣＯＤ去除效果的影响如表６所示。表６不同反应ｐＨ值条件下废水中ＣＯＤ的去除率由表６可见，反应ｐＨ值对废水ＣＯＤ去除效果的影响较为明显，ｐＨ在３～５时，ＣＯＤ去除率较高，・８４・达８０％以上。随着ｐＨ值继续增大，ＣＯＤ去除率呈明显的下降趋势，这主要是由于Ｆｅｎｔｏｎ试剂会发生万方数据第３９卷第１期２０１４年１月张志等・印染行业退煮漂废水处理工艺的实验研究ＶｏＬ３９Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０１４以下反应∞Ｊ：Ｆｅ２＋＋Ｈ２０２－－－｝Ｆｅ３＋＋ＯＨ一＋・ＯＨＦｅ３＋＋Ｈ２０２－＋Ｆｅ２＋＋Ｈ０２・＋Ｈ＋Ｆｅ３＋较难被还原为Ｆｅ“，破坏了Ｆｅｎｔｏｎ体系链式（１）（２）反应的延续，进而导致对ＣＯＤ去除效果变差ｏ因此，选定最佳反应ｐＨ值为３—５。７｜。从反应式（１）可知，ｐＨ值升高将抑制・ＯＨ的产生，且当ｐＨ过高时，将会生成铁的氢氧化物沉淀或复杂络合物，不能产生足够的・ＯＨ，这样就导致Ｆｅｎｔｏｎ试剂的氧化能力降低，影响ＣＯＤ去除效率；而当ｐＨ值过低（＜２）时，又会使反应式（２）中２．３．４反应时间对废水中ＣＯＤ的去除效果的影响在ｎ（Ｈ２０：）：１１（Ｆｅ２＋）值为１．５、Ｈ：Ｏ：投加量为０．２ｍｏｌ／Ｌ、保持反应ｐＨ值为３—５条件下，不同的反应时间对ＣＯＤ去除效果的影响如表７所示。表７不同反应时间条件下废水中ＣＯＤ的去除率由表７可知，反应时间为在１．５ｈ以前，废水中ＣＯＤ的去除率增加较快，以后再延长时间对于ＣＯＤ的去除效果基本趋于稳定。因此最佳的反应时间取１．５ｈ。由表８实验结果可知，废水经过“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺全流程处理后，各项污染物质均有较高的处理效果，虽未完全达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（ＧＢ４２８７—２０１２）中排放限值的要求，但退煮漂废水作为现代印染工艺排放出的最难治理的废水，可考虑先分流集中经“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺处理之后，再和厂内的其它污染较轻的废水混合最后流入集中的污水处理系统，这对于减少印染废水综合处理难度将起到非常重要的作用。３“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺处理退煮漂废水全流程实验在混凝沉淀及Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化实验最佳条件下，取退煮漂废水进行全流程实验，实验结果如表８所示。表８“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺处理退煮漂废水全流程实验结果参考文献：４结语（１）退煮漂废水经混凝沉淀实验后，适宜的混凝剂为聚合硅酸硫酸铝（ＰＡＳＳ），最佳混凝条件为：反应ｐＨ值为４～５；ＰＡＳＳ投加量为３ｇ／Ｌ。（２）Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化最佳氧化工艺条件：反应时间为１．５ｈ；ｐＨ值为３—５；Ｈ２０２投加量为０．２［１］张志，陈光荣．基于水平衡的印染行业废水减排及回用新思路［Ｊ］．工程建设与设计，２０１１（１２）：７２－７３．［２］任朝华．聚合硅酸金属盐絮凝剂的合成及其在造纸废水处理中的应用［Ｊ］．中国造纸，２００６，２５（５）：４３－４６．［３］顾春雷，于奕峰，王广玉．絮凝法处理退浆废水的实验研究［Ｊ］．工业水处理，２００７，２７（９）：４８－５０．［４］ＴｅｋｉｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＨ，ＢｉｌｋａｙＯ，ｅｔａ１．ＵｓｅｏｆａｏｆＦｅｎｔｏｎｏｘｉｄａｔｉｏｎｔｏｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｍｏｌ／Ｌ；ｎ（Ｈ２０２）：ｎ（Ｆｅ２＋）值为１．５。（３）废水经过“混凝沉淀一Ｆｅｎｔｏｎ试剂氧化”工艺全流程处理后，ＣＯＤ。。、ＢＯＤ５、色度、ＳＳ均达到较高的处理效果，ＣＯＤ。，去除率达９３．５５％、ＢＯＤ５去除率达８９．７７％、色度去除率达８５．７１％、ＳＳ去除率达９５．９％。ｆＪ］．Ｊ．Ｈａｚａｒｄ．Ｍａｔｅｒ．，２００６，１３６（２）：２５８—２６５．［５］王利平，蔡华，等．Ｆｅｎｔｏｎ试剂深度处理印染废水的研究［Ｊ］．中国给水排水，２０１０，２６（７）：９０－９２．［６］贾胜娟，杨春风，等．Ｆｅｎｔｏｎ氧化技术在废水处理中的研究与应用进展［Ｊ］．工业水处理，２００８，２８（１０）：５—６．［７］李军，王磊，等．Ｆｅｎｔｏｎ氧化混凝法后续处理垃圾渗滤液研究［Ｊ］．中国给水排水，２００８，２４（３）：６４—６７．・８５・万方数据印染行业退煮漂废水处理工艺的实验研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
张志， 黄乐览， Zhang Zhi， Huang Lelan广东建设职业技术学院,广东广州,510440环境科学与管理
Environmental Science and Management2014,39(1)
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