环境影响评价工程师：印染废水脱色技术之“絮凝”

编辑:污水处理中用到的絮凝剂都有详细的描述，适合新手阅读。印染废水絮凝脱色的机理是基于吸附架桥理论。就无机絮凝剂而言，铁类絮凝剂、铝类絮凝剂等。经过水解聚合生成多价羟基阳离子，与水中胶体压缩，电中和失稳，吸附架桥，生成的粗絮体(矾花)沉淀去除，达到净水脱色的目的。对于有机高分子絮凝剂，除了电中和、桥联之外，可能还有类似化学反应键合的絮凝机理。
无机混凝剂
常用的无机混凝剂是铁、铝等金属盐。这些金属盐分子电荷大，所以有很大的混凝作用。铁盐和铝盐的混凝效果受pH值影响很大。以铝盐为例，铝与水中的OH反应生成氢氧化铝，表现出很大的混凝效果。此时，如果水的碱度不足(pH值低)，形成氢氧化铝的氢氧根离子不足，沉淀就不会形成。另一方面，如果DH过高，氢氧化铝将变成铝酸盐离子并再次溶解，从而降低凝集效果。pH值过高或过低，其溶解度都会变大，不利于凝集。因此，印染废水的pH值必须调整到最佳值。根据实验，可以得到各种混凝剂的pH值。用高宝玉研制的含金属离子的聚硅酸脱色混凝剂(PSMA)处理分散染料和酸性染料废水。当投加量为45mg/L时，色度去除率达到95%以上。
通过各种研究和实践证明，无机混凝剂能有效地去除印染废水中的大部分悬浮染料、分散染料、还原染料、硫化染料和一些高分子量的直接染料，但对活性染料和金属络合染料的去除效果较低。
有机絮凝剂
废水处理中常见的无机混凝剂由于用量大，处理成本高，运行管理复杂，且投加条件需随水质变化而变化。近年来的研究结果表明，有机絮凝剂，尤其是合成高分子絮凝剂，对印染废水表现出较好的脱色效果。目前印染废水中使用的有机絮凝剂主要分为三大类:表面活性剂、天然高分子及其改性剂、合成有机高分子絮凝剂。
表面活性剂有研究人员用氯化十二烷基乙基吡啶或溴化十六烷基吡啶处理水溶性阴离子染料废水，如烧碱H2R、奥斯他津棕H4GR、奥斯他津亮橙H2R等。，而且他们的治疗效果都很满意。
表面活性剂在印染废水处理中也可用作助凝剂。陈润明[16]在处理含碱性品红的阳离子印染废水时，用十二烷基苯磺酸钠与阳离子染料发生化学反应。通过氢键和静电键合，将原本带正电的阳离子染料颗粒转化为带负电的颗粒，然后用PFAS絮凝剂絮凝沉淀。色度去除率可达99%。印染废水中阳离子表面活性剂与染料分子的络合反应具有很强的选择性。通常单独使用很难达到良好的效果，使用时往往与铝盐复合。
天然高分子及其改性剂天然高分子絮凝剂的主要品种有淀粉及其淀粉衍生物、木质素衍生物和甲壳素衍生物。
方以海虾、蟹壳为原料，方制备的壳聚糖是一种阴离子型天然有机高分子絮凝剂，用于处理印染废水。COD去除率可达85%以上，形成的矾花颗粒大，沉降快。
天然高分子絮凝剂通常是从农副产品中的有机高分子物质中提取的，价格低廉，易于降解。但它们电荷密度低，分子量小，容易生物降解，失去絮凝活性，所以应用范围不广。
合成有机高分子絮凝剂合成有机高分子絮凝剂分子量大，分子链中官能团多，在水中的延伸性大，絮凝性能好，用量小，pH范围宽。同时在絮凝过滤、脱水等分离操作中具有优异的性能。
高分子絮凝剂的品种主要有:聚丙烯酰胺、多烯酸、聚二甲基二丙基氯化铵和聚胺。与无机絮凝剂相比，高分子絮凝剂有很多优点:
(1)高分子絮凝剂一般是分子量几万甚至几千万的水溶性聚合物，其细长分子中有很多官能团。该官能团可以中和颗粒表面电荷，同时使颗粒牢固结合，从而产生稳定的絮凝物。
(2)高分子絮凝剂产生的絮凝剂生长速度快，体积大，可以缩短处理时间。
(3)无机絮凝剂对pH值的依赖性很强，而高分子絮凝剂比较稳定。当然，它们也有自己的范围，我们要避免乱用。
(4)高分子絮凝剂的用量为处理水的1×10 ~ 10×10，能充分发挥效果。其用量少，絮凝脱水后残渣少。潘。国外合成的DOC高分子混凝剂是应用广泛的合成高分子絮凝剂之一。它是在碱性条件下用双氰胺对聚丙烯腈的侧链进行改性而合成的，使不溶于水的聚丙烯腈成为水溶性两性聚电解质。它含有多种活性基团，对水溶性染料有很强的吸附作用。含活性染料和酸性染料的印染废水COD去除率达63%，色度去除率达90%以上。
生物絮凝剂
中国南开大学庄一元筛选出6株对染料废水具有良好絮凝脱色效果的菌株，研制出NAT生物絮凝剂，对活性艳蓝NKR、酸性湖蓝A、酸性蓝g具有明显的降解效果。
采用絮凝脱色的方法，可以有效去除废水中不溶性染料或胶体状态的染料。但是水溶性染料基本上不能被去除。但是，如果几种絮凝剂一起使用，或者使用复合絮凝剂，通常可以有效地去除水溶性染料。